[發明專利]換熱器

有效

• 申請號: 200980146908.0
• 申請日: 2009-11-24
• 公開（公告）號: CN102334002A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: F·克雷薩克;F·魯索;M·瓦格納
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00;F25J3/04;F28D9/00;F28F27/02;B01D1/22;F28F3/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及通過采用豎直板式換熱器與第二流體進行熱交換來使液體汽化。本發明特別應用于常壓蒸餾裝置。

背景技術

在雙塔類型的常壓蒸餾裝置中，位于低壓塔容器中的液態氧通過與中壓塔頂端流出的氣態氮交換熱量從而被汽化。對于低壓塔中給定的運行壓力而言，由換熱器的結構決定的氧和氮之間的溫差影響中壓塔的運行壓力。因此，為了使對要處理噴入到中壓塔中的空氣進行壓縮的費用最小，希望所述溫差盡可能地小。

這些相變換熱器目前所使用的技術是釬焊板翅式鋁換熱器的技術，這使得可以在具有較大換熱表面面積的同時獲得很緊湊的部件。這些換熱器包括板，在板之間插入波狀件或散熱片，從而形成一堆汽化“通道”和冷凝“通道”。存在有各種類型的波狀件，例如直的、穿孔的或局部偏移的(“鋸齒狀的”)波狀件。

當汽化器在下行膜汽化模式下運行時，一部分裝置用于在汽化通道中以及換熱器波狀件的通路之間分配液體。

每種汽化器特有的該分配通常按照FR-A-2547898中描述的原理執行：汽化通道通過冷凝通道的頂部供應。隨后，氧流動穿過一排孔口，這確保其主要分配到汽化通道中。然后，其流經具有水平母線的一段波狀件，這確保更精細的分配——稱作二次分配(液體在通路之間的分流)。

被汽化的液態氧包含溶質形式的雜質。主要的雜質是一氧化二氮，(N₂O)、二氧化碳(CO₂)、碳氫化合物(C₂，C₃，等)。根據運行條件的不同，這些雜質可以沉積在汽化通道上(以固體或液體形式)。為了防止爆炸的危險，工業控制這些固體或液體沉積物的形成是很重要的。

在沉積物的形成過程中，其中一個重要的參數是每個通路的液體流速(或者表示為每米待潤濕的周長)。特別地，當每個通路的液體流速不足以潤濕壁時，通過干蒸形成沉積物。

在這種類型的汽化器(膜汽化器)中，液態氧的分配對其運行(性能和安全)起著關鍵的作用。因此，有必要確保在所有情況下每個通路內部都有良好的液體分配。為此，通路之間的液體分配必須足夠均勻。不均勻的液體分配可能造成波狀件的潤濕不良，特別是在換熱器的底部，相應地通過干蒸形成沉積物。困難在于，確保所有通路具有相等液體流速——考慮到每個通道和每個本體的通路數量(550通路/通道，55000通路/本體)。

該液體分配的質量取決于分配器的良好結構和尺寸。

所謂的二次分配(在通路之間液體的分流)使用具有水平母線和局部偏移的波狀帶。

每個汽化通道內這種波狀件的定位具有兩點不足：

·由于所用側桿狀件的(切面)輪廓，在通道的每一側都存在兩個節流孔(自由空間)31(圖1A)。

·在兩個波狀墊之間的接頭處可能存在間隙31。具體而言，為了蓋住通道整個寬度，可并排布置幾個波狀帶(圖2)。

這些不足意味著，對于液體而言，在具有水平母線(“曲折路徑(曲折路徑)”)的該波狀帶中存在有優先的通道，造成對于正好處于其下方的通路液體供應過量，更為重要的是，造成后者外圍通道的液體供應不足。

圖1A顯示了從上方看到的現有換熱器的一部分。桿狀件7具有由兩層組成的U型段，外層具有矩形橫截面，而內層具有正弦邊緣。在圖1B中，顯示了從正面看到的換熱器的相同部分。

具有水平母線的波狀件1位于兩塊板35之間，所述板限定出被桿狀件7封閉的換熱器通道。

對于現有換熱器，波狀件與桿狀件之間的間隙31也在圖2中示出。

發明內容

根據本發明，桿狀件優選由兩層組成，根據其中移除了U型段的桿狀件7的形狀，內層具有切口33或者是平坦部分，這樣使得波狀件1、3能安裝到桿狀件7上。

根據本發明的一個方面，提供一種通過與第二流體熱交換而使一種液體汽化的換熱器，其包括：由一組平行豎板和側桿狀件形成的平行六面體，豎板之間限定大量扁平通道，所述側桿狀件使通道與外界隔絕；將所述液體送入通道的第一組通道以及將第二流體送入剩余通道的機構；在所述第一組通道頂端在所述第一組通道的整個水平長度上通過在這些通道的整個長度上的精細分布來分配液體的填料元件，其特征在于：至少其中一根側桿狀件朝向換熱器內部在其大部分長度上具有倒圓切面(profil?bombé)，在其一部分長度上具有平坦切面(profil?plat)，并且，填料元件的一個邊緣與平坦切面所在長度的那部分接觸。

根據另外可選的方面：

-填料元件安裝在所述側桿狀件中的至少一根中；