CN105021063A - 一种高效液体气化器 - Google Patents

Abstract

一种高效液体气化器，涉及低温液体气化装置技术领域，包括上联箱、下联箱和多个竖直设置在上联箱和下联箱之间的气化管道，上联箱上设有气化器进口，上联箱将输送至气化器的液体汇集，并将液体分配至各个气化管道，气化器内的液体在各个气化管道内进行换热并发生气化，各个气化管道内的气体收集在下联箱内，并通过下联箱上设置的气化器出口流出，所述上联箱与气化管道连接处设有液体分布装置，液体分布装置对进入到气化管道内的液体进行分散，并使分散的液体整体呈一定的旋向进入气化管道。本发明能够强化气化器的换热特性，提高气化器的气化强度。

Description

一种高效液体气化器

技术领域

本发明涉及低温液体气化装置技术领域，尤其涉及一种高效液体气化器。

背景技术

在低温液体气化中，空温式气化器为常用的一种型式，该型式的气化器具有结构简单、便于维护的优点。但是，因为其内部液体分布不均匀，有很大一部分液体是通过气化管道中心流过的，存在缺点有：气化强度不高，受气体温度影响较大，在苛刻工况下会造成气化不完全的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效液体气化器，以克服常规的空温式气化器气化强度低、气化不完全的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高效液体气化器，包括上联箱、下联箱和多个竖直设置在上联箱和下联箱之间的气化管道，上联箱上设有气化器进口，上联箱将输送至气化器的液体汇集，并将液体分配至各个气化管道，气化器内的液体在各个气化管道内进行换热并发生气化，各个气化管道内的气体收集在下联箱内，并通过下联箱上设置的气化器出口流出，所述上联箱与气化管道连接处设有液体分布装置，液体分布装置对进入到气化管道内的液体进行分散，并使分散的液体整体呈一定的旋向进入气化管道。

所述液体分布装置内自上而下并列设有多个液体通道，各个液体通道的出口相对其进口均偏离竖直方向设置，并且在水平面内均朝着顺时针方向或逆时针方向偏离相同角度。

所述气化管道的内壁上设置有螺纹，螺纹的旋向与从液体分布装置出来的液体的旋向一致。

具体地，所述上联箱和下联箱均为两端封闭的管道结构，两者管壁上均设有多个与气化管道连接的开孔，所述液体分布装置整体为圆柱体结构，其安装在气化管道的进口端。

有益效果：本发明中螺旋型液体分布装置能够使低温液体按照一定的旋向角度均匀分布于气化管道内表面，增加接触面积，并形成紊流，增强了传热效果。气化器管道采用了内螺旋管道，配合螺旋型液体分布器，进一步强化了换热特性，提高了换热效果，从而提高了气化器的气化强度。

附图说明

图1 为本发明气化器进一步增设有积液器后的结构示意图；

图2 为本发明的液体分布装置的结构示意图；

图3为图2的A向视图。

图中标记为：1-1、止回阀Ⅰ，1-2、止回阀Ⅱ，2、进液母管，3、上联箱，4、气化管道，5、下联箱，6、积液器，7、循环泵，8-1、电磁阀Ⅰ，8-2、电磁阀Ⅱ，9、液体分布装置，9-1、液体通道，10、控制器。

具体实施方法

如图1所示，一种高效液体气化器，包括上联箱3、下联箱5和多个竖直设置在上联箱3和下联箱5之间的气化管道4，上联箱3上设有气化器进口，上联箱3将输送至气化器的液体汇集，并将液体分配至各个气化管道4，气化器内的液体在各个气化管道4内进行换热并发生气化，各个气化管道4内的气体收集在下联箱5内，并通过下联箱5上设置的气化器出口流出，所述上联箱3与气化管道4连接处设有液体分布装置9，液体分布装置9对进入到气化管道4内的液体进行分散，并使分散的液体整体呈一定的旋向进入气化管道4。

如图2和图3所示，液体分布装置9内自上而下并列设有多个液体通道9-1，各个液体通道9-1的出口相对其进口均偏离竖直方向设置，并且在水平面内均朝着顺时针方向或逆时针方向偏离相同角度。

液体分布装置9内的多个液体通道9-1对从上联箱3进入到气化管道4的液体进行了分散，且因为各个液体通道9-1的整体结构使得分散后的液体整体呈一定的旋向进入气化管道4，使得液体能够按照一定的旋向角度均匀分布在气化管道4的内壁上，增加接触面积，形成紊流，增强了传热效果。更进一步地，气化管道4采用三维内螺旋结构，在气化管道4的内壁上设置有螺纹，使得气化管道内的液体以螺旋方式流动换热，气化管道内螺纹的旋向与从液体分布装置出来的液体的旋向一致，螺纹的倾角与液体从液体分布装置进入气化管道的倾角一致，本发明内螺纹结构的气化管道与液体分布装置配合使用，能够进一步增加低温液体在气化管道内的紊流，强化换热特性，提高换热效果。

具体地，上联箱3和下联箱5均设计为两端封闭的管道结构，两者管壁上均设有多个与气化管道连接的开孔，所述液体分布装置整体为圆柱体结构，其安装在气化管道的进口端。

进一步地，上联箱3上设置的气化器进口与进液母管2连接，下联箱5上的气化器出口与积液器6的进气口连接，从气化器进入到积液器6内的气体从积液器6顶部设置的气体出口流出。

积液器6上设有回液口，回液口处设有一个连接管，该连接管通过并联的两路管道分别连接至进液母管2上，进液母管2的进口端设有一个止回阀Ⅰ1-1，其中一路管道（称为管道Ⅱ）上设有循环泵7、电磁阀Ⅱ8-2和止回阀Ⅱ1-2，积液器6内的液体依次经其回液口处的连接管、管道Ⅱ和部分进液母管2回到气化器内，此过程液体流经的管道形成回液管路；另一路管道（称为管道Ⅰ）上设有电磁阀Ⅰ8-1，电磁阀Ⅰ8-1开启，进液母管2输送来的低温液体经管道Ⅰ和积液器6回液口处的连接管向积液器6内补充液体，部分进液母管2、管道Ⅰ和积液器6回液口处的连接管形成旁路管道。由于止回阀Ⅰ1-1和止回阀Ⅱ1-2的作用，回液管路和旁路管道内流体的流向是单一的。积液器6内的液体通过回液管路和旁路管道始终保持在设定的液位范围内，以使积液器6内始终处于工作压力下的气液平衡状态，从而保证从积液器6内流出的气体的温度稳定在一个恒定的温度范围内。低温液体的气化温度与压力是一一对应关系，即在一个给定的压力下，低温液体气-液两相温度是固定的，从而能够维持气-液平衡状态下积液器出口气体温度恒定。

回液管路和旁路管道的导通由控制系统控制，控制系统内设有液位传感器和控制器，液位传感器用于检测积液器内的液位信息，控制器10接收液位传感器的液位信号，并将液位检测值与液位设定值比较：当液位检测值大于等于最高液位设定值时，控制器使循环泵7启动、电磁阀Ⅱ8-2打开，回液管路导通，积液器内的液体回到气化器内；当液位检测值小于等于最低液位设定值时，控制器使电磁阀Ⅰ8-1打开，旁路管道导通，向积液器内补充液体。

所述旁路管道电磁阀8-1为气化器在初始运行或者运行工况偏离设定工况时启动，以保证系统正常运行。在系统初始启动阶段，开启旁路管道上电磁阀8-1，低温液体进入积液器6中，直至达到初始液位H0时关闭旁路管道。气化管道4内的气体通过下联箱5进入积液器6，与积液器6中的低温液体进行热交换后流出的气体温度为工作压力下的饱和温度。在气化能力超过额定值时，积液器6中低温液体被不断气化，在液体液位低至低限值H2（即最低液位设定值）时，开启旁路管道上电磁阀8-1，对积液器6内液体进行补充。

在所供应低温液体超过气化器正常气化能力时，旁路管道的电磁阀8-1处于关闭状态，通过下联箱5进入积液器6中的介质为气-液混合物，积液器6中的液体会逐渐聚集，当超过积液器高位值H1（即最高液位设定值）时，循环泵7和电磁阀8-2同时开启，积液器中的低温液体经回液管路进入气化器循环气化，直至积液器中的液体达到规定的位置。回液管路开启时，止回阀1-1防止压力较高的液体向进液母管2回流。

    在气化器的基础上增设积液器、回液管路、旁路管道及控制系统后，并通过控制积液器内液位的稳定，使得积液器内能够维持一个工作压力下的气液平衡状态，从而使气化器的出口气体在经过积液器后能够在各种工况下控制在一个相对稳定的温度范围内，温度波动较小，几乎为一个恒定值。避免了普通气化器的出口气体温度波动大、不稳定的问题，为后续的温度精确控制提供了保障，特别适合低温气体需要精确温度控制的系统。

Claims (4)

1.一种高效液体气化器，包括上联箱、下联箱和多个竖直设置在上联箱和下联箱之间的气化管道，上联箱上设有气化器进口，上联箱将输送至气化器的液体汇集，并将液体分配至各个气化管道，气化器内的液体在各个气化管道内进行换热并发生气化，各个气化管道内的气体收集在下联箱内，并通过下联箱上设置的气化器出口流出，其特征在于：所述上联箱与气化管道连接处设有液体分布装置，液体分布装置对进入到气化管道内的液体进行分散，并使分散的液体整体呈一定的旋向进入气化管道。

2.如权利要求1所述的一种高效液体气化器，其特征在于：所述液体分布装置内自上而下并列设有多个液体通道，各个液体通道的出口相对其进口均偏离竖直方向设置，并且在水平面内均朝着顺时针方向或逆时针方向偏离相同角度。

3.如权利要求2所述的一种高效液体气化器，其特征在于：所述气化管道的内壁上设置有螺纹，螺纹的旋向与从液体分布装置出来的液体的旋向一致。

4.如权利要求1所述的一种高效液体气化器，其特征在于：所述上联箱和下联箱均为两端封闭的管道结构，两者管壁上均设有多个与气化管道连接的开孔，所述液体分布装置整体为圆柱体结构，其安装在气化管道的进口端。