CN203743835U - 一种弯管结构特大型气化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弯管结构特大型气化器，包括矩阵排列的星形管，星形管沿流体方向每N排一组并联设置为S组，且每组星形均沿与流体方向垂直的方向并联设置2N排，其中，N、S均为≥2的自然数；第1排星形管的顶部出口通过弯管与第N+1排星形管的顶部入口连通，以此类推；每组弯管之间为等长度交叉连接。该实用新型的星形管多排并联并通过弯管结构等长度交叉连接结构，多排并联可以降低单根换热管的长度，减少换热管金属热胀冷缩应力的集中，防止设备变形和焊缝损坏；多排并联可以增加气化器换热管的整体通道截面积，减缓气化器换热管内的介质流速，降低设备整体的流通阻力，提高设备的气化效率。

Description

一种弯管结构特大型气化器

技术领域

本实用新型涉及一种低温液体气化设备，特别涉及一种弯管结构特大型气化器。

背景技术

随着低温液化气体（氧、氮、氩、二氧化碳、石油气、天燃气、乙烯等）的市场需求迅猛增长，各种供应模式不断涌现。近年来，出现部分客户要求单台气化器的汽化量提高到10000Nm3/h以上，而且需连续24时不间断供应。随着气化器的汽化量的逐步提高，相应的翅片换热管总量增加，一般通过的两种方式来解决：

1）并联数量增加，但由于受运输外形尺寸和组装工艺的影响，不能无限增加；

2）单根换热管长度增加，但受流速、阻力和组装工艺的制约，也不能无限加长。

常规中大型空温式气化器在以下几种情况在运行过程中很易产生疲劳裂缝或效率偏差：

1）参考图4，此种情况下顶部①④弯管连接处焊缝应力可以消除并达到补偿，但②③之间应力非常大而且受力不均衡，无法达到补偿，故此处很容易产生裂缝；

2）参考图5，此种情况下顶部管道无法得到补偿，此结构单纯考虑液体分配情况忽略了应力补偿，在长期使用中肯定会出现疲劳裂纹；

3）参考图6，此种情况下顶部①②排管道弯头连接处没有过渡直段，应力无法得到补偿和释放，在长期工况下②排处顶部焊缝会产生疲劳裂纹；

4）参考图7，此种情况下为全进全出结构，此工况热胀冷静缩应力可避免，但其使用效率只有60％～70％（相同换热面积下）。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种弯管结构特大型气化器，以实现特大型气化器结构的合理布局，提高气化效率及设备寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种弯管结构特大型气化器，包括矩阵排列的星形管，所述星形管沿流体方向每N排一组并联设置为S排，且每组所述星形均沿与所述流体方向垂直的方向并联设置2N排，其中，N、S为≥2的自然数；第1排所述星形管的顶部出口通过弯管与第N+1排所述星形管的顶部入口连通，第2排至第N排所述星形管的顶部出口通过所述弯管依次与第N+2排至第2N排所述星形管的顶部入口连通，第N+1排所述星形管的底部出口通过所述弯管与所述第2N+1排所述星形管的底部入口连通，第N+2排至第2N所述星形管的底部出口通过所述弯管依次与第2N+2排至第3N排所述星形管的底部入口连通，以此类推；每组所述弯管之间为等长度交叉连接。

优选的，所述星形管沿所述流体方向每6排一组并联且包括并联设置的两组星形管，第一组所述星形管的顶部出口通过所述弯管与第二组所述星形管的顶部入口依次连通，且每组所述星形管均沿与所述流体方向垂直的方向并联设置12排。

优选的，所述弯管设置有R角为R80mm，且所述弯管承平方向设置有R角为R164mm。

通过上述技术方案，本实用新型提供的一种弯管结构特大型气化器，其通过星形管的矩阵设置，以及星形管通过弯管结构等长度交叉连接结构，每根星形管为等应力受力，并可相互抵消部分应力，长期运行工况下与短期工况都能满足应力的消除与补偿，且多排并联可以降低单根换热管的长度，减少换热管金属热胀冷缩应力的集中，防止设备变形和焊缝损坏；采用多排并联可以增加气化器换热管的整体通道截面积，减缓气化器换热管内的介质流速，降低设备整体的流通阻力，提高设备的气化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种弯管的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种弯管的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例所公开的一种弯管结构特大型气化器俯视结构示意图；

图4为现有技术的一种星形管连接结构示意图；

图5为现有技术的另一种星形管连接结构示意图；

图6为现有技术的再一种星形管连接结构示意图；

图7为现有技术的再一种星形管连接结构示意图。

图中数字表示：11.弯管    12.星形管

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图3，本实用新型提供了一种弯管结构特大型气化器，包括矩阵排列的星形管12，星形管12沿流体方向每六排一组并联设置为两组共十二排，且每组星形均沿与流体方向垂直的方向并联设置十二排；第一排星形管12的顶部出口通过弯管11与第七排星形管12的顶部入口连通，第二排至第六排星形管12的顶部出口通过弯管11依次与第八排至第十二排星形管12的顶部入口连通；每组弯管11之间为等长度交叉连接。

参考图1及2，弯管11设置有R角为R80mm，且弯管11承平方向设置有R角为R164mm。

参考图3，本实用新型结构形式为星形管12并联连接并采用等长度交叉连接的弯管11结构，此结构情况下每根星形管12为等应力受力，并可相互抵消部分应力，具体原理如下：

①当低温液体进入第一至六排星形管12底部时，R为80mm的弯管11（单个弯管11补偿为25～30mm，实际所需补偿量为12～15mm）可达到2倍余量的补偿，满足底部疲劳应力的释放；

②当液体通过第一至六排星形管12到达顶部时，第一排星形管12的液体通过弯管11进入第七排星形管12，第二排星形管12的液体通过弯管11进入第八排，依次类推，这时每根弯管11行走路线为等长，结构相同且处于等应力状态；当低温液体到达第一至六排星形管12顶部时，顶部弯管11受到向下的拉力，当通过交叉弯管11进入第七至十二排星形管12时，顶部弯管11可受到向上拉力，通过弯管11之间的直段两处焊缝受到的热胀冷缩应力可相互部分抵消，此弯管11承平方向也设置R角（R为164mm），故低温液体进入管道时水平与垂直方向均可得到补偿并达到消除，所以长期运行工况下与短期工况是一样都能满足应力的消除与补偿；

③本结构形式为六排星形管12并联，采用多排并联可以降低单根换热管的长度，减少换热管金属热胀冷缩应力的集中，防止设备变形和焊缝损坏；采用多排并联可以增加气化器换热管的整体通道截面积，减缓气化器换热管内的介质流速，降低设备整体的流通阻力，提高设备的气化效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种弯管结构特大型气化器，其特征在于，包括矩阵排列的星形管，所述星形管沿流体方向每N排一组并联设置为S组，且每组所述星形均沿与所述流体方向垂直的方向并联设置2N排，其中，N、S均为≥2的自然数；第1排所述星形管的顶部出口通过弯管与第N+1排所述星形管的顶部入口连通，第2排至第N排所述星形管的顶部出口通过所述弯管依次与第N+2排至第2N排所述星形管的顶部入口连通，第N+1排所述星形管的底部出口通过所述弯管与所述第2N+1排所述星形管的底部入口连通，第N+2排至第2N所述星形管的底部出口通过所述弯管依次与第2N+2排至第3N排所述星形管的底部入口连通，以此类推；每组所述弯管之间为等长度交叉连接。

2.根据权利要求1所述的一种弯管结构特大型气化器，其特征在于，所述星形管沿所述流体方向每6排一组并联且包括并联设置的两组星形管，第一组所述星形管的顶部出口通过所述弯管与第二组所述星形管的顶部入口依次连通，且每组所述星形管均沿与所述流体方向垂直的方向并联设置12排。

3.根据权利要求1及2任一项所述的一种弯管结构特大型气化器，其特征在于，所述弯管设置有R角为R80mm，且所述弯管承平方向设置有R角为R164mm。