CN103052861A - U型管汽化器 - Google Patents

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Abstract

一种汽化器包括多个包含在容器(7)中的U型管(17),其中各个管含有两个端部,这些管被设置在至少一个平面内,所述容器在一侧由一板(13)封闭,所述板具有数量与管端部的数量相等的开口,所述开口包括顶部开口和底部开口,各个管的顶端连结到所述板的顶部开口并且各个管的底端连结到所述板的底部开口,圆罩(2)在与所述管的一侧相反的一侧覆盖所述板,所述圆罩由垂直于所述管的平面的壁(6)划界而形成入口腔(3)和排出腔(5),所述入口腔由与所述管的平面和所述壁垂直的隔板(21)分成两个部分,以形成用于在所述板和所述隔板之间容纳液体的腔并且在所述隔板的另一侧形成辅助腔,所述液体进口从所述汽化器的外部通入到所述容纳腔,并且所述辅助腔设置成只接收来自所述容纳腔中的液体,从而使得来自外部的进入到所述容纳腔中的液体只经由所述底部开口进入到所述管中。

Description

U型管汽化器
技术领域
本发明涉及一种汽化器。具体地,本发明涉及一种由热交换器组成的汽化器,在该热交换器中发热流体将热量释放给待蒸发的液体,该液体在联接到一板上的至少一个U型管中循环。该汽化器可以是例如备用汽化器,其向用户网供应汽化的低温液体以补偿来自低温单元的流量。
背景技术
当空气分离单元停止时,该系统一般由低温泵供应,并且在U型弯道中汽化的液体被送至客户。
因此,在图1中,能够看出汽化器4由圆柱形容器7和半球形圆罩组成,其中这两者被具有贯穿开口的竖直板13分开。这些开口连结到U型管使得该管件的一端附接到竖直板13的底部的开口上,并且另一端附接到该板的顶部的开口上。由形成壁6的水平平板以密封的方式将圆罩分成顶部5和底部3。待汽化的液体被引入到形成供料腔的底部3中并且在U型管17中循环。板13中的有些管口比其他的管口位置高,从而使得液体在不同的高度再次进入到管中。该液体到达圆罩2的构成排出腔的顶部5。期间,该液体借助于与输送到容器7中的并且在一根或多根管17周围循环的蒸汽9或者其他的发热气体进行热交换而完全汽化。从圆罩2的顶部5中抽出通过汽化该液体而形成的气体15。已冷却的蒸汽11在容器7的顶部离开进入到大气中。
该汽化系统的启动时间较长;即使当低温泵向该备用系统输送满负荷流量时,在观察到满负荷汽化流量之前仍需要等待30秒至1分钟。
在其中由含有气体的缓冲容器确保单元关闭和汽化系统的满负荷生产之间的过渡流量的方法中,这种延迟不会表现出任何缺陷。但是,此类的缓冲容器昂贵,特别是当操作压力高时。
该响应时间的更精细的分析显示在产量缓升(la montée de laproduction)时生产流量随着时间发生线性响应,并且在产量缓降(ladescente de la production)时生产流量也随着时间发生线性响应。从此曲线中可以看出系统的响应与供料壳3的液体惯性的关联性很强。在实际情况下,当所有的管17都被供料并因此供料壳3被填充有液体时,汽化器产量将达到最大值。
发明内容
本发明的一个目的是缩减汽化器的启动时间以及通过去掉缓冲容器或通过减小缓冲容器的尺寸来降低包含汽化器的设备的总成本。
根据本发明的一个主题,提供一种汽化器,包括多个容纳在容器中的U型管,其中各个管具有两个端部,这些管被设置在至少一个平面内,所述容器在一侧由一板封闭,所述板上具有数量与管端部的数量相同的开口,所述开口包括顶部开口和底部开口,通过将各个管的顶端连结到所述板的顶部开口并且将底端连结到所述板的底部开口而连结所述各个管,一圆罩在与所述管的一侧相反的一侧覆盖所述板,所述圆罩通过垂直于所述管的平面的壁限定而形成入口腔和排出腔,其特征在于,所述入口腔由与所述管的平面和所述壁垂直的隔板分成两个部分,从而在所述板和所述隔板之间形成进液腔并且在所述隔板的另一侧形成辅助腔,所述液体进口从所述汽化器的外部通入到所述进液腔,并且所述辅助腔设置成只接收来自所述进液腔的液体,从而使得来自外部的进入到所述进液腔的液体只经由所述底部开口进入到所述管中。
根据另一些可选的方面:
-所述隔板包括朝向其底部边缘的开口以允许液体在所述隔板和所述圆罩之间循环。
-在所述隔板的端部和所述壁之间形成一空间。
-所述进液腔的体积比所述辅助腔的体积小。
-所述进液腔的体积至多为所述辅助腔的体积的1/2。
-所述底部开口设置成与所述壁的距离不同。
-所述管的分支被设置在水平面中。
-所述汽化器包括通入到所述容器内的发热流体进口。
-所述入口腔和所述排出腔具有大致相同的性质和相同的体积。
-所述壁是平板。
-在使用中,来自于外部的液体只能通过所述隔板中的开口或者通过越过所述隔板而进入到所述辅助腔中。
-所述液体进口形成在所述容器中。
-所述液体进口设置成使得在使用中所述液体经由所述汽化器的底部重新进入。
根据本发明的另一主题,提供一种低温蒸馏分离设备,包括如前述权利要求中的任一项所述的汽化器和用于向所述汽化器供给低温液体的装置。
根据本发明的另一主题,提供一种用于在如权利要求1至13中的任一项所述的汽化器中汽化液体的方法,其中,将发热气体送到所述容器中,待汽化的液体被引入到所述入口腔中,并且经由所述排出腔排出已经汽化的液体。
根据本发明的改进设备因此是一种溢流系统,其优选地在汽化系统的产量缓升阶段向交换器的管供料。该溢流系统由实心板组成,该实心板在顶部开口并且设置有位于箱体最低点的用于碳氢化合物安全的分散孔。
在这种情况下,通过减小管的出口和进口之间的距离,可以将管供料时间以及因此准备汽化启动时间减小到1/10,并因此省去缓冲容器。此类设备可用于所有液体,特别是CO、CO2、O2、N2、Ar等。
附图说明
以下将参考图2和图3对本发明进行更加详细地说明。图2示出了汽化器的竖直截面,图3示出了图2的汽化器的内部的侧视图。
具体实施方式
图2的汽化器与图1的汽化器的不同之处在于实心板21形成一局部隔板,该局部隔板将圆罩2的底部3分成两个不均等的部分。图1的左侧部分与图2的汽化器的左侧部分相对应。隔板21大致竖直设置,从而使得底部3的体积的大致1/3位于该隔板21和板13之间。隔板21并未延伸至壁6的水平板,并且在该隔板的底部边缘在其中央形成开口23。
在使用中,液体只能经由设置在板13和隔板21之间的进口而从外部渗透到底部3的空间中。因为开口23小,所以液体在该空间中聚积并且液面上升,从而使得所有的在板13中开口的管17都被供料。当达到板21的较高高度时,液体倾泻到板21的另一侧。为了避免诸如碳氢化合物等杂质的聚积,液体也可进入开口23。
图3示出了板13,为了简化,没有示出开口。板21具有水平边缘和跟随圆罩2的底部3的内部的弯曲边缘。
本发明还适用于在高于低温温度的温度下冷凝的液体的汽化。

Claims (15)

1.一种汽化器,所述汽化器包括多个包含在容器(7)中的U型管(17),其中各个管具有两个端部,这些管被设置在至少一个平面内,所述容器在一侧由一板(13)封闭,所述板具有数量与管端部的数量相同的开口,所述开口包括顶部开口和底部开口,各个管的顶端连结到所述板的顶部开口并且各个管的底端连结到所述板的底部开口,圆罩(2)在与所述管的一侧相反的一侧覆盖所述板,所述圆罩由垂直于所述管的平面的壁(6)划界而形成入口腔(3)和排出腔(5),其特征在于,所述入口腔由与所述管的平面和所述壁垂直的隔板(21)分成两个部分,从而在所述板和所述隔板之间形成进液腔并且在所述隔板的另一侧形成辅助腔,所述液体进口从所述汽化器的外部通入到所述进液腔,并且所述辅助腔设置成只接收来自所述进液腔的液体,从而使得来自外部的进入到所述进液腔的液体只经由所述底部开口进入到所述管中。
2.如权利要求1所述的汽化器,其特征在于,所述隔板(21)包括朝向其底部边缘的开口(23)以允许在所述隔板(21)和所述圆罩(2)之间的小量液体循环。
3.如权利要求1或2所述的汽化器,其特征在于,在所述隔板(21)的端部和所述壁(6)之间形成一空间。
4.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述进液腔的体积比所述辅助腔的体积小。
5.如权利要求4所述的汽化器,其特征在于,所述进液腔的体积至多为所述辅助腔的体积的1/2。
6.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述底部开口设置成与所述壁(6)的距离不同。
7.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述管(17)的分支被设置在水平面中。
8.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述汽化器包括通入所述容器(9)的发热流体进口。
9.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述入口腔和所述排出腔具有大致相同的形状和相同的体积。
10.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述壁(6)是平板。
11.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,在使用中,来自于外部的液体只能通过所述隔板中的开口或者通过越过所述隔板而进入到所述辅助腔中。
12.如前述权利要求的任一项所述的汽化器,其特征在于,所述液体进口形成在所述容器中。
13.如权利要求12所述的汽化器,其特征在于,所述液体进口设置成使得在使用中所述液体经由所述汽化器的底部重新进入。
14.一种低温蒸馏分离设备,所述设备包括如前述权利要求的任一项所述的汽化器(4)和用于向所述汽化器供给低温液体的装置(1)。
15.用于在如权利要求1至13中的任一项所述的汽化器(4)中汽化液体的方法,其中,将发热气体送到所述容器(7)中,待汽化的液体被引入到所述入口腔(3)中,并且经由所述排出腔(5)排出已经汽化的液体。
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