CN104329951B - 一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置 - Google Patents

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本发明公开了一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，属于冷凝换热设备强化的技术领域。本发明通过在气套的下部开设了多个不凝气体逸流孔，并安装了文丘里管作为引流装置。在文丘里管引流效应的作用下，布置在气套内部的U形冷凝管外表面因蒸汽冷凝而积聚在液膜外表面的不凝气体可以很容易的被抽吸出去，本发明能够利用不凝气体逸流口有效强化水平管外冷凝换热，避免了排气口引起的换热工质的流失，冷凝换热强化效果好，结构紧凑，节能，环境友好。

Description

一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置
技术领域
本发明属于冷凝换热设备强化的技术领域，具体涉及一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置。
背景技术
节能减排是我国的基本国策，它的主要应用领域是工业部门，卧式管壳式冷凝器是工业部门主要换热设备之一，它的节能尤为重要。它主要由圆筒形外壳和水平管束组成，制冷剂蒸汽在水平管外冷凝，冷凝液从圆筒底部流出，冷却水在水平管内多次往返流动。卧式管壳式冷凝器中含有不凝气体是使冷凝效率下降的重要原因之一，如水蒸汽中质量含量占1％的空气能使表面传热系数降低60％。因此，排除不凝气体是保证设计能力的重要关键。目前，不凝气体排放口常设在不凝气体易积聚处，如果口径太大，使大量工质流失，口径太小，不能及时排放不凝气体，使冷凝效率下降；同时，不凝气体从气膜层中逸出的方向还有可能阻碍蒸汽的扩散流动，降低蒸汽的冷凝量。
因此，有必要发展一种装置，通过给定或调节不凝气体逸流来实现强化水平管外冷凝换热的目标。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，该装置能够解决现有设备中不凝气体排放口径和方位开设不当，使得不凝气体逸流减弱蒸汽扩散流动，使冷凝效率下降的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，包括气套、水套及配气箱，配气箱设置在气套的顶部，气套通过若干根配气管与配气箱相连；气套的一端与连接板相连，另一端设有气套堵盖，水套的一端与分隔板相连，另一端设有水套堵盖，分隔板与连接板固定连接；在分隔板上设有两个开口，在气套内设有U型冷凝管，该U型冷凝管的下管口和上管口对应固定在分隔板上的两个开口处；
水套中设有中间堵板，中间堵板将水套分为上、下两部分，分隔板上的两个开口分别朝向水套的上、下两部分，在水套下部的水套堵盖上设有进水管，在水套上部的水套堵盖上设有出水管；所述气套为圆筒形气套，在气套底部的圆周上开设有若干不凝气体逸流口，且每个不凝气体逸流口中均设有文丘里管，所述U型冷凝管上还布置若干用于测量气套中气氛温度的热电偶。
所述文丘里管的小径口朝向U型冷凝管，大径口焊接于气套上。
在所述文丘里管的大径口上设有堵盖。
相邻两个文丘里管之间的间隔夹角为20°。
在配气箱顶部设有进气管；在每个配气管上均设有一个配气截止阀。
在气套底部设有疏水管，在疏水管上设有疏水阀。
在进水管上设有流量计和第一温度计。
在出水管上设有第二温度计。
所述分隔板与连接板通过铆钉固定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，在气套的下部开设了多个不凝气体逸流孔，并安装了文丘里管作为引流装置。在文丘里管引流效应的作用下，布置在气套内部的U形冷凝管外表面因蒸汽冷凝而积聚在液膜外表面的不凝气体可以很容易的被抽吸出去，同时，该装置能够有效利用不凝气体逸出所造成的液膜波动来强化冷凝换热。在U形冷凝管外表面均布的若干个热电偶，用来反映温度示数，通过对若干个文丘里管疏通或堵塞来调整不凝气体逸流装置的位置，提高冷凝换热效率。本发明能够利用不凝气体逸流口有效强化水平管外冷凝换热，避免了排气口引起的换热工质的流失，冷凝换热强化效果好，结构紧凑，节能，环境友好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明A-A截面的不凝气体逸流微孔布置示意图。
其中：1为气套；2为气套堵盖；3为U型冷凝管；4为热电偶；5为不凝气体逸流口；6为疏水管；7为疏水阀；8为水套堵盖；9为进水管；10为流量计；11为第一温度计；12为中间堵板；13为出水管；14为水套；15为铆钉；16为分隔板；17为连接板；18为配气截止阀；19为配气箱；20为进气管；21为配气管；22为文丘里管；23为堵盖；24为第二温度计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明的利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，包括气套1、水套13及配气箱19；配气箱19设置在气套1的顶部，在气套1的上部安装有3根配气管21，气套1通过3根配气管21与配气箱19相连，每根配气管21上均安装有一个配气截止阀18。气套1的右端与连接板17相连，左端设有气套堵盖2，水套14的左端与分隔板16相连，分隔板16和连接板17通过铆钉15固定连接。在气套1内设有U型冷凝管3，在分隔板16上开设有两个开口，在分隔板16上连接着U形冷凝管3，且U型冷凝管3的进口端和出口端对应固定在分隔板16上的两个开口处；U形冷凝管3上均匀的布置有5个热电偶4，用于测量气套1内的气氛温度。在气套1底部开设有若干不凝气体逸流口5，且每个不凝气体逸流口5中均设有文丘里管22。
在气套1的下部安装有疏水管6，其上安装着疏水阀7。水套14中设有中间堵板12，中间堵板12将水套14分为上、下两部分，U型冷凝管3的两个管口分别开向水套14的上、下两部分，在所述水套堵盖8的下部设有进水管9，上部设有出水管13；在进水管9上设有流量计10和第一温度计11，在出水管13上设有第二温度计24。
参见图2，在气套1的下方左右两侧均布有4个不凝气体逸流口5，在不凝气体逸流口5上安装有文丘里管22，它们之间的间隔角为20°，该管的小径口对着U形冷凝管3，大径口插焊到气套1上，在大径口上配装了堵盖23。
本发明的利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，在使用时：
蒸汽和不凝气体的混合物从进气管20流入到配气箱19中，然后从配气管21涌入到气套1内部空间。冷却水从进气管9流入到水套14的下方空间中，流入U形冷凝管3的下管，并从U形冷凝管3的上管流入到水套14的上部空间，然后从出水管13流出。在U形冷凝管3中冷却水的作用下，气套1中的蒸汽在U形冷凝管3外壁冷凝并形成液膜，不凝气体则积聚在液膜表面。不凝气体从文丘里管22的小径口流入，当流通截面较小时，不凝气体的流速增加，压力减小，在压力差的推动下，大量不凝气体从液膜表面涌入到文丘里管22中。随着文丘里管22直径的增加，压差驱动力增加，不凝气体被自动排入的环境中。冷凝液膜受到重力作用落入到气套1底部，可按时打开疏水阀7，从疏水管6中排走冷凝水。在U形冷凝管3外表面均匀布置的5个热电偶，用来监测文丘里逸流装置的使用效果，并随时进行调整来达到最佳的冷凝换热效率。
综上所述，本发明通过在圆筒形气套的下部左右两侧均匀开设了多个不凝气体逸流孔，并安装了文丘里管引流装置。在文丘里引流效应的作用下，布置在圆形气套内部的U形冷凝管外表面因蒸汽冷凝而积聚在液膜外表面的不凝气体可以很容易的被抽吸出去，同时，本装置能够有效利用不凝气体逸出所造成的液膜波动来强化冷凝换热。在U形冷凝管外表面均布5个热电偶，如若热电偶温度示值几乎一致且较高，说明气套的气相空间中无不凝气体积聚，冷凝效果较好。否则，可通过将部分文丘里管堵塞，来调整不凝气体逸流装置的位置，提高冷凝换热效率。

Claims (7)

1.一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，包括气套(1)、水套(14)及配气箱(19)，配气箱(19)设置在气套(1)的顶部，气套(1)通过若干根配气管(21)与配气箱(19)相连；在配气箱(19)顶部设有进气管(20)；在每个配气管(21)上均设有一个配气截止阀(18)；气套(1)的一端与连接板(17)相连，另一端设有气套堵盖(2)，水套(14)的一端与分隔板(16)相连，另一端设有水套堵盖(8)，分隔板(16)与连接板(17)固定连接；在分隔板(16)上设有两个开口，在气套(1)内设有U型冷凝管(3)，该U型冷凝管(3)的下管口和上管口对应固定在分隔板(16)上的两个开口处；
水套(14)中设有中间堵板(12)，中间堵板(12)将水套(14)分为上、下两部分，分隔板(16)上的两个开口分别朝向水套(14)的上、下两部分，在水套(14)下部的水套堵盖(8)上设有进水管(9)，在水套(14)上部的水套堵盖(8)上设有出水管(13)；
所述气套(1)为圆筒形气套，在气套(1)底部的圆周上开设有若干不凝气体逸流口(5)，且每个不凝气体逸流口(5)中均设有文丘里管(22)，文丘里管(22)的小径口朝向U型冷凝管(3)，大径口焊接于气套(1)上；所述U型冷凝管(3)上还布置若干用于测量气套(1)中气氛温度的热电偶(4)。
2.根据权利要求1所述的一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，在所述文丘里管(22)的大径口上设有堵盖(23)。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，相邻两个文丘里管(22)之间的间隔夹角为20°。
4.根据权利要求1所述的一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，在气套(1)底部设有疏水管(6)，在疏水管(6)上设有疏水阀(7)。
5.根据权利要求1所述的一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，在进水管(9)上设有流量计(10)和第一温度计(11)。
6.根据权利要求5所述的一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，在出水管(13)上设有第二温度计(24)。
7.根据权利要求1所述的一种利用不凝气体逸流强化水平管外冷凝换热的装置，其特征在于，所述分隔板(16)与连接板(17)通过铆钉(15)固定。
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