[發(fā)明專利]基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器

無效

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• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102878839A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 許斌
• 申請（專利權(quán)）人: 林德工程(杭州)有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F1/30
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務所(普通合伙) 33236
• 代理人: 林君勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空浴式汽化器，尤其涉及一種可將空分裝置中的廢熱進行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器。

背景技術(shù)

空浴式汽化器廣泛的用于空分裝置中的低溫液體汽化，但由于空浴式汽化器的換熱一般是基于自然對流的空氣換熱，體積較大，換熱效率較低，而空分裝置中如空壓機，氮壓機，膨脹機等機器設備在使用過程中往往需要大量的循環(huán)冷卻水，吸收熱量后的循環(huán)冷卻水一般通過冷卻水塔向環(huán)境釋放熱量冷卻降溫，因此其向環(huán)境中釋放的熱量沒有得到重復利用，合理規(guī)劃和利用這部分廢熱正成為空分裝置經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可將空分裝置中的廢熱進行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化，節(jié)能環(huán)保的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的空分裝置中的空浴式汽化器換熱效率較低，且在空分裝置運行過程中產(chǎn)生的廢熱只能釋放到周圍環(huán)境中，導致能源浪費大等技術(shù)問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，包括連接在空分裝置上的熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道，在所述熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道之間橫設有若干段熱管，熱管的蒸發(fā)端熱傳導連接在熱源循環(huán)冷卻水管道上，熱管的冷凝端熱傳導連接在低溫液體輸送管道上。熱源循環(huán)冷卻水管道中的冷卻水用于空分裝置中的熱源設備降溫，其在循環(huán)過程中吸收熱源設備產(chǎn)生的廢熱，而空分裝置中的低溫液體輸送管內(nèi)的低溫液體在汽化成常溫產(chǎn)品氣體時需吸收熱量，由此通過在熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道之間設置熱管即可實現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移利用，即熱源循環(huán)冷卻水管道內(nèi)的循環(huán)冷卻水在經(jīng)過空分裝置的熱源（如空壓機級間、級后冷卻器）并吸收熱量后，流動至熱管的蒸發(fā)端并與熱管蒸發(fā)端進行熱交換，熱量釋放使熱管內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)汽化，循環(huán)冷卻水冷卻降溫后回流至水塔進行下一個循環(huán)，而熱管內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)汽化后進入到熱管的冷凝端，由于低溫液體輸送管道位于熱管的冷凝端，熱管內(nèi)的工質(zhì)熱量釋放使低溫液體輸送管道內(nèi)的低溫液體汽化成常溫的產(chǎn)品氣體，同時熱管內(nèi)工質(zhì)被重新冷凝成液態(tài)，并在重力作用下并回流至蒸發(fā)端并進入下一個循環(huán)，整體結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，換熱效率高，可將空分裝置中的廢熱進行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化，節(jié)能環(huán)保。

作為優(yōu)選，所述熱管的兩端分別延伸至熱源循環(huán)冷卻水管道內(nèi)和低溫液體輸送管道內(nèi)。將熱管的兩端直接延伸至對應的熱源循環(huán)冷卻水管道內(nèi)或低溫液體輸送管道內(nèi)，傳熱效率高，熱損失小。

作為更優(yōu)選，在所述熱管的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝固定有若干散熱翅片，且散熱翅片與對應的熱源循環(huán)冷卻水管道或低溫液體輸送管道軸線平行。通過在對應于熱源循環(huán)冷卻水管道或低溫液體輸送管道內(nèi)的熱管蒸發(fā)端或冷凝端上設置散熱翅片，增加了熱管的散熱面積，熱交換效率高。

作為優(yōu)選，在所述熱管的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝固定有若干散熱翅片，熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道蛇形穿插在對應側(cè)的散熱翅片間。可以通過在熱管的蒸發(fā)端和冷凝端上分別設置散熱翅片，并通過散熱翅片與對應的熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道進行熱交換，熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道內(nèi)的流阻小，確保循環(huán)冷卻水和低溫液體正常傳輸。

作為優(yōu)選，在所述熱管的中部設有絕熱保溫層，絕熱保溫層的一端抵接在熱源循環(huán)冷卻水管道外，另一端抵接在低溫液體輸送管道外。絕熱保溫層可減少熱管的熱量損失，節(jié)約能耗。

絕熱保溫層可以是巖棉、泡沫玻璃等，作為更優(yōu)選，所述絕熱保溫層為發(fā)泡材料。發(fā)泡材料價格低廉，易采購，保溫效果好。

作為優(yōu)選，所述熱管間平行設置，熱管與水平面的夾角為5°至15°，且熱管的冷凝端位于上方，蒸發(fā)端位于下方。熱管的冷凝端高于熱管的蒸發(fā)端，一是便于熱管內(nèi)的工質(zhì)蒸汽冷凝后及時回流至蒸發(fā)端，確保蒸發(fā)端的熱管內(nèi)始終存有一定量的熱量載體，提高了傳熱效率；二是便于熱管內(nèi)的工質(zhì)沸騰時蒸汽迅速上行至冷凝端，提高了傳熱速度。

熱管可以采用其它工質(zhì)，作為優(yōu)選，所述熱管為兩端封閉的銅管，在所述熱管的腔體內(nèi)注有80%至90%的常溫水，熱管腔體內(nèi)的壓力為1.3x10^-1Pa至1.3x10^-4Pa。熱管內(nèi)的水容量過大時升溫會漲破熱管，容量過少不足時傳熱效率低，處于負壓狀態(tài)時可降低熱管內(nèi)冷卻水的沸點，提高傳熱效率和速度。