[實用新型]一種帶換熱裝置的液氨鋼瓶

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220028286.0
• 申請日: 2012-01-21
• 公開（公告）號: CN202442100U
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑堅仁;鄭如定;曾靈琪;鮑堅斌
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南高安新材料有限公司
• 主分類號: F17C7/04
• 分類號: F17C7/04;F17C13/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種帶換熱裝置的液氨鋼瓶。

背景技術(shù)

氨氣是半導(dǎo)體行業(yè)的重要的氣體原料，氨通常采用大容量的壓力容器來儲存，如450?L的Y鋼瓶，980?L?的T鋼瓶等，在容器內(nèi)以液氨的形式儲存，使用時需要先把液氨氣化；生產(chǎn)使用時，氨氣往往需要以大于100?L/min的流量輸送，特別是發(fā)光二極管MOCVD（Metal-organic?Chemical?Vapor?Deposition?，金屬有機化合物化學(xué)氣相沉淀）外延爐對氨氣的流量要求很大。

液氨氣化是一個吸熱過程，液氨氣化潛熱大，這意味著液氨氣化時需要吸收大量的熱量；當氨氣以小流量使用的情況下，可以通過鋼瓶表面從環(huán)境吸取熱量；如果流量增加，環(huán)境不能及時補充流量，會使氨氣溫度和壓力降低，影響輸送氣體的穩(wěn)定性；因此，實際使用時，通常需在鋼瓶表面環(huán)繞包裹電熱毯，通過電熱毯的加熱來使液氨氣化；通過電熱毯加熱來氣化液氨需要消耗大量的電能；根據(jù)美國壓縮氣體協(xié)會標準，鋼瓶易熔栓的溫度為74℃，因此鋼瓶加熱的表面溫度不能超過50℃；同時隨著氣氨的流出，鋼瓶中液氨的液位越來越低，有效傳熱面積減少，而同時上部氣氨由于不斷被加熱，因此影響氣氨的供應(yīng)，而且電加熱存在傳熱效率低，安全性差，耗能等缺點。

同時，微電子工廠由于冷卻設(shè)備等原因，通常會產(chǎn)生30～45℃左右的廢熱水，它們往往是循環(huán)冷卻水流經(jīng)設(shè)備后產(chǎn)生的，這些廢熱水所含的熱量品位不高，幾乎沒有使用價值，只能再通過熱交換器進行熱交換后，繼續(xù)循環(huán)使用，而熱量最后由涼水塔帶出。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶換熱裝置的液氨鋼瓶，利用工廠現(xiàn)場的廢熱水，從而可以給鋼瓶內(nèi)的液氨提供穩(wěn)定的熱源；由于采用工廠的循環(huán)水來提供熱量，不再使用電熱毯，節(jié)省電能，同時，所使用的廢熱水的溫度比較電熱毯供熱要低很多，因此更能保證氨氣輸送系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；由于水流流道的整體尺寸較小，易于加工。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用下述技術(shù)方案：一種帶換熱裝置的液氨鋼瓶，包括液氨鋼瓶，所述液氨鋼瓶外表面焊接有可流通廢熱水的熱交換器，該熱交換器設(shè)有進水口和出水口。

優(yōu)選地，所述熱交換器是盤管狀的水流通道，所述水流通道由長條形不銹鋼板彎折構(gòu)成槽型結(jié)構(gòu)，該水流通道槽型結(jié)構(gòu)的兩槽邊沿鋼瓶長度方向焊接于鋼瓶瓶體外表面上，且水流通道焊接于鋼瓶橫向中心線所在的水平面以下，即水流通道焊接于鋼瓶的下半部。

所述不銹鋼板厚度是1mm～3mm，所述槽型結(jié)構(gòu)兩槽邊之間的寬度是20mm～100mm，所述槽型結(jié)構(gòu)兩槽邊的高度均為1mm～5mm，所述兩條相鄰的水流通道之間的間距為5mm～50mm，此水流通道加工簡便，流過水流通道的熱量來源是微電子工廠冷卻設(shè)備產(chǎn)生的設(shè)備廢熱循環(huán)水，通過此熱源，給鋼瓶中液氨提供熱量，為液氨氣化提供熱量。

優(yōu)選地，所述熱交換器是扁管構(gòu)成的蛇形盤管。

優(yōu)選地，熱交換器的面積，也就是熱水-液氨的熱交換面積占液氨鋼瓶圓柱面積的20%～40%，以保證熱水與液氨有一定的熱交換面積。

優(yōu)選地，所述熱交換器的最低點分別設(shè)有進水口和出水口，或者在所述熱交換器的最低點還設(shè)有排水口，為了便于把通道內(nèi)的水排出；在標準狀態(tài)下，液氨的沸點是–33℃，因此液氨氣化時有可能會產(chǎn)生低于0℃的溫度，這會導(dǎo)致水流通道內(nèi)的水結(jié)冰，而水結(jié)冰膨脹時會導(dǎo)致水流通道破裂，通道內(nèi)水的排出是為避免出現(xiàn)這種意外。

優(yōu)選地，所述熱交換器進水口和出水口分別連接有閥門，進水口的閥門前設(shè)有流量計，便于控制水流量的大小。

優(yōu)選地，所述鋼瓶外表面的底部固設(shè)有溫度計，可以測量鋼瓶內(nèi)液氨的溫度，根據(jù)液氨的溫度來設(shè)定所需的循環(huán)水的溫度以及水流量的大小，確保能夠提供足夠的熱量給鋼瓶內(nèi)的液氨氣化，防止溫度低于0℃，避免通道內(nèi)的水結(jié)冰；通常使用時，可以在水流通道內(nèi)提供過量的循環(huán)水，這樣就可以避免結(jié)冰，只要循環(huán)水的溫度不過高，比如45℃，那么鋼瓶內(nèi)氨氣的壓強就不會超過鋼瓶的耐壓從而保證使用的安全。

所述鋼瓶外表面設(shè)有固定架。