[發明專利]一種含有不凝氣體的環形分隔裝置換熱器

有效

• 申請號: 201710321690.4
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107036478B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 張莉莉;田茂誠;冷學禮;范明秀;張冠敏;柏超;邱燕
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李健康

本發明提供了一種含有不凝氣體的環形結構分割裝置管殼式換熱器，包括殼體，所述殼體兩端分別設置封頭，所述封頭和殼體的連接位置設置管板，換熱管連接兩端的管板，氣液兩相流中的氣相是不溶或者難溶性氣體，即換熱過程中，氣體不會溶于液體，所述換熱管內設置分隔裝置，所述分隔裝置包括芯體和外殼，所述芯體設置在外殼中，所述外殼與換熱管內壁連接固定，所述芯體包括多個同心管和肋片，所述肋片連接相鄰的同心管。本發明提供一種新式結構的分隔裝置的換熱器，在管道內存在氣液兩相流動時，相對于背景技術，進一步強化傳熱，減弱管道的振動，降低噪聲水平。

技術領域

本發明涉及一種管殼式換熱器，尤其是涉及一種含有不凝氣體的兩相流動換熱器。

背景技術

含有不凝氣體的兩相流換熱廣泛地存在于換熱裝置中，例如在換熱過程中混入了不凝氣體，或者在流體運輸過程中因為設備老化產生的不凝氣體，還有例如天然氣液化(主要成分為沸點-162℃甲烷、沸點-88℃乙烷、沸點-42℃丙烷等)過程中的不同沸點混合介質的冷凝、空氣分離、混合冷劑制冷、石油或廢塑料裂解、生物質氣生產等行業的主要工藝過程。

含有不凝氣體的流體在換熱過程中因為氣相的存在，會導致換熱效率低，惡化換熱，流體流動過程不穩定，而且會導致水錘現象的發生。當兩相工質的汽液相沒有均勻混合且不連續流動時，大尺寸的液團會高速地占據氣團空間，導致兩相流動不穩定，從而劇烈地沖擊設備與管道，產生強烈震動和噪聲，嚴重地威脅設備運行安全。

針對氣液兩相流的換熱惡化問題，已經有人提出了新的解決方式來解決上述問題，例如公開號為CN105258535A專利申請，通過設置突刺破壞層流底層，通過“刺”和“孔”可以分別在不同高度上擾動流體，從而進行強化傳熱。但是上述技術并沒有解決氣液兩相流換熱器中的震動和噪音問題，而且上述的解決方式結構復雜，而且因為突刺的尺寸問題，無法保證換熱管中部的整個橫截面上的擾動，無法實現整體上的氣相液相的均勻，噪音和震動問題依然嚴重。針對上述問題，本發明提供了一種新式結構的分隔裝置的換熱器，從而解決上述的問題。

在先申請中也設計了一種多管式分隔裝置，參見圖8所示。但是此種裝置在運行中發現，因為管子之間是緊密結合在一起，因此三根管子之間形成的空間A相對較小，因為空間A是三根管子的凸弧形成，因此空間A的大部分區域狹窄，會造成流體無法進入通過，造成流體短路，從而影響了流體的換熱，無法起到很好的穩流作用。同時因為上述結構的多根管子組合在一起，制造困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種新式結構的分隔裝置的換熱器，在管道內存在氣液兩相流動時，減弱氣液兩相流換熱管內的振動，降低噪聲水平，同時強化傳熱。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種管殼式換熱器，包括殼體，所述殼體兩端分別設置封頭，所述封頭和殼體的連接位置設置管板，換熱管連接兩端的管板，氣液兩相流中的氣相是不溶或者難溶性氣體，即換熱過程中，氣體不會溶于液體，所述換熱管內設置分隔裝置，所述分隔裝置包括芯體和外殼，所述芯體設置在外殼中，所述外殼與換熱管內壁連接固定，所述芯體包括多個同心管和肋片，所述肋片連接相鄰的同心管。

作為優選，所述同心管和肋片上設置連通孔。

作為優選，所述肋片的延長線穿過同心管的圓心。

作為優選，換熱管的長度為L，距離換熱管入口的距離為X，相鄰分隔裝置之間的距離為S，S＝F₁(X)，滿足如下要求：

S’>0,S”>0,0<＝X<L/2；

S’<0,S”>0,L/2<＝X<＝L。

作為優選，換熱管的長度為L，距離換熱管入口的距離為X，分隔裝置的長度為C，C＝F₂(X)，滿足如下要求：