CN202836288U - 基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空浴式汽化器，提供了一种结构简单，占用空间小，可将空分装置中的废热进行能量回收，并将回收的能量用于低温液体汽化，节能环保的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，解决了现有技术中存在的空分装置中的空浴式汽化器换热效率较低，且在空分装置运行过程中产生的废热只能释放到周围环境中，导致能源浪费大等技术问题，它包括连接在空分装置上的热源循环冷却水管道和低温液体输送管道，在所述热源循环冷却水管道和低温液体输送管道之间横设有若干段热管，热管的蒸发端热传导连接在热源循环冷却水管道上，热管的冷凝端热传导连接在低温液体输送管道上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空浴式汽化器，尤其涉及一种可将空分装置中的废热进行能量回收，并将回收的能量用于低温液体汽化的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器。
背景技术
空浴式汽化器广泛的用于空分装置中的低温液体汽化，但由于空浴式汽化器的换热一般是基于自然对流的空气换热，体积较大，换热效率较低，而空分装置中如空压机，氮压机，膨胀机等机器设备在使用过程中往往需要大量的循环冷却水，吸收热量后的循环冷却水一般通过冷却水塔向环境释放热量冷却降温，因此其向环境中释放的热量没有得到重复利用，合理规划和利用这部分废热正成为空分装置经济运行的关键。
发明内容
本实用新型主要是提供了一种结构简单，占用空间小，可将空分装置中的废热进行能量回收，并将回收的能量用于低温液体汽化，节能环保的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，解决了现有技术中存在的空分装置中的空浴式汽化器换热效率较低，且在空分装置运行过程中产生的废热只能释放到周围环境中，导致能源浪费大等技术问题。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，包括连接在空分装置上的热源循环冷却水管道和低温液体输送管道，在所述热源循环冷却水管道和低温液体输送管道之间横设有若干段热管，热管的蒸发端热传导连接在热源循环冷却水管道上，热管的冷凝端热传导连接在低温液体输送管道上。热源循环冷却水管道中的冷却水用于空分装置中的热源设备降温，其在循环过程中吸收热源设备产生的废热，而空分装置中的低温液体输送管内的低温液体在汽化成常温产品气体时需吸收热量，由此通过在热源循环冷却水管道和低温液体输送管道之间设置热管即可实现热量的转移利用，即热源循环冷却水管道内的循环冷却水在经过空分装置的热源（如空压机级间、级后冷却器）并吸收热量后，流动至热管的蒸发端并与热管蒸发端进行热交换，热量释放使热管内的工质蒸发汽化，循环冷却水冷却降温后回流至水塔进行下一个循环，而热管内的工质蒸发汽化后进入到热管的冷凝端，由于低温液体输送管道位于热管的冷凝端，热管内的工质热量释放使低温液体输送管道内的低温液体汽化成常温的产品气体，同时热管内工质被重新冷凝成液态，并在重力作用下并回流至蒸发端并进入下一个循环，整体结构简单，占用空间小，换热效率高，可将空分装置中的废热进行能量回收，并将回收的能量用于低温液体汽化，节能环保。
作为优选，所述热管的两端分别延伸至热源循环冷却水管道内和低温液体输送管道内。将热管的两端直接延伸至对应的热源循环冷却水管道内或低温液体输送管道内，传热效率高，热损失小。
作为更优选，在所述热管的蒸发端和冷凝端上分别平行套装固定有若干散热翅片，且散热翅片与对应的热源循环冷却水管道或低温液体输送管道轴线平行。通过在对应于热源循环冷却水管道或低温液体输送管道内的热管蒸发端或冷凝端上设置散热翅片，增加了热管的散热面积，热交换效率高。
作为优选，在所述热管的蒸发端和冷凝端上分别平行套装固定有若干散热翅片，热源循环冷却水管道和低温液体输送管道蛇形穿插在对应侧的散热翅片间。可以通过在热管的蒸发端和冷凝端上分别设置散热翅片，并通过散热翅片与对应的热源循环冷却水管道和低温液体输送管道进行热交换，热源循环冷却水管道和低温液体输送管道内的流阻小，确保循环冷却水和低温液体正常传输。
作为优选，在所述热管的中部设有绝热保温层，绝热保温层的一端抵接在热源循环冷却水管道外，另一端抵接在低温液体输送管道外。绝热保温层可减少热管的热量损失，节约能耗。
绝热保温层可以是岩棉、泡沫玻璃等，作为更优选，所述绝热保温层为发泡材料。发泡材料价格低廉，易采购，保温效果好。
作为优选，所述热管间平行设置，热管与水平面的夹角为5°至15°，且热管的冷凝端位于上方，蒸发端位于下方。热管的冷凝端高于热管的蒸发端，一是便于热管内的工质蒸汽冷凝后及时回流至蒸发端，确保蒸发端的热管内始终存有一定量的热量载体，提高了传热效率；二是便于热管内的工质沸腾时蒸汽迅速上行至冷凝端，提高了传热速度。
热管可以采用其它工质，作为优选，所述热管为两端封闭的铜管，在所述热管的腔体内注有80%至90%的常温水，热管腔体内的压力为1.3x10-1Pa至1.3x10-4Pa。热管内的水容量过大时升温会涨破热管，容量过少不足时传热效率低，处于负压状态时可降低热管内冷却水的沸点，提高传热效率和速度。
因此，本实用新型的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器具有下述优点：通过在空分装置的热源循环冷却水管道和低温液体输送管道之间设置热管，并使热管的两端与对应的管道间保持热交换，换热过程利用了热管内工质的相变潜热，不仅增强了换热效果，而且有效的减少了汽化器的体积，结构简单，可将空分装置中的废热进行能量回收，并将回收的能量用于低温液体汽化，节能环保。
附图说明：
图1是本实用新型第一种实施方式时的结构示意图；
图2是本实用新型第二种实施方式时的结构示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1所示，本实用新型的一种基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，包括位于空分装置上的空压机外、用于空压机降温冷却的热源循环冷却水管道1和连接在低温液体贮罐上的低温液体输送管道2，在热源循环冷却水管道1和低温液体输送管道2之间横向连接了6段热管3，其中热管3为两端封闭的铜管，在所述热管3的腔体内注有80%的常温水，热管3腔体内的压力为1.3x10-3Pa，热管3的蒸发端延伸至热源循环冷却水管道1内，热管3的冷凝端延伸至低温液体输送管道2内，6段热管3平行排列并等距离均布，且热管3与水平面的夹角为7°，其中热管3的冷凝端位于上方，蒸发端位于下方，在热管3的蒸发端和冷凝端上分别平行套装9片散热翅片4，散热翅片4焊接在热管3上，且散热翅片4与对应的热源循环冷却水管道1或低温液体输送管道2轴线平行并等距分布，在对应于热源循环冷却水管道1和低温液体输送管道2之间的热管3外侧带有绝热保温层5，绝热保温层5由发泡材料制成。
使用时，热源循环冷却水管道1内的循环冷却水在经过空分装置上的空压机并吸收热量后，流动至热管3的蒸发端并与热管3蒸发端进行热交换，热量释放使热管3内的水蒸发汽化，循环冷却水冷却降温后回流至水塔进行下一个循环，而热管3内的水蒸发汽化后进入到热管3的冷凝端，由于低温液体输送管道2位于热管的冷凝端，热管3内的水蒸汽热量释放使低温液体输送管道2内的低温液体汽化成常温的产品气体，同时热管3内的水蒸汽被重新冷凝成液态，并在重力作用下并回流至蒸发端进入下一个循环。
实施例2：
如图2所示，在热管3的蒸发端和冷凝端上分别平行套装9片散热翅片4，热源循环冷却水管道1和低温液体输送管道2弯折后蛇形穿插在对应侧的散热翅片4间。其余部分与实施例1相同。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的构思作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，包括连接在空分装置上的热源循环冷却水管道（1）和低温液体输送管道（2），其特征在于：在所述热源循环冷却水管道（1）和低温液体输送管道（2）之间横设有若干段热管（3），热管（3）的蒸发端热传导连接在热源循环冷却水管道（1）上，热管（3）的冷凝端热传导连接在低温液体输送管道（2）上。
2.根据权利要求1所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：所述热管（3）的两端分别延伸至热源循环冷却水管道（1）内和低温液体输送管道（2）内。
3.根据权利要求2所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：在所述热管（3）的蒸发端和冷凝端上分别平行套装固定有若干散热翅片（4），且散热翅片（4）与对应的热源循环冷却水管道（1）或低温液体输送管道（2）轴线平行。
4.根据权利要求1所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：在所述热管（3）的蒸发端和冷凝端上分别平行套装固定有若干散热翅片（4），热源循环冷却水管道（1）和低温液体输送管道（2）蛇形穿插在对应侧的散热翅片（4）间。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：在所述热管（3）的中部设有绝热保温层（5），绝热保温层（5）的一端抵接在热源循环冷却水管道（1）外，另一端抵接在低温液体输送管道（2）外。
6.根据权利要求5所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：所述绝热保温层（5）为发泡材料。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：所述热管（3）间平行设置，热管（3）与水平面的夹角为5°至15°，且热管（3）的冷凝端位于上方，蒸发端位于下方。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器，其特征在于：所述热管（3）为两端封闭的铜管，在所述热管（3）的腔体内注有80%至90%的常温水，热管（3）腔体内的压力为1.3x10-1Pa至1.3x10-4Pa。
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|---|---|---|---|---|
| CN102878839A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-16 | 林德工程（杭州）有限公司 | 基于重力式热管与废热利用的空浴式汽化器 |
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