[發明專利]單級氣液均流器

有效

• 申請號: 201310400280.0
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103486897A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳杰;單彤文;浦暉;程昊;密曉光;姜益強
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: F28F9/22
• 分類號: F28F9/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

技術領域

本發明涉及一種單級氣液均流器，屬于氣液兩相流動技術領域。

背景技術

繞管式換熱器是大型石油化工、天然氣液化工廠應用的重要設備，因工藝計算復雜導致制造難度極大，工程技術一直被國外公司壟斷，國產化進展緩慢。近十幾年來，我國才陸續開展對繞管式換熱器國產化的一系列研究，并實現小型多股流繞管式換熱器的國產化。

繞管式換熱器結構緊湊，兩相流流動工況復雜，兩相流入口的分配結構設計困難，加上流量震蕩，均勻分配有很大困難。若兩相流分布不均勻，可能出現偏流或短路等現象，造成某些換熱管段換熱不均，換熱管之間出現溫差，產生熱應力，減少換熱設備壽命，降低換熱器效率的同時增加了能耗。因此，氣液分布均勻的重要性對繞管式換熱器更加突出。然而，國內外已有專利技術均為抽吸式和溢流式均流器，用于解決空調冷媒的單相流、加氫反應器和板翅式換熱器的氣液兩相流，以及石油煉制和石油化學工業中氣液固三相流的均布問題，而抽吸式和溢流式均流器尚不適用于繞管式換熱器的氣液均布，主要存在如下問題：1）抽吸式的均布裝置結構復雜，壓降損失大；溢流式的均布裝置氣液混合分配效果差，嚴重影響換熱器效率。2）抽吸式和溢流式均布裝置無法滿足繞管式換熱器結構緊湊、密封性高、節能的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種單級氣液均流器，本發明可解決氣液兩相流進入繞管式換熱器殼側內的換熱管束段后分布不均勻，從而導致繞管式換熱器的工作效率低、氣液兩相流流過設備時產生的壓降大、換熱器的壽命減短等問題。

為解決上述技術問題，本發明所提供的技術方案如下：

本發明所提供的一種單級氣液均流器，它包括一芯筒，所述芯筒的側壁上設有至少1個氣液兩相進口和至少1個氣相出口，且所述氣液兩相進口與所述氣相出口為相對設置；所述芯筒內設有一折流板，且所述折流板設于所述氣液兩相進口和所述氣相出口之間；

所述芯筒的腔體內設有一圓盤，所述圓盤沿所述芯筒的徑向方向布置；

沿所述芯筒外壁的圓周方向上設有若干個噴淋多孔板，所述噴淋多孔板包括一中空板，所述中空板內設有若干個分流管，所述分流管上設有縫隙，所述分流管沿所述中空板的高度方向布置，且所述分流管的高度不小于所述中空板的高度；所述圓盤的底部與所述噴淋多孔板的底部位于同一水平面上；所述噴淋多孔板朝向所述芯筒的一端面為液相進口。

上述的單級氣液均流器中，所述折流板可由兩塊相互垂直的板組成；

上述的單級氣液均流器中，所述噴淋多孔板之間設有間距，且相鄰所述噴淋多孔板之間設有隔板，所述隔板由一纏繞管束貫穿，所述隔板的作用是將所述纏繞管束周圍密封，防止液相和氣相未經分流直接留到下端的換熱管段。

上述的單級氣液均流器中，所述噴淋多孔板與所述隔板可為交替均勻排列。

上述的單級氣液均流器中，所述縫隙沿所述分流管的高度方向設置，則進入所述中空板內的液相可通過所述縫隙進入所述分流管內與其內的氣相混合。

上述的單級氣液均流器中，所述分流管的高度與所述中空板的高度相同，便于調節流入的氣相流體的流量以及便于機械加工。

上述的單級氣液均流器中，所述液相進口的高度與所述中空板的高度相同，便于調節流入的氣相流體的流量以及便于機械加工。

當將本發明用于直徑的繞管式換熱器時，可在所述芯筒的外壁面上對稱設置多個兩相入口和氣相出口。

本發明具有如下有益效果：

本發明提供的單級氣液均流器的結構簡單，易于制造，成本較低，且具有有一定的承壓能力。本發明利用芯筒作為氣液分離器，節省空間且避免現場安裝。氣相流體沖擊從縫隙進入的液相流體實現了氣液兩相的摻混，噴淋多孔板上均勻布置的分流管實現了氣相流量和液相流量在整個分流器橫截面上的平均分配。氣液兩相流體的均勻分配，提高了繞管式換熱器的工作效率并降低了壓降，起到節能的作用。

附圖說明

圖1為本發明單級氣液兩相均流器的結構示意圖。

圖2為本發明圖1的A-A剖視圖。

圖3為本發明單級氣液兩相均流器的圓盤內液位示意圖。

圖4是本發明單級氣液兩相均流器的噴淋多孔板的結構示意圖。

圖中各標記如下：1分離器、2氣液兩相進口、3氣相出口、4圓盤、5噴淋多孔板、6分流管、7纏繞管束、8隔板、9芯筒、10折流板、11中空板、12液相進口、13縫隙。

具體施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明并局限于以下實施例。