CN205482421U - 双胞胎式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双胞胎式冷凝器，包括腔体(1)、左封头(2)、右封头(3)、换热管(4)、第1级真空喷射器(5)和第2级真空喷射器(6)；所述腔体(1)的内部设置有分隔板(1‑1)，通过所述分隔板(1‑1)，将所述腔体(1)分隔为左右独立的左腔体(1A)和右腔体(1B)；所述换热管(4)密封穿过所述分隔板(1‑1)而设置于所述腔体(1)的内部，并且，所述换热管(4)的左右两端分别与所述左管板和所述右管板固定安装。优点为：实现温度分布为低→高→低的逐步过渡，减少设备运行的热应力，增加设备的稳定性，延长设备寿命。减少配管量和故障点数量，还具有能耗低和系统集成化程度高的优点。

Description

双胞胎式冷凝器

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝器，具体涉及一种双胞胎式冷凝器。

背景技术

现有的多级真空喷射系统，以由两级真空喷射器和两级冷凝器构成的真空喷射系统为例，其结构为：共配置两台真空喷射器和两台冷凝器；将两台真空喷射器分别记为第1级真空喷射器和第2级真空喷射器；将两台冷凝器分别记为第1级冷凝器和第2级冷凝器；并且，第1级冷凝器和第2级冷凝器均为管壳式换热器，管壳式换热器包括腔体，腔体的上方设有蒸汽入口；腔体的下方设有冷凝水出口和不凝性气体出口；腔体内安装有换热管，换热管的两端分别与管程介质入口和管程介质出口连通，换热管用于流通冷却介质。

则：第1级真空喷射器配置有抽气口、动力蒸汽进入口和喷蒸汽口，其抽气口与需要形成真空的工作腔体连通，其动力蒸汽进入口接入动力蒸汽，动力蒸汽在第1级真空喷射器的腔体高速流动，抽取工作腔体内的汽气混合物，使工作腔体形成真空；然后，动力蒸汽和抽取的汽气混合物通过喷蒸汽口喷入到第1级冷凝器，经第1级冷凝器的冷凝作用，动力蒸汽和汽气混合物中的可凝性气体冷凝为冷凝水，并通过冷凝水出口排出；由于第2级真空喷射器的抽气口与第1级冷凝器的不凝性气体出口连通，因此，在第2级真空喷射器进行喷气的过程中，抽取第1级冷凝器的不凝性气体，使第1级冷凝器的壳程形成负压；然后，第2级真空喷射器通过喷蒸汽口喷出蒸汽，所喷出的蒸汽进入到第2级冷凝器，经第2级冷凝器的冷凝作用，可凝性气体冷凝为冷凝水并排出；而不凝性气体以气体形式排出。

对于上述的真空喷射系统，发明人发现，至少存在以下问题：

(1)需要配置两台独立的冷凝器，增加了系统的配管量和故障点数量；

(2)由于真空系统对气密性要求非常高，因此，需要精密装置法兰对接点，而采用两台独立的冷凝器时，法兰对接点的数量较多，从而增加了法兰对接的难度；

(3)对于每台独立的冷凝器，由于换热管内外流体的温度不同，低温区和高温区通常分处换热管两端，因此，换热管两端温度相差较大，换热器内易产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱，因此，具有冷凝器使用寿命有限的问题；

(4)系统布置零散，能耗增大。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种双胞胎式冷凝器，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种双胞胎式冷凝器，包括腔体(1)、左封头(2)、右封头(3)、换热管(4)、第1级真空喷射器(5)和第2级真空喷射器(6)；

所述腔体(1)的左侧通过左管板与所述左封头(2)连接；所述腔体(1)的右侧通过右管板与所述右封头(3)连接；所述腔体(1)的内部设置有分隔板(1-1)，通过所述分隔板(1-1)，将所述腔体(1)分隔为左右独立的左腔体(1A)和右腔体(1B)；所述换热管(4)密封穿过所述分隔板(1-1)而设置于所述腔体(1)的内部，并且，所述换热管(4)的左右两端分别与所述左管板和所述右管板固定安装；在所述右封头(3)开设有冷却水进口(3-1)和冷却水出口(3-2)，所述冷却水进口(3-1)与所述换热管(4)的进水口连通，所述冷却水出口(3-2)与所述换热管(4)的出水口连通；

另外，所述右腔体(1B)的左上部开设有用于与第1级真空喷射器(5)的喷蒸汽口连通的第1级蒸汽进口(1B-1)；所述右腔体(1B)的右下部开设有第1级冷凝水出口(1B-2)和第1级不凝性气体出口(1B-3)；所述第1级不凝性气体出口(1B-3)连通到所述第2级真空喷射器(6)的抽气口(6-1)；

所述左腔体(1A)的右下部开设有用于与第2级真空喷射器(6)的喷蒸汽口连通的第2级蒸汽进口(1A-1)；所述左腔体(1A)的左下部开设有第2级冷凝水出口(1A-2)；所述左腔体(1A)的左上部开设有第2级不凝性气体出口(1A-3)。

优选的，所述冷却水进口(3-1)连通有冷却水进口管道，所述冷却水进口管道设置有冷却水温度测点，所述冷却水温度测点安装有冷却水温度传感器；所述左腔体(1A)和所述右腔体(1B)的内壁分别设置有左侧腔体压力传感器和右侧腔体压力传感器；所述冷却水温度传感器、所述左侧腔体压力传感器和所述右侧腔体压力传感器均连接到控制器。

优选的，所述第1级真空喷射器(5)的抽气口与需要形成真空的工作腔体连通。

本实用新型提供的双胞胎式冷凝器具有以下优点：

(1)实现温度分布为低→高→低的逐步过渡，减少设备运行的热应力，增加设备的稳定性，延长设备寿命。

(2)双胞胎式冷凝器的左右两个冷凝单元在加工时一体成型，减少了接口处的水平误差，保证对接法兰的精准度。

(3)双胞胎式冷凝器的左右两个冷凝单元共用同一套换热管，其管程由水连通，所以，冷凝水进出仅需一套管线及相关阀门仪表，减少配管量和故障点数量。

(4)能耗低。

(5)系统集成化程度高。

附图说明

图1为本实用新型提供的双胞胎式冷凝器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的双胞胎式冷凝器，实际是将多级真空喷射系统中需要的两个冷凝器结合为一个冷凝器，通过中央分隔板结构实现左右冷凝单元的水侧联通，气侧分隔，从而解决现有多级真空系统的冷凝器问题。

结合图1，本实用新型提供一种双胞胎式冷凝器，包括腔体1、左封头2、右封头3、换热管4、第1级真空喷射器5和第2级真空喷射器6；

腔体1的左侧通过左管板与左封头2连接；腔体1的右侧通过右管板与右封头3连接；腔体1的内部设置有分隔板1-1，通过分隔板1-1，将腔体1分隔为左右独立的左腔体1A和右腔体1B；换热管4密封穿过分隔板1-1而设置于腔体1的内部，并且，换热管4的左右两端分别与左管板和右管板固定安装；在右封头3开设有冷却水进口3-1和冷却水出口3-2，冷却水进口3-1与换热管4的进水口连通，冷却水出口3-2与换热管4的出水口连通；

另外，第1级真空喷射器5的抽气口与需要形成真空的工作腔体连通。右腔体1B的左上部开设有用于与第1级真空喷射器5的喷蒸汽口连通的第1级蒸汽进口1B-1；右腔体1B的右下部开设有第1级冷凝水出口1B-2和第1级不凝性气体出口1B-3；第1级不凝性气体出口1B-3连通到第2级真空喷射器6的抽气口6-1；

左腔体1A的右下部开设有用于与第2级真空喷射器6的喷蒸汽口连通的第2级蒸汽进口1A-1；左腔体1A的左下部开设有第2级冷凝水出口1A-2；左腔体1A的左上部开设有第2级不凝性气体出口1A-3。

另外，冷却水进口3-1连通有冷却水进口管道，冷却水进口管道设置有冷却水温度测点，冷却水温度测点安装有冷却水温度传感器；左腔体1A和右腔体1B的内壁分别设置有左侧腔体压力传感器和右侧腔体压力传感器；冷却水温度传感器、左侧腔体压力传感器和右侧腔体压力传感器均连接到控制器。

上述双胞胎式冷凝器的工作原理为：

第1级真空喷射器5配置有抽气口、动力蒸汽进入口和喷蒸汽口；其抽气口与需要形成真空的工作腔体连通，其动力蒸汽进入口与第1级动力蒸汽输送管道7连通，接入动力蒸汽，动力蒸汽在第1级真空喷射器的腔体高速流动，抽取工作腔体内的汽气混合物，使工作腔体形成真空；然后，动力蒸汽和抽取的汽气混合物通过喷蒸汽口喷入到右腔体1B的壳程，经右腔体1B的换热管4的冷凝作用，动力蒸汽和汽气混合物中的可凝性气体冷凝为冷凝水，并通过第1级冷凝水出口1B-2排出；

第2级真空喷射器配置有抽气口、动力蒸汽进入口和喷蒸汽口；其抽气口与第1级不凝性气体出口1B-3连通，其动力蒸汽进入口与第2级动力蒸汽输送管道8连通，接入动力蒸汽，因此，在第2级真空喷射器进行喷气的过程中，抽取右腔体1B的不凝性气体，使右腔体1B的壳程形成负压；然后，第2级真空喷射器通过喷蒸汽口喷出蒸汽，所喷出的蒸汽进入到左腔体1A的壳程，经左腔体1A的换热管的冷凝作用，左腔体1A壳程的可凝性气体冷凝为冷凝水，并通过第2级冷凝水出口1A-2排出；而左腔体1A壳程的不凝性气体通过第2级不凝性气体出口1A-3排出。

可见，本实用新型中，将多级真空喷射系统中需要的两个独立的冷凝器结合为一个双胞胎式冷凝器，即：腔体1通过分隔板1-1分隔形成左腔体1A和右腔体1B，左腔体1A和右腔体1B的壳程完全分隔，但共用同一套换热管，右腔体1B形成第1级冷凝器；左腔体1A形成第2级冷凝器，具有以下优点：

(1)参考附图，左腔体左侧区域和右腔体右侧区域为冷凝水主要集中区，也就是整个冷凝器的低温区；而左腔体右侧区域和右腔体左侧区域为高温气体进入区域，即整个冷凝器的高温区。因此，对于整个腔体1，实现温度分布为低→高→低的逐步过渡，减少设备运行的热应力，增加设备的稳定性，延长设备寿命。

(2)双胞胎式冷凝器的左右两个冷凝单元在加工时一体成型，减少了接口处的水平误差，保证对接法兰的精准度。

(3)双胞胎式冷凝器的左右两个冷凝单元共用同一套换热管，其管程由水连通，所以，冷凝水进出仅需一套管线及相关阀门仪表，减少配管量和故障点数量。

(4)双胞胎式冷凝器壳程为蒸汽流动空间，又通过分隔板隔开，保证左右两个空间的不同蒸汽压，以保证整个真空系统的冷凝效果，减少能耗。

(5)系统集成化程度高：双胞胎式冷凝器是两个单体冷凝器集成而成，有效减少连接件和故障点，提高了能效利用率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种双胞胎式冷凝器，其特征在于，包括腔体(1)、左封头(2)、右封头(3)、换热管(4)、第1级真空喷射器(5)和第2级真空喷射器(6)；

所述腔体(1)的左侧通过左管板与所述左封头(2)连接；所述腔体(1)的右侧通过右管板与所述右封头(3)连接；所述腔体(1)的内部设置有分隔板(1-1)，通过所述分隔板(1-1)，将所述腔体(1)分隔为左右独立的左腔体(1A)和右腔体(1B)；所述换热管(4)密封穿过所述分隔板(1-1)而设置于所述腔体(1)的内部，并且，所述换热管(4)的左右两端分别与所述左管板和所述右管板固定安装；在所述右封头(3)开设有冷却水进口(3-1)和冷却水出口(3-2)，所述冷却水进口(3-1)与所述换热管(4)的进水口连通，所述冷却水出口(3-2)与所述换热管(4)的出水口连通；

另外，所述右腔体(1B)的左上部开设有用于与第1级真空喷射器(5)的喷蒸汽口连通的第1级蒸汽进口(1B-1)；所述右腔体(1B)的右下部开设有第1级冷凝水出口(1B-2)和第1级不凝性气体出口(1B-3)；所述第1级不凝性气体出口(1B-3)连通到所述第2级真空喷射器(6)的抽气口(6-1)；

所述左腔体(1A)的右下部开设有用于与第2级真空喷射器(6)的喷蒸汽口连通的第2级蒸汽进口(1A-1)；所述左腔体(1A)的左下部开设有第2级冷凝水出口(1A-2)；所述左腔体(1A)的左上部开设有第2级不凝性气体出口(1A-3)。

2.根据权利要求1所述的双胞胎式冷凝器，其特征在于，所述冷却水进口(3-1)连通有冷却水进口管道，所述冷却水进口管道设置有冷却水温度测点，所述冷却水温度测点安装有冷却水温度传感器；所述左腔体(1A)和所述右腔体(1B)的内壁分别设置有左侧腔体压力传感器和右侧腔体压力传感器；所述冷却水温度传感器、所述左侧腔体压力传感器和所述右侧腔体压力传感器均连接到控制器。

3.根据权利要求1所述的双胞胎式冷凝器，其特征在于，所述第1级真空喷射器(5)的抽气口与需要形成真空的工作腔体连通。