CN104806878A - 一种水浴汽化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了换热器领域内的一种水浴汽化器，其壳体内底部设有蒸汽分配器，所述蒸汽分配器包括锥形的锥盖，锥盖下侧中心位置固定有同心设置的内管和外管，蒸汽进口管从上向下连接在锥盖中心并与内管的内腔相连，内管内设有一浮球，内管底部设有用于安装浮球的底盖，内管的内顶部设有与浮球相对应的阀座面，内管的侧面设有若干旋流通孔，所述旋流通孔整体呈涡旋状分布在内管上；所述外管底部敞口，外管侧壁上设有出液孔，锥盖上位于外管外侧的区域设有若干上下贯穿锥盖的分配孔。该装置可避免空泡腐蚀，保证装置的使用可靠性。

Description

一种水浴汽化器

技术领域

本发明涉及一种换热器，特别涉及一种水浴汽化器。

背景技术

现有技术中，有一种水浴汽化器，其结构主要包括立式设置的壳体，壳体内下部设有进液管，壳体内上部设有出气管，所述进液管和出气管之间经汽化管束相连，壳体下部和上部之间还设有外循环管路，外循环管路上设有循环泵；壳体上连接有蒸汽进口管，壳体内底部水平设置有环形的蒸汽分配管，蒸汽分配管与蒸汽进口管相连，蒸汽分配管上侧管壁上设有若干出气孔。该装置应用于石化、天然气等领域，用于汽化液态天然气、液氧或液氮等气体，其工作时，壳体内充入水，通过蒸汽分配管供入蒸汽，同时通过进液管供入待汽化的液体，蒸汽进入水中，将水加热，通过水再加热待汽化的液体，使其汽化。壳体内的热水可以通过循环泵循环，以减小流动死区，促进对流换热。通过该装置的不足之处在于：由于蒸汽管路设置在底部，蒸汽进入装置后，蒸汽遇水后由气态瞬间变为液体，在相变过程中，蒸汽由气态快速溃灭，造成局部真空，局部真空会拉动周边的水来填充，造成液击，产生较大的敲击声，同时，产生空泡腐蚀（气蚀），空泡腐蚀现象会撕裂金属表层，在管路上留下蚀点，严重时，会迅速损毁管路，尤其是对应尺寸较小的汽化管束，其损坏后难以修补，会造成整个水浴加热器报废。此外，该装置中的供入量随产气量需求变化而变化，当需要的产气量较少时，蒸汽的供入量相应减少，由于蒸汽分配管上的开孔数及开孔面积不变，在蒸汽供入较少时，部分水会进入蒸汽分配管中，甚至进入蒸汽进口管中，造成更为严重的空泡腐蚀现象，也会造成蒸汽流量波动，汽化产量随之波动。

发明内容

本发明的目的是提供一种水浴汽化器，使其避免空泡腐蚀，保证装置的使用可靠性。

本发明的目的是这样实现的：一种水浴汽化器，包括立式设置的壳体，壳体内下部设有进液管，壳体内上部设有出气管，所述进液管和出气管之间经汽化管束相连，壳体下部和上部之间还设有外循环管路，外循环管路上设有循环泵；壳体上连接有蒸汽进口管，所述壳体内底部设有蒸汽分配器，所述蒸汽分配器包括锥形的锥盖，锥盖下侧中心位置固定有同心设置的内管和外管，蒸汽进口管从上向下连接在锥盖中心并与内管的内腔相连，内管内设有一浮球，内管底部设有用于安装浮球的底盖，内管的内顶部设有与浮球相对应的阀座面，内管的侧面设有若干旋流通孔，所述旋流通孔整体呈涡旋状分布在内管上；所述外管底部敞口，外管侧壁上设有出液孔，锥盖上位于外管外侧的区域设有若干上下贯穿锥盖的分配孔。

本发明工作时，壳体内充满或半充满热水，需要被水浴汽化的液体从进液管进入，在汽化管束内吸热汽化后，再从出气管离开装置，液体汽化的热能来自于蒸汽，蒸汽从蒸汽进口管进入，向下推动浮球，然后蒸汽从旋流通孔中进入内管和外管之间，外管下部敞口，可供水进入，蒸汽推动水流旋转，使得蒸汽和水能够分层，由于离心作用，水紧贴在外管内壁上，蒸汽则在水的内侧，两者之间经过热交换，蒸汽降温形成水，并被新的蒸汽不断补充，而水的温度上升，外管上部的出液孔可供加热后的水离开，进入锥盖下方， 下方由温度较低的水不断补充，从而源源不断地产生热水，热水从锥盖下方上升再从分配孔中上行，穿过锥盖进入汽化管束的区域内，在热水自身动力作用下，一方面与汽化管束内的介质进行热交换，另一方面自身形成对流，保证能把热量源源不断提供给需汽化的液体，通过外循环管可加强水流循环。当外界负荷降低时，汽化气体消耗少，因此蒸汽用量也要少，蒸汽压力下降，浮球升起，可以遮挡旋流孔，使水不会反向进入蒸汽进口管内，当水压较大时，浮球上浮到阀座面，与阀座面接触并彻底关断蒸汽与水之间的通道，可避免水反向进入蒸汽管道。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本装置工作时，蒸汽和水之间形成一个动态变化的界面，在这个界面上，蒸汽不断湮灭，由于不断有新的蒸汽补充进来，因此，不会形成真空，造成液击，可以避免空泡腐蚀，少量未能及时湮灭的蒸汽在锥盖下方也能及时转变成水，因此，不会在汽化管束这一关键部件周围造成空泡腐蚀，保证了装置的使用可靠性。该装置可用于石油裂解、液化气供应等行业。

作为本发明的进一步改进，所述汽化管束整体呈圆筒形，其外径与锥盖的外径大致相等，其内径与外管的外径大致相等。通过锥盖上的分配孔可直接将温度较高的水向汽化管束位置供入，当汽化管束呈圆筒形时，其中心为空腔，可以形成外升内降的循环对流，提高换热效果。

为保证汽化换热充分，所述汽化管束包括若干层螺旋单管，相邻层螺旋单管的螺旋旋向相反。采用螺旋单管可以增加吸热流程，以便使相应的液体能充分汽化，采用旋向相反的螺旋单管，可消除相互之间因热应力而产生的螺旋扭力，保证装置固定安装可靠、方便。

作为本发明的进一步改进在于，相邻层螺旋单管之间经若干纵向隔条隔开。纵向隔条之间形成可供热水流通的流道，形成层流，使对流动力增强，可提高换热效率。

为进一步延长蒸汽在外管与内管之间的停留时间，以便充分换热，所述旋流通孔的轴向在高度方向上位于出液孔轴线的下方。本方案的进一步改进在于，所述旋流通孔的轴线倾斜向下。其能进一步延缓蒸汽在外管内的停留时间。

为保证固定安装方便，所述进液管和出气管分别连接有两根环形支管，汽化管束对应连接在环形支管上。

为进一步保证使用可靠，所述壳体内位于汽化管束下侧设有支撑汽化管束的若干支撑件，所述支撑件呈放射状固定在壳体的内壁上。

为保证外循环管路来的水能分散分布，外循环管路上端伸入到壳体内并连接有热水分布管。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的B—B向局部视图。

图3为图1的C—C向局部视图。

图4为图1中A的局部放大图。

其中，1出气管，2热水分布管，3上环形支管，4外循环管路，5汽化管束，5a螺旋单管，6纵向隔条，7壳体，8支撑件，9下环形支管，10循环泵，11锥盖，12外管，13内管，13a阀座面，14浮球，15出液孔，16分配孔，17蒸汽进口管，18进液管，19旋流通孔。

具体实施方式

如图1-4所示，为一种水浴汽化器，其结构包括立式设置的壳体7，壳体7整体呈圆筒形，壳体7上部设有溢流口，壳体7底部设有排空口，壳体7内下部设有进液管18，壳体7内上部设有出气管1，进液管18和出气管1之间经汽化管束5相连，壳体7下部和上部之间还设有外循环管路4，外循环管路4上设有循环泵10，外循环管路4上端伸入到壳体7内并连接有热水分布管2；壳体7上连接有蒸汽进口管17，壳体7内底部设有蒸汽分配器，蒸汽分配器包括锥形的锥盖11，锥盖11下侧中心位置固定有同心设置的内管13和外管12，蒸汽进口管17从上向下连接在锥盖11中心并与内管13的内腔相连，内管13内设有一浮球14，内管13底部设有用于安装浮球14的底盖，内管13的内顶部设有与浮球14相对应的阀座面13a，内管13的侧面设有若干旋流通孔19，旋流通孔19整体呈涡旋状分布在内管13上；外管12底部敞口，外管12侧壁上设有出液孔15，旋流通孔19的轴向在高度方向上位于出液孔15轴线的下方，旋流通孔19的轴线倾斜向下；锥盖11上位于外管12外侧的区域设有若干上下贯穿锥盖11的分配孔16。

汽化管束5整体呈圆筒形，其外径与锥盖11的外径大致相等，其内径与外管12的外径大致相等。汽化管束5由若干层螺旋单管5a组成，相邻层螺旋单管5a的螺旋旋向相反。相邻层螺旋单管5a之间经若干纵向隔条6隔开。进液管18上连接有两根下环形支管9，出气管1上连接有两根上环形支管3，汽化管束5对应连接在上环形支管3和下环形支管9上。壳体7内位于汽化管束5下侧设有支撑汽化管束5的若干支撑件8，支撑件8呈放射状固定在壳体7的内壁上。

工作时，壳体7内充满或半充满热水，需要被水浴汽化的液体从进液管18进入，在汽化管束5内吸热汽化后，再从出气管1离开装置，液体汽化的热能来自于蒸汽，蒸汽从蒸汽进口管17进入，向下推动浮球14，然后蒸汽从旋流通孔19中进入内管13和外管12之间，外管12下部敞口，可供水进入，蒸汽推动水流旋转，使得蒸汽和水能够分层，由于离心作用，水紧贴在外管12内壁上，蒸汽则在水的内侧，两者之间经过热交换，蒸汽降温形成水，蒸汽自身湮灭时，被新的蒸汽不断补充，不会形成真空而产生液击。水的温度上升后从外管12上部的出液孔15离开，进入锥盖11下方， 下方由温度较低的水不断补充，从而源源不断地产生热水，热水从锥盖11下方上升再从分配孔16中上行，穿过锥盖11进入汽化管束5的区域内，在热水自身动力作用下，一方面与汽化管束5内的介质进行热交换，另一方面自身形成对流，保证能把热量源源不断提供给需汽化的液体，通过外循环管可加强水流循环。当外界负荷降低时，汽化气体消耗少，因此蒸汽用量也要少，蒸汽压力下降，浮球14升起，可以遮挡旋流孔，使水不会反向进入蒸汽进口管17内，当水压较大时，浮球14上升接触阀座面13a，彻底关断蒸汽与水之间的通道，可避免水反向进入蒸汽进口管17内。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水浴汽化器，包括立式设置的壳体，壳体内下部设有进液管，壳体内上部设有出气管，所述进液管和出气管之间经汽化管束相连，壳体下部和上部之间还设有外循环管路，外循环管路上设有循环泵；壳体上连接有蒸汽进口管，其特征在于：所述壳体内底部设有蒸汽分配器，所述蒸汽分配器包括锥形的锥盖，锥盖下侧中心位置固定有同心设置的内管和外管，蒸汽进口管从上向下连接在锥盖中心并与内管的内腔相连，内管内设有一浮球，内管底部设有用于安装浮球的底盖，内管的内顶部设有与浮球相对应的阀座面，内管的侧面设有若干旋流通孔，所述旋流通孔整体呈涡旋状分布在内管上；所述外管底部敞口，外管侧壁上设有出液孔，锥盖上位于外管外侧的区域设有若干上下贯穿锥盖的分配孔。

2.根据权利要求1所述的一种水浴汽化器，其特征在于：所述汽化管束整体呈圆筒形，其外径与锥盖的外径大致相等，其内径与外管的外径大致相等。

3.根据权利要求2所述的一种水浴汽化器，其特征在于：所述汽化管束包括若干层螺旋单管，相邻层螺旋单管的螺旋旋向相反。

4.根据权利要求3所述的一种水浴汽化器，其特征在于：相邻层螺旋单管之间经若干纵向隔条隔开。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种水浴汽化器，其特征在于：所述旋流通孔的轴向在高度方向上位于出液孔轴线的下方。

6.根据权利要求5所述的一种水浴汽化器，其特征在于：所述旋流通孔的轴线倾斜向下。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种水浴汽化器，其特征在于：所述进液管和出气管分别连接有两根环形支管，汽化管束对应连接在环形支管上。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种水浴汽化器，其特征在于：所述壳体内位于汽化管束下侧设有支撑汽化管束的若干支撑件，所述支撑件呈放射状固定在壳体的内壁上。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种水浴汽化器，其特征在于：外循环管路上端伸入到壳体内并连接有热水分布管。