CN105674048A - 管箱式水浴汽化器装置 - Google Patents

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杨景才
冉燕德
刘壬川
赵兴玲
阮家林
刘斌
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Abstract

本发明公开了管箱式水浴汽化器装置，包括水箱，其特征在于：所述的水箱内设有换热管束体，水箱上端设有顶盖，所述的顶盖上设有进水管、蒸汽输入管、气体输出管、液体输入管，所述的进水管下端连接进水分布器，所述的气体输出管下端与换热管束体上端相连接，所述的液体输入管与换热管束体下端相连接，所述的换热管束体下方还设有气体收集器，所述的气体收集器与设在水箱一侧的出水管相连，所述的出水管通过水泵及管道与进水管相连接，本发明所述的管箱式水浴汽化器装置，解决了传统水浴汽化器装置设计复杂、制造难度大质量低、运行安全性差的问题。

Description

管箱式水浴汽化器装置
技术领域
本发明涉及水浴汽化装置的技术领域，具体涉及管箱式水浴汽化器装置。
背景技术
低温液体汽化装置主要用于把例如液氧、液氮、液化天然气、液化石油气等低温液体汽化为气体，并继续加热到常温，以满足冶炼、化工、电子、机械等行业领域的应用。从结构和工作原理方面划分，汽化装置一般分为空温式汽化装置和水浴式汽化装置。从实际用途来分，汽化装置一般可分为正常生产用汽化装置、调峰用汽化装置和后备应急系统用汽化装置。
根据工程实践统计，对于热负荷较小的装置，如正常生产用和调峰用汽化装置，一般配置空温式汽化装置或一般的水浴式汽化装置即可满足要求，如城市天然气管网调峰汽化站、食品生产企业的二氧化碳汽化站、制造业的焊接保护气汽化站等。部分空分系统的调峰汽化装置也属于这一类，能利用废弃的热量汽化低温液体，达到节能减排的效果，降低了生产运营成本，如专利CN102072678、名称“水浴式气化器”。
对于热负荷较大的装置，如大型空气分离系统的后备应急系统用汽化装置，由于处理量很大，一般的水浴式和空温式汽化装置已经无法满足需要，传统的改进方法是：a，增加汽化装置内的换热管数量，以增加换热面积，并降低换热管内气体流速至合理范围；b，在汽化装置上增加蒸汽喷射器，以加热热水，增加热量的供应；c，增加循环水泵，对汽化装置内的热水进行强制循环，以增强传热和防止结冰。然而随着装置的大型化，换热管数量的增加，盘管指液体进口盘管和气体出口盘管，下同上的开孔数量相应增加，孔间距相应缩小，其结构方面的缺陷越来越明显，具体体现在：a，设计方面：设计压力高的场合盘管不易通过强度和疲劳分析校核计算，换热管与盘管间接头多，换热管布线复杂；b，制造方面：盘管与换热管间接头处不便于施焊，换热管与盘管间为角焊缝，盘管内侧无法施焊、检测和处理焊渣焊瘤，无法保证焊接接头的全焊透，部分位置的换热管不便于绕管和装配，不能保证换热管垂直插入盘管，易造成假焊和虚焊；c，运行安全方面：无法降低装置运行中换热管震动对焊接接头的影响，焊接焊缝热影响区重叠，对盘管强度产生安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种管箱式水浴汽化器装置，解决传统水浴汽化装置设计复杂、制造难度大质量低、运行安全性差的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
管箱式水浴汽化器装置，包括水箱、设在水箱上端一侧的溢流口，其特征在于：所述的水箱内设有换热管束体，水箱上端设有顶盖，所述的顶盖上设有进水管、蒸汽输入管、气体输出管、液体输入管，所述的进水管下端连接进水分布器，所述的气体输出管下端与换热管束体上端相连接，所述的液体输入管与换热管束体下端相连接，所述的换热管束体下方还设有出水收集器，所述的出水收集器与设在水箱一侧的出水管相连，所述的出水管通过水泵及管道与进水管相连接。
作为优选，所述的换热管束体从上到下依次为气体收集管箱、出气管板、换热管、进液管板、液体分布管箱，气体收集管箱上端与气体输出管相连接，液体分布管箱下端与液体输入管相连接。
作为优选，所述的蒸汽输入管穿过换热管束体直到出水收集器上方。
作为优选，所述的进水分布器为环形管状，底部均匀分布有若干液体分布孔。
作为优选，所述的出水收集器为环形管状，顶部均匀分布有若干气体收集孔。
作为优选，所述的出气管板和进液管板上设有若干用于焊接换热管的管孔，所述的换热管上下分别连接出气管板和进液管板，中间向外扩散形成鸟笼状。
本发明所述的管箱式水浴汽化器装置，弥补了现有技术的不足，所述进液管板和出气管板上的管孔按三角形或正方形的排列方式开设，具有计算简捷，便于加工制造，易于控制质量的优点。所述换热管与进液管板和出气管板间采用强度焊加贴胀的方式连接，其优点是能减少装置振动对焊接接头的影响，减缓缝隙腐蚀的发生。所述液体分布管箱与进液管板之间、气体收集管箱与出气管板之间均采用焊接方式连接，保证管箱与管板间的密封，不会在常温和低温交替的大温差运行过程中泄漏。所述进水分布器为环形管状，底部均匀分布有若干液体分布孔，能保证温水均匀进入到水箱的四周，不产生偏流，并且进水分布器通过进水管固定在顶盖上，可以保证在装置抽芯检查时，进水分布器随顶盖一起抽出，不会对换热管束体产生阻挡。所述的出水收集器为环形管状，顶部均匀分布有若干气体收集孔，保证水箱底部四周的水能被均匀抽出。所述的换热管上下分别连接出气管板和进液管板，中间向外扩散形成鸟笼状，有利于充分进行热交换。本发明具有设计计算简单，制造难度小、质量高，运行安全可靠的优点。
做为本发明的进一步改进，所述水箱壳体和顶盖可以为圆形，也可以为方形。相应的，液体分布管箱、气体收集管箱、进液管板、出气管板可以为圆形，也可以为方形。此种方形结构更利于换热管束体生产制造效率的提高，并有利于提高水浴式汽化装置的单位占地面积上的处理量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。
如图所示，管箱式水浴汽化器装置，包括水箱1、设在水箱1上端一侧的溢流口16，其特征在于：所述的水箱1内设有换热管束体，水箱1上端设有顶盖15，所述的顶盖15上设有进水管11、蒸汽输入管12、气体输出管13、液体输入管14，所述的进水管11下端连接进水分布器10，所述的气体输出管13下端与换热管束体上端相连接，所述的液体输入管14与换热管束体下端相连接，所述的换热管束体下方还设有出水收集器8，所述的出水收集器8与设在水箱1一侧的出水管7相连，所述的出水管7通过水泵9及管道与进水管11相连接，所述的换热管束体从上到下依次为气体收集管箱2、出气管板3、换热管4、进液管板5、液体分布管箱6，气体收集管箱2上端与气体输出管13相连接，液体分布管箱6下端与液体输入管14相连接，所述的蒸汽输入管12穿过换热管束体深入水箱1底部，所述的进水分布器10为环形管状，底部均匀分布有若干液体分布孔101，所述的出水收集器8为环形管状，顶部均匀分布有若干气体收集孔81，所述的出气管板3和进液管板5上设有若干用于焊接换热管4的管孔，所述的换热管4上下分别连接出气管板3和进液管板5，中间向外扩散形成鸟笼状。
实际工作时，水从进水管11进入，经过进水分布器10均匀进入水箱1中，底部出水收集器8对水箱内的水进行收集，再通过水泵9抽走继而重新打入到进水管11中，再次进入水箱1，完成强制循环。蒸汽从蒸汽输入管12进入，对水箱1内的水进行加热，同时，需要汽化的液体从液体输入管14进入液体分布管箱6，经过液体分布管箱6分布后均匀进入换热管4中，在换热管4中与水箱1内的热水进行热交换，完成汽化变成气体，气体经气体收集管箱2收集后从气体输出管13输出，达到液体汽化的目的。
本装置中，所述进液管板和出气管板上的管孔按三角形或正方形的排列方式开设，具有计算简捷，便于加工制造，易于控制质量的优点。所述换热管与进液管板和出气管板间采用强度焊加贴胀的方式连接，其优点是能减少装置振动对焊接接头的影响，减缓缝隙腐蚀的发生。所述液体分布管箱与进液管板之间、气体收集管箱与出气管板之间均采用焊接方式连接，保证管箱与管板间的密封，不会在常温和低温交替的大温差运行过程中泄漏。所述进水分布器为环形管状，底部均匀分布有若干液体分布孔，能保证温水均匀进入到水箱的四周，不产生偏流，并且进水分布器通过进水管固定在顶盖上，可以保证在装置抽芯检查时，进水分布器随顶盖一起抽出，不会对换热管束体产生阻挡。所述的出水收集器为环形管状，顶部均匀分布有若干气体收集孔，保证水箱底部四周的水能被均匀抽出。所述的换热管上下分别连接出气管板和进液管板，中间向外扩散形成鸟笼状，有利于充分进行热交换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.管箱式水浴汽化器装置，包括水箱(1)、设在水箱(1)上端一侧的溢流口(16)，其特征在于：所述的水箱(1)内设有换热管束体，水箱(1)上端设有顶盖(15)，所述的顶盖(15)上设有进水管(11)、蒸汽输入管(12)、气体输出管(13)、液体输入管(14)，所述的进水管(11)下端连接进水分布器(10)，所述的气体输出管(13)下端与换热管束体上端相连接，所述的液体输入管(14)与换热管束体下端相连接，所述的换热管束体下方还设有出水收集器(8)，所述的出水收集器(8)与设在水箱(1)一侧的出水管(7)相连，所述的出水管(7)通过水泵(9)及管道与进水管(11)相连接。
2.根据权利要求1所述的管箱式水浴汽化器装置，其特征在于所述的换热管束体从上到下依次为气体收集管箱(2)、出气管板(3)、换热管(4)、进液管板(5)、液体分布管箱(6)，气体收集管箱(2)上端与气体输出管(13)相连接，液体分布管箱(6)下端与液体输入管(14)相连接。
3.根据权利要求1所述的管箱式水浴汽化器装置，其特征在于所述的蒸汽输入管(12)穿过换热管束体深入水箱(1)底部。
4.根据权利要求1所述的管箱式水浴汽化器装置，其特征在于所述的进水分布器(10)为环形管状，底部均匀分布有若干液体分布孔(101)。
5.根据权利要求1所述的管箱式水浴汽化器装置，其特征在于所述的出水收集器(8)为环形管状，顶部均匀分布有若干气体收集孔(81)。
6.根据权利要求2所述的管箱式水浴汽化器装置，其特征在于所述的出气管板(3)和进液管板(5)上设有若干用于焊接换热管(4)的管孔，所述的换热管(4)上下分别连接出气管板(3)和进液管板(5)，中间向外扩散形成鸟笼状。
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