CN101539381B - 一种水浴蒸汽加热型气化器 - Google Patents
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Abstract
一种水浴蒸汽加热型气化器，其特征是在筒体中，设置浮动管板换热器，水蒸气进口管设置在浮动管板换热器的顶部，低温水进口管设置在浮动管板换热器的下部，由低温水进口管进入浮动管板换热器中的水是以浮动管板换热器的壳体为流道，并从浮动管板换热器上部间隙引入筒体内；在筒体中设置缠绕管式换热器，在缠绕管式换热器的底部和顶部，分别设置低温液体进口管箱和气体出口管箱。本发明气化器在变工况条件下运行时，能有效避免水击和振动现象的发生。
Description
技术领域
本发明涉及如LO2、LN2、LAr、LNG、LCO2、LC2H4、LPG等低温液体的气化装置。
背景技术
气化器是低温液体贮存汽化系统中广泛使用的设备，其主要功能是将低温液体(液氧、液氮、液化天然气等)通过热量交换形式，使液化气体气化，转变成常温气体，以便被工业利用。
目前工业装置气化器种类繁多，主要有空气加热型气化器、水加热型气化器、水浴蒸汽加热型气化器等。其中，空气加热型气化器和水加热型气化器使用压力低、占地面积大、处理能力低；水浴蒸汽加热型气化器处理能力大，但易振动、噪音大。
水浴蒸汽加热型气化器常见形式图1a和图1b所示，这两种汽化器是在蒸汽进入位置上有差别。在图1a所示结构中，水蒸汽进汽管口9位于设备底部，蒸汽从设备底部进入；图1b所示结构中，蒸汽从设备顶部进入。其工作原理是蒸汽由蒸汽管道通过水蒸汽调节阀8、蒸汽分配管7或水蒸汽母管10及水蒸汽加热支管11上的小孔直接与设备筒体3内的水混合，加热设备筒体3内的水，再由水与换热盘管4中的低温液体进行换热，使低温液体吸热气化。图1a和图1b中常规相同的结构设置还包括气体出口1、气体汇集管2、低温液体分配管5、低温液体入口6等，在运行过程中，当蒸汽与冷水相遇时，常会产生水击现象。当低温冷水与水蒸汽相遇时，水蒸汽凝结，造成局部真空，引起周围介质高速冲击而产生振动。如果工艺设计和实际运行的工况点吻合，设备运行可能正常，但在实际工业运用过程中，气化温度经常偏离设计值，振动明显加剧。概括来说，产生振动的原因有两方面：一是水与蒸汽直接接触而引起；二是客观存在运行工况点偏离设计工况的现实。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提出一种水浴蒸汽加热型气化器，实现设备在变工况条件下的运行，能有效避免水击和振动现象的发生。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明水浴蒸汽加热型气化器的结构特点是在筒体中，设置浮动管板换热器，水蒸汽进口管设置在浮动管板换热器的顶部，低温水进口管设置在浮动管板换热器的下部，由低温水进口管进入浮动管板换热器中的水是以浮动管板换热器的壳体为流道，并从浮动管板换热器上部间隙引入筒体内；在筒体中设置缠绕管式换热器，在缠绕管式换热器的底部和顶部，分别设置低温液体进口管箱和气体出口管箱。
本发明的结构特点也在于：
在水蒸汽进口管上设置膨胀节。
在缠绕管式换热器的低温液体进口管箱和气体出口管箱中采用管板结构。
本发明充分利用原有筒体中的剩余空间，增加设置浮动管板换热器代替直通式蒸汽母管或水蒸汽分布管。与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明由直接传热改为间接传热，蒸汽和水之间的换热是在浮动管板换热器内实现的，而且蒸汽和水不直接接触，它们之间由换热管隔开，避免了水击和振动；
2、本发明在水蒸汽进口管上设置膨胀节，浮动管板换热器的上管板可以在壳体内一定限度地自由伸缩，可以较好地克服温差应力；
3、本发明由原来的水与低温液体自然对流换热改成强制对流换热，即低温液体管外的水由静止水变成了循环流动水，提高了换热效率，降低了低温液体与水换热的换热面积，减小总体结构尺寸；
4、本发明在低温液体和水之间的换热部件设置为缠绕管式换热器，水在缠绕管式换热器管束间的流动呈现了旺盛的错流流动状态，显著增强了换热效果；
5、本发明在缠绕管式换热器的进、出口中采用了管板结构，这种结构保证了换热管与管板之间的焊接连接方式得以可靠的实现，消除了图1a和图1b所示结构中换热盘管与低温液体分配管以及换热盘管与气体汇集管之间焊缝不易焊透的缺陷。
附图说明
图1a为下部进汽的已有技术结构示意图。
图1b为上部进汽的已有技术结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图3，本实施例中，在筒体3中，设置浮动管板换热器7，水蒸汽进口管9设置在浮动管板换热器7的顶部，低温水进口管5设置在浮动管板换热器7的下部，由低温水进口管5进入浮动管板换热器7中的水是以浮动管板换热器7的壳体11为流道，并从浮动管板换热器7上部间隙引入筒体3内；
在筒体3中设置缠绕管式换热器2，在缠绕管式换热器2的底部和顶部，分别设置低温液体进口管箱4和气体出口管箱1。
具体实施中，相应的结构设置也包括：
在水蒸汽进口管9上设置膨胀节10，浮动管板换热器的上管板可以在壳体内一定限度地自由伸缩，可以较好地克服温差应力；在缠绕管式换热器2的低温液体进口管箱4和气体出口管箱1中采用管板结构12，以可保证换热管与小管板之间的焊接连接方式得以可靠的实现。
运行过程：
运行前，向筒体3内注满水，较低温度的水从位于浮动管板换热器7下部的水进口管5中进入，在浮动管板换热器7的壳体11内向上流动，并从浮动管板换热器7上部间隙流入筒体3内，再向下流动，从位于筒体3下部侧壁上的水出口管8流出，实现水循环。
打开设备外接的蒸汽阀通入蒸汽，使循环水被加热到设定温度，打开低温液体通道，低温液体由低温液体进口管箱4进入，在缠绕管式换热器2的管束中向上流动，并和筒体3内的热水进行换热，低温液体气化后从气体出口管箱1中的流出。筒体3内的热水降温后从水出口管8中流出，再从循环从水进口管5流入，重新进行浮动管板换热器7被蒸汽冷凝加热，实现系统的连续循环运行。
Claims (3)
1.一种水浴蒸汽加热型气化器，其特征是在筒体(3)中，设置浮动管板换热器(7)，水蒸汽进口管(9)设置在浮动管板换热器(7)的顶部，低温水进口管(5)设置在浮动管板换热器(7)的下部，由所述低温水进口管(5)进入浮动管板换热器(7)中的水是以所述浮动管板换热器(7)的壳体(11)为流道，并从浮动管板换热器(7)上部间隙引入筒体(3)内；在所述筒体(3)中设置缠绕管式换热器(2)，在所述缠绕管式换热器(2)的底部和顶部，分别设置低温液体进口管箱(4)和气体出口管箱(1)。
2.根据权利要求1所述的水浴蒸汽加热型气化器，其特征是在所述水蒸汽进口管(9)上设置膨胀节(10)。
3.根据权利要求1所述的水浴蒸汽加热型气化器，其特征是在所述缠绕管式换热器(2)的低温液体进口管箱(4)和气体出口管箱(1)中采用管板结构(12)。
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