CN106813530B - 一种板翅式换热器气液两相均布装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：它包括设置在板翅式换热器芯体内部流道的注液封条，在板翅式换热器芯体的端部设置气相入口封头，在气相入口封头上设置气相接管，在板翅式换热器芯体的外壁两侧分别设置液相入口封头，在液相入口封头上均设置液体接管，在其中一液体接管上设置压差阀，注液封条包括液相开槽和气相开槽，液相开槽的两端与两液体接管连通，气相开槽一端通过气相信号管与压差阀连接，气相开槽另一端为封闭端，在液相开槽和气相开槽的侧壁上均间隔设置多个通孔，注液封条一侧与板翅式换热器芯体的内壁紧固连接，注液封条另一侧与板翅式换热器芯体内部流道相对应的内壁之间设置间隙形成介质通道。

Description

一种板翅式换热器气液两相均布装置
技术领域
本发明涉及一种板翅式换热器气液两相均布装置，属于气液两相流动技术领域。
背景技术
板翅式换热器从20世纪50年代开始应用于空气分离和化工流程等深冷装置中。由于其结构紧凑、传热系数高、轻巧和适应性大，能够适合于多股流同时换热，同时具有良好的低温性能，因此，随着相应制造技术的提高得到了越来越广泛的应用。目前通常作为中小型天然气液化工厂常用的主低温换热器。
然而板翅式换热器冷箱在实际应用时，由于板翅式换热器入口形式和各层通道阻力不同，使得两相流体在板翅式换热器内各层通道之间难以均匀分配，因此容易导致传热恶化，大大地降低了板翅式换热器的总体换热效率。两相流体在板翅式换热器流道沸腾换热时，如果气液两相流体在每一通道内分配不均，就会导致液体“蒸干”现象的发生，造成传热温差急剧变化，不仅降低总体换热效率，而且将会对其安全性产生不利影响。另外，对于海上作业的LNG(液化天然气)船而言，晃荡的海上工况会对板翅式换热器的流动均布和换热产生影响。
常用的板翅式换热器两相流均布方法主要包括导流片分配、液体喷射管分配、封头内孔板结构、通道内细管分配等。但是，应用导流片分配，容易导致气液两相均匀分布到板翅式换热器的每一层通道会比较困难，而且由于流体流动速度比较高，因此流动阻力也比较大。应用液体喷射管分配，容易造成气液两相流体在同层通道中的不均匀分配问题。应用通道内细管分配，该方法不但结构复杂，而且对细管的安装位置精度要求也很高，否则容易导致实际效果差，不仅如此，在板翅式换热器芯体整体钎焊时，还必须留有安装细管的空间，该空间即相当于钎焊没有焊牢的空间，这对设计压力很高的板翅式换热器芯体来说是一个致命的弱点。由于钎焊后试验压力很高，而且该空腔内又无翅片连接支撑，因此巨大的拉伸力会造成产品损坏。均配的注液封条结构简化，加工成本降低，可靠性大大提高。但是，在注液封条运行过程中，由于气液相的流量容易受到封条内部压力波动的影响，特别是液相流量显著地受到气相压力的波动影响，因此封条的流动均布性会变差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够使气液两相流体均匀分布的板翅式换热器气液两相均布装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：它包括设置在板翅式换热器芯体内部流道的注液封条，在所述板翅式换热器芯体的端部设置有气相入口封头，在所述气相入口封头上设置有气相接管，在所述板翅式换热器芯体的外壁两侧分别设置有液相入口封头，在所述液相入口封头上均设置有液体接管，在其中一所述液体接管上设置有用于实现气相和液相流体压力解耦的压差阀，所述注液封条包括液相开槽和设置在所述液相开槽顶部的气相开槽，所述液相开槽的两端与两所述液体接管连通，所述气相开槽的一端通过气相信号管与所述压差阀连接，所述气相开槽的另一端为封闭端，在所述液相开槽和所述气相开槽的侧壁上均间隔设置有多个通孔，所述注液封条第一侧侧壁与所述板翅式换热器芯体的内壁紧固连接，所述注液封条第二侧侧壁与所述板翅式换热器芯体内部流道相对应的内壁之间设置有间隙形成介质通道。
在所述注液封条第二侧的侧壁上间隔设置有多个用于控制气相流体均匀流动的挡板。
所述液相开槽和所述气相开槽均与所述压差阀连通。
所述压差阀为电动压差阀。
所述注液封条的两端分别钎焊在所述板翅式换热器芯体内部流道的两侧内壁上。
在所述板翅式换热器芯体内所述注液封条的底部设置有导流片；在所述板翅式换热器芯体内所述注液封条的顶部设置有换热翅片。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置了注液封条，在注液封条的内部设置了液相开槽和气相开槽，在液相开槽和气相开槽的侧壁上均间隔设置有多个通孔，本发明结构简单，使用方便。2、本发明设置了压差阀，液相开槽和气相开槽均与压差阀连通，可以实现气相流体和液相流体的压力解耦，从而使得气相流体的压力波动不会对液相流体的流量造成影响，提高了气液两相流体流动的均布性，进而提高了板翅式换热器的传热性能和工作效率。3、本发明注液封条的两端钎焊在板翅式换热器芯体内部流道的两侧内壁上，能够避免注液封条的端部与板翅式换热器芯体的内壁之间存在空隙，本发明的可靠性好。4、本发明压差阀为电动压差阀，能够通过电动机控制输出轴的转动圈数调节作用在电动压差阀感压膜上的预应力，进而可以实现液相开槽内的液相流量调节，以达到调节制冷剂干度的目的，本发明稳定性好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是图1注液封条A-A截面的示意图
图3是本发明压差阀与注液封条连接的结构示意图
图4是本发明注液封条一侧的结构示意图
图5是本发明注液封条另一侧的结构示意图
图6是本发明压差阀工作原理的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1～3所示，本发明提出的板翅式换热器气液两相均布装置，它包括设置在板翅式换热器芯体1内部流道的注液封条2。在板翅式换热器芯体1的端部设置有气相入口封头3，在气相入口封头3上设置有气相接管4。在板翅式换热器芯体1的外壁两侧分别设置有液相入口封头5，在液相入口封头5上均设置有液体接管6。其中，在其中一液体接管6上设置有用于实现气相和液相流体压力解耦的压差阀7。注液封条2包括液相开槽8和设置在液相开槽8顶部的气相开槽9。液相开槽8的两端与两液体接管6连通，气相开槽9的一端通过气相信号管10与压差阀7连接，气相开槽9的另一端为封闭端。在液相开槽8和气相开槽9的侧壁上均间隔设置有多个通孔11(如图4所示)。注液封条2第一侧侧壁与板翅式换热器芯体1的内壁紧固连接，注液封条2第二侧侧壁与板翅式换热器芯体1内部流道相对应的内壁之间设置有间隙形成介质通道12。
上述实施例中，压差阀7为电动压差阀。电动压差阀7连接电动机，通过电动机控制输出轴的转动圈数，以调节作用在电动压差阀7感压膜上的预应力，从而能够调节液相流体进入液相开槽8内的压力。
上述实施例中，如图3所示，液相开槽8和气相开槽9均与压差阀7连通。
上述实施例中，如图5所示，在注液封条2第二侧的侧壁上间隔设置有多个用于控制气相流体均匀流动的挡板13。
上述实施例中，如图1、图2所示，在板翅式换热器芯体1内注液封条2的底部设置有导流片14，能够提高气体流动的均匀性。在板翅式换热器芯体1内注液封条2的顶部设置有换热翅片15。
上述实施例中，如图1、图2所示，注液封条2的两端分别钎焊在板翅式换热器芯体1内部流道的两侧内壁上，能够避免注液封条2与板翅式换热器芯体1之间存在空隙。
如图6所示，本发明使用时，液相流体从电动压差阀7的进口流入，经过电动压差阀7阀塞的调压，从电动压差阀7的出口流出，继而进入注液封条2的液相开槽8内。气相流体通过导流片14后(如图1、图3所示)，一部分进入经位于气相开槽9上的通孔11进入气相开槽9内后流经气相信号管10，继而进入电动压差阀7感压膜的上方，并将气相压力作用在感压膜上，同时，液相流体的液相压力作用在电动压差阀7的阀塞上。利用电动压差阀7给感压膜施加一个可调节的外力，此时，流入液相开槽8内液相流体的液相压力为电动压差阀7感压膜上方的气相压力与电动压差阀7上外加压力之和。液相开槽8内的液相流体通过位于液相开槽8上的通孔11喷入板翅式换热器芯体1内，并在介质通道12内的气相流体携带下进入换热翅片15内(如图1、图3所示)。由于该液相流体还受到通孔11外的气相流体的压力，因此，此时液相流体的外力之和为电动压差阀7上施加的可调节的外力值，从而实现了气相和液相压力解耦。电动压差阀7可以消除气相压力波动引起的电动压差阀7进口处液相流量偏差，其具体过程如下：当气相压力P1增大，则液相流体在相应通孔11处受到的气相压力P1增大，电动压差阀7进口处液相流体受到感压膜的压力P1也增大，且压力增大的数值相同，使电动压差阀7进口处液相流体受到的相对压力P2(P1+P2-P1)不变，进而使得在不进行电动压差阀7的电动调节装置调节的条件(P2不变)下，电动压差阀7进口处液相流体流量保持恒定。这样，采用电动压差阀7可以方便地调节作用在电动压差阀7感压膜上的预应力，从而控制电动压差阀7进口处液相流体的压力，再通过改变电动压差阀7阀门的开度，以控制电动压差阀7进口处液相流体的流量，达到调节制冷剂干度的目的。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种板翅式换热器气液两相均布装置，它包括设置在板翅式换热器芯体内部流道的注液封条，在所述板翅式换热器芯体的端部设置有气相入口封头，在所述气相入口封头上设置有气相接管，在所述板翅式换热器芯体的外壁两侧分别设置有液相入口封头，在所述液相入口封头上均设置有液体接管，其特征在于：在其中一所述液体接管上设置有用于实现气相和液相流体压力解耦的压差阀，所述注液封条包括液相开槽和设置在所述液相开槽顶部的气相开槽，所述液相开槽的两端与两所述液体接管连通，所述气相开槽的一端通过气相信号管与所述压差阀连接，所述气相开槽的另一端为封闭端，在所述液相开槽和所述气相开槽的侧壁上均间隔设置有多个通孔，所述注液封条第一侧侧壁与所述板翅式换热器芯体的内壁紧固连接，所述注液封条第二侧侧壁与所述板翅式换热器芯体内部流道相对应的内壁之间设置有间隙形成介质通道。
2.如权利要求1所述的一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：在所述注液封条第二侧的侧壁上间隔设置有多个用于控制气相流体均匀流动的挡板。
3.如权利要求1所述的一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：所述液相开槽和所述气相开槽均与所述压差阀连通。
4.如权利要求1或3所述的一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：所述压差阀为电动压差阀。
5.如权利要求1所述的一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：所述注液封条的两端分别钎焊在所述板翅式换热器芯体内部流道的两侧内壁上。
6.如权利要求1所述的一种板翅式换热器气液两相均布装置，其特征在于：在所述板翅式换热器芯体内所述注液封条的底部设置有导流片；在所述板翅式换热器芯体内所述注液封条的顶部设置有换热翅片。
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