CN108443705B - 高稳定性气化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高稳定性气化器，包括换热管、进液管和出气管，换热管沿横向和纵向阵列设置。换热管并联后通过连通管连通进液管和出气管且换热管均匀分布在气化器中。连通管弯曲形成热胀冷缩补偿段。本发明实施方式中，换热管并联后连接进液管，增加了超低温的低温液体进入换热管的横截面积，因而缓解了低温液体在刚进入换热管时结冰的现象，保证了低温液体进入气化器的速度。同时，也实现了超大流量气化的效果。此外，由于连通进液管以导入低温液体的换热管均匀分布在气化器中，当换热管外壁结冰时，不会影响气化器整体的重心分布，保证了气化器的稳定性。而且由于热胀冷缩补偿段的存在，连通管不易冻裂，进一步提高了气化器使用的稳定性。

Description

高稳定性气化器
技术领域
本发明涉及空温式气化器领域，尤其涉及一种高稳定性气化器。
背景技术
在空温式气化器的相关技术中，超低温的低温液体一般沿气化器同侧的换热管进入，向另一侧流动，在流动过程中，通过换热管和空气的热量交换，逐渐升温，完成气化，形成气体。
然而，低温液体从储存空间内刚输送到气化器的换热管中时，由于温度极低，空气中的水汽迅速附着在换热管的外壁上结成冰。导致气化器出现一侧结冰严重，而其余位置结冰较少的现象。如此，气化器整体的重心向结冰一侧偏移，影响了气化器正常放置的稳定性。尤其在遭遇横风天气时，气化器的重心更易进一步向结冰一侧偏移，导致气化器的地基发生倾斜，严重影响气化器放置的安全性。
此外，这种结构的气化器由于低温液体进入气化器的横截面积较小，低温液体输入的速度较慢，无法实现大流量或超大流量的低温液体气化。另外，这种结构的气化器，换热管中的压降较大，影响了低温液体在换热管中流动的速度，进而影响了气化效率。
发明内容
本发明实施方式提供的一种高稳定性气化器，包括换热管、进液管和出气管，所述换热管沿横向和纵向阵列设置，
所述换热管并联后通过连通管连通所述进液管和所述出气管且所述换热管均匀分布在气化器中，
所述连通管弯曲形成热胀冷缩补偿段。
本发明实施方式中，换热管并联后连接进液管，增加了超低温的低温液体进入换热管的横截面积，因而缓解了低温液体在刚进入换热管时结冰的现象，保证了低温液体进入气化器的速度。同时，也实现了超大流量气化的效果。此外，由于连通进液管以导入低温液体的换热管均匀分布在气化器中，当换热管外壁结冰时，不会影响气化器整体的重心分布，保证了气化器的稳定性并最大限度减小了压降。而且由于热胀冷缩补偿段的存在，大大提高了换热管发生热胀冷缩时的应力补偿能力，连通管不易开裂，进一步提高了气化器使用的稳定性。
在某些实施方式中，所述进液管设置在所述气化器底部，并形成多个分支进液管，所述分支进液管的数量和所述换热管的数量相同并通过所述连通管对应连通所述换热管。
在某些实施方式中，所述换热管顶部连通有分支出气管，所述分支出气管的数量和所述换热管的数量相同并对应连通所述换热管，所述分支出气管连通所述出气管，所述出气管形成1个出气口。
在某些实施方式中，1个换热管通过所述连通管连接并连通所述进液管形成主换热管，其他换热管并联后与所述主换热管串联，再连通所述进液管和所述出气管。
在某些实施方式中，所述进液管设置在所述气化器底部，所述主换热管位于所述气化器的中心位置。
在某些实施方式中，所述其他换热管顶部连通有分支出气管，所述分支出气管的数量和所述其他换热管的数量相同并对应连通所述其他换热管，所述分支出气管连通所述出气管，所述出气管形成1个出气口。
在某些实施方式中，多个换热管通过所述连通管连接并连通所述进液管形成主换热管，
其他换热管并联后与所述主换热管串联形成换热组，所述换热组并联后连通所述接液管和所述出气管。
在某些实施方式中，所述主换热管关于所述气化器位于水平面上的端面的中心对称分布。
在某些实施方式中，所述其他换热管顶部连通有分支出气管，所述分支出气管的数量和所述其他换热管的数量相同并对应连通所述其他换热管，所述分支出气管连通所述出气管，所述出气管形成1个出气口。
在某些实施方式中，所述热胀冷缩补偿段呈弧形凹槽状。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的高稳定性气化器的流路示意图；
图2是图1的高稳定性气化器的平面结构示意图；
图3是本发明实施方式的高稳定性气化器的另一流路示意图；
图4是图3的高稳定性气化器的平面结构示意图；
图5是本发明实施方式的高稳定性气化器的又一流路示意图；
图6是图5的高稳定性气化器的平面结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1和图2，本发明实施方式提供的一种高稳定性气化器100，包括换热管10、进液管20和出气管30，换热管10沿横向和纵向阵列设置。换热管10并联后通过连通管40连通进液管20和出气管30且换热管10均匀分布在气化器中。连通管40弯曲形成热胀冷缩补偿段42。
本发明实施方式中，换热管并联后连接进液管，增加了超低温的低温液体进入换热管的横截面积，因而缓解了低温液体在刚进入换热管时结冰的现象，保证了低温液体进入气化器的速度。同时，也实现了超大流量气化的效果。此外，由于连通进液管以导入低温液体的换热管均匀分布在气化器中，当换热管外壁结冰时，不会影响气化器整体的重心分布，保证了气化器的稳定性并最大限度减小了压降。而且由于热胀冷缩补偿段的存在，大大提高了换热管发生热胀冷缩时的应力补偿能力，连通管不易开裂，进一步提高了气化器使用的稳定性。
连通管40连接并连通进液管20和换热管10，增加了气化器结构设计的自由度，更加便于进液管20位置的设置。
具体地，本发明实施方式中，连通管40在竖直方向上设置并相互平行。如此，保证进液管20内的低温液体能通过较短的路程进入到换热管10中进行气化。
在某些实施方式中，进液管20设置在气化器底部，并形成多个分支进液管20，分支进液管20的数量和换热管10的数量相同并通过连通管40对应连通换热管10。
如此，多个分支进液管20分担了从进液管20出来的低温液体的压力，而由于低温液体气化后的压力更小，因此减小了换热管10内部的压降，保证了低温液体和气化后的气体能在换热管10中流动顺畅，也就是提高了气化的效率。
在某些实施方式中，换热管10顶部连通有分支出气管30，分支出气管30的数量和换热管10的数量相同并对应连通换热管10，分支出气管30连通出气管30，出气管30形成1个出气口。
如此，分支出气管30将气化后的气体导向出气管30，并由统一的出气口排出气化器，提高了气体收集和处理的速度。
具体地，本发明实施方式中，分支出气管30一般设置在靠近换热管10顶部的位置，以更快收集产生的气体，并向下延伸到地面上，方便气体的后续输送等处理程序。
本实施方式的实验数据记录如下：
由以上实验数据记录可以看出，本实施方式中，由于换热管都是并联关系，所以能处理超大流量的低温液体的气化工作。
需要注意的是，上述实验中，流量为7500m3/h、8500m3/h和10000m3/h时，连续气化时间能持续6-8小时，并不局限于7小时。
请参阅图3和图4，在某些实施方式中，1个换热管10通过连通管40连接并连通进液管20形成主换热管12，其他换热管10并联后与主换热管12串联，再连通进液管20和出气管30。
在某些实施方式中，进液管20设置在气化器底部，主换热管12位于气化器的中心位置。
在某些实施方式中，其他换热管10顶部连通有分支出气管30，分支出气管30的数量和其他换热管10的数量相同并对应连通其他换热管10，分支出气管30连通出气管30，出气管30形成1个出气口。
本实施方式的相关实验数据记录如下：
本次实验使用1根主换热管并联，进液管将低温液体输送到主换热管，主换热管再将低温液体分配输送至其他多根换热管。
需要注意的是，上述实验中，流量为2000m3/h、2500m3/h和3000m3/h时，连续气化时间能持续6-8小时，并不局限于7小时。
由上述实验记录可以看出，通过设置在气化器中心位置的主换热管连通进液管进行低温液体的输入，再由主换热管将低温液体分别输送到其他互不干涉的换热管，气化效率相比现有技术中进液管将低温液体输送到部分换热管，部分换热管再将低温液体输送到与之串联的换热管的形式有了明显的提高。
同时，可以理解的是，本实施方式中，由于主换热管位于气化器的中心位置，超低温的低温液体进入主换热管后导致主换热管结冰，主换热管的重量增加，但不会影响气化器的重心，保证了气化器放置稳定，在大风天气中能安全屹立。此外，结冰位置位于气化器的中心，也能避免主换热管外壁附着的冰块掉落到地面上砸伤行人，进一步提高了气化器整体的安全性。
请参阅图5和图6，在某些实施方式中，多个换热管10通过连通管40连接并连通进液管20形成主换热管12。其他换热管10并联后与主换热管12串联形成换热组，换热组并联后连通接液管和出气管30。
也就是说，在本实施方式中，进液管20分别连通多个主换热管12并将低温液体输送到主换热管12中，主换热管12对低温液体进行气化并将低温液体输送到其他换热管10中进行气化。
在某些实施方式中，主换热管12关于气化器位于水平面上的端面的中心对称分布。
如此，由于主换热管12中的低温液体相较于其他换热管10中的低温液体温度更低，外壁更易结冰，也就是主换热管12的重量更易增大，将主管热管关于气化器位于水平面上的端面的中心对称分布，保证了气化器整体的重心始终保持稳定，不会发生偏移的现象，也就保持了气化器的地基稳定。
当然，多个主换热管12也增加了低温液体进入气化器的横截面积，降低了换热管10内的压降，提高了低温液体和气体在管内的流动速度，在此不再赘述。
在某些实施方式中，其他换热管10顶部连通有分支出气管30，分支出气管30的数量和其他换热管10的数量相同并对应连通其他换热管10，分支出气管30连通出气管30，出气管30形成1个出气口。
本次实验使用多根主换热管并联，进液管将低温液体输送到主换热管，3根主换热管再将低温液体分配输送至其他换热管。
需要注意的是，上述实验中，流量为4000m3/h、5000m3/h和6000m3/h时，连续气化时间能持续6-8小时，并不局限于7小时。
从上述实验数据记录可以看出，本实施方式中的气化器由于增加了低温液体进入气化器的横截面积，分担了进液压力，减小了换热管内的压降，提高了低温液体和气体在换热管内的流动顺畅性；同时，也实现了4000m3甚至4000m3以上超大流量的低温液体的气化操作。重要的是，由于本实施方式中主换热管关于气化器位于水平面上的端面的中心对称分布，超低温的低温液体进入主换热管导致主换热管外壁结冰，附着大量冰块后，不会影响气化器整体的重心，保证了气化器在增大气化流量的同时，能保持屹立稳定，减少地基倾斜情况的发生，提高使用的安全性。
在某些实施方式中，热胀冷缩补偿段42呈弧形凹槽状。
如此，弧形凹槽状的热胀冷缩补偿段42在连通管40经受超低温发生结冰时，承压能力更强，相较于方形凹槽能更及时地补偿连通管40由于冷缩减少的长度，避免连通管40由于冷缩发生断裂的现象，延长连通管40的使用寿命，也保证了低温液体输送的平稳性和可靠性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种高稳定性气化器，其特征在于，包括换热管、进液管和出气管，所述换热管沿横向和纵向阵列设置，所述换热管通过连通管连通所述进液管和所述出气管且所述换热管均匀分布在气化器中，所述连通管弯曲形成热胀冷缩补偿段；
1个换热管通过所述连通管连接并连通所述进液管形成主换热管，其他换热管并联后与所述主换热管串联，再连通所述进液管和所述出气管；
所述进液管设置在所述气化器底部，所述主换热管位于所述气化器的中心位置；
所述其他换热管顶部连通有分支出气管，所述分支出气管的数量和所述其他换热管的数量相同并对应连通所述其他换热管，所述分支出气管连通所述出气管，所述出气管形成1个出气口。
2.根据权利要求1所述的高稳定性气化器，其特征在于，所述热胀冷缩补偿段呈弧形凹槽状。
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