CN215952328U - 一种气液分布器和绕管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液分布器和绕管式换热器。绕管式换热器包括筒体和进料口，气液分布器包括连接至筒体的挡板、液体分布板和均布板，和连接至均布板的中心筒。挡板包括与进料口相对应且间隔设置的第一阻挡部；液体分布板上设置有第一中心孔、多个分布槽和围绕第一中心孔和分布槽的围堰；均布板上设置有第二中心孔和均匀间隔分布的均布孔；中心筒与第二中心孔连通；沿筒体的轴向方向，液体分布板位于挡板和均布板之间，挡板在液体分布板上的投影位于分布槽在液体分布板的投影之外，中心筒朝向液体分布板的方向穿过第一中心孔并延伸超出液体分布板。根据本实用新型的气液分布器，结构简单，能够有效提升气液两相物料在筒体内分布的均匀性。

Description

一种气液分布器和绕管式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种气液分布器和绕管式换热器。

背景技术

绕管式换热器是一种特殊的管壳式换热器，主要由壳体、螺旋换热管束、芯筒及垫条组成。壳体由筒体和封头等组成。绕管式换热器可明显减少工艺流程中换热器的数量，被广泛应用于天然气液化、空气分离、煤制烯烃、低温制冷、低温甲醇洗、芳烃歧化以及催化重整等领域。

气液分布器是绕管式换热器的重要内构件，用于均布绕管式换热器的壳侧工艺物料。气液分布器对壳侧工艺物料的均布效果直接影响整台换热器的总体换热效果。

目前常用的绕管式换热器的气液分布器，由于结构的原因，对液相物料的均布效果较差，且有些气液分布器结构复杂，清理不方便，可操作性较差。

为此，本实用新型提供了一种气液分布器和绕管式换热器，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一个方面，提供了一种气液分布器，用于绕管式换热器，所述绕管式换热器包括筒体和设置在所述筒体上的进料口，所述气液分布器包括：

挡板，所述挡板安装至所述筒体，且包括与所述进料口相对应且间隔设置的第一阻挡部；

液体分布板，所述液体分布板连接至所述筒体，所述液体分布板上设置有第一中心孔、多个分布槽和围堰，所述围堰围绕所述第一中心孔和所述分布槽设置；

均布板，所述均布板连接至所述筒体，所述均布板上设置有第二中心孔和均匀间隔分布的均布孔；

中心筒，所述中心筒连接至所述均布板，且与所述第二中心孔连通；

其中，沿所述筒体的轴向方向，所述液体分布板位于所述挡板和所述均布板之间，所述挡板在所述液体分布板上的投影位于所述分布槽在所述液体分布板的投影之外，所述中心筒朝向所述液体分布板的方向穿过所述第一中心孔并延伸超出所述液体分布板。

根据本实用新型的气液分布器，挡板包括第一阻挡部，第一阻挡部与筒体上的进料口相对应且间隔设置，对从进料口进入筒体的气液两相物料能够产生一定的阻挡作用，既能够有效防止气液两相物料流速过大而冲击筒体以及筒体内的其它内置件，又能够使部分气相物料从第一阻挡部的两侧溢出，使气液两相物料得到初步分离；在液体分布板上设置分布槽和围绕分布槽的围堰，并使得挡板在液体分布板上的投影位于分布槽在液体分布板的投影之外，能够有效避免液相物料经由第一阻挡部流入液体分布板时直接流入分布槽，使得液相物料能够在液体分布板上积累一定的液位高度后，从围堰溢流至分布槽，继而较为均匀地流入均布板，并从均布板上均匀间隔分布的均布孔均匀流入绕管式换热器的筒体空间，以有效提升气液两相物料小流量的工况下液相物料在筒体内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体内分布的均匀性，并有效提升绕管式换热器的整体换热效果；中心筒连接至均布板，与均布板的第二中心孔连通，且朝向液体分布板的方向穿过第一中心孔并延伸超出液体分布板，能够使得从第一阻挡部的两侧溢出的气相物料从中心筒进入绕管式换热器的筒体空间，有效避免气相物料流至均布板产生气塞而影响液相物料从均布孔均匀流出，能够有效提升液相物料在绕管式换热器的筒体空间内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体内分布的均匀性，并有效提升绕管式换热器的整体换热效果。此外，根据本实用新型的气液分布器的结构较为简单，拆卸和安装都较为方便。

可选地，

所述挡板的底端不高于邻近所述挡板的所述围堰的顶端；并且/或者，

邻近所述挡板的所述围堰的高度大于远离所述挡板的所述围堰的高度。

可选地，所述挡板还包括第二阻挡部，所述第二阻挡部的一端连接至所述第一阻挡部的顶端，另一端安装至所述筒体，所述第二阻挡部上设置有气相导流口。

可选地，所述分布槽沿所述液体分布板的径向和/或周向延伸。

可选地，所述分布槽与所述第一中心孔连通，且沿所述液体分布板的径向方向延伸。

可选地，沿所述筒体的径向方向，所述液体分布板的内边缘与所述中心筒间隔设置。

可选地，沿所述筒体的轴向方向，所述均布板与所述液体分布板间隔设置。

可选地，所述第一阻挡部的底端比所述第一阻挡部的顶端更靠近所述筒体。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种绕管式换热器，所述绕管式换热器包括上述的气液分布器。

根据本实用新型的绕管式换热器，气液分布器的挡板包括第一阻挡部，第一阻挡部与筒体上的进料口相对应且间隔设置，对从进料口进入筒体的气液两相物料能够产生一定的阻挡作用，既能够有效防止气液两相物料流速过大而冲击筒体以及筒体内的其它内置件，又能够使部分气相物料从第一阻挡部的两侧溢出，使气液两相物料得到初步分离；在液体分布板上设置分布槽和围绕分布槽的围堰，并使得挡板在液体分布板上的投影位于分布槽在液体分布板的投影之外，能够有效避免液相物料经由第一阻挡部流入液体分布板时直接流入分布槽，使得液相物料能够在液体分布板上积累一定的液位高度后，从围堰溢流至分布槽，继而较为均匀地流入均布板，并从均布板上均匀间隔分布的均布孔均匀流入绕管式换热器的筒体空间，以有效提升气液两相物料小流量的工况下液相物料在筒体空间内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体空间内分布的均匀性，并有效提升绕管式换热器的整体换热效果；中心筒连接至均布板，与均布板的第二中心孔连通，且朝向液体分布板的方向穿过第一中心孔并延伸超出液体分布板，能够使得从第一阻挡部的两侧溢出的气相物料从中心筒进入绕管式换热器的筒体空间，有效避免气相物料流至均布板产生气塞而影响液相物料从均布孔均匀流出，能够有效提升液相物料在绕管式换热器的筒体空间内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体空间内分布的均匀性，并有效提升绕管式换热器的整体换热效果。

可选地，所述筒体上设置有多个所述进料口，所述气液分布器包括多个与所述进料口相对应的所述挡板。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型的优选实施方式的气液分布器安装至绕管式换热器的筒体的立体结构示意图；

图2为根据本实用新型的优选实施方式的气液分布器安装至绕管式换热器的筒体的剖视结构示意图；

图3为根据本实用新型的优选实施方式的气液分布器的液体分布板的立体结构示意图；

图4为根据本实用新型的优选实施方式的气液分布器的均布板的结构示意图；以及

图5为根据本实用新型的优选实施方式的气液分布器的挡板的结构示意图。

附图标记说明：

110：挡板 111：第一阻挡部

112：第二阻挡部 113：气相导流口

120：液体分布板 121：第一中心孔

122：分布槽 123：围堰

130：均布板 131：第二中心孔

132：均布孔 140：中心筒

151：筒体 152：进料口

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

参考图1和图2，根据本实用新型的一个优选实施方式的气液分布器包括挡板110、液体分布板120、均布板130和中心筒140。使用本实用新型的气液分布器的绕管式换热器包括筒体151和设置在筒体151上的进料口152。进料口152可以设置一个或多个。气液两相物料从进料口152进入筒体151。一般在筒体151的端部还设置有封头之类的部件。

挡板110、液体分布板120和均布板130均安装至筒体151，如可以通过焊接的方式安装至筒体151。且沿筒体151的轴向方向，液体分布板120位于挡板110和均布板130之间。

挡板110包括第一阻挡部111。第一阻挡部111与绕管式换热器的筒体151上的进料口152相对应且间隔设置。当筒体151上设置有多个进料口152时，每个进料口152处均设置有挡板110，即每个进料口152处均有与进料口152间隔设置的第一阻挡部111。

第一阻挡部111构造为板状，以简化第一阻挡部111的结构。板状的第一阻挡部111的宽度优选地设置为大于进料口152的直径，且第一阻挡部111在筒体151上的投影优选地完全覆盖进料口152。

第一阻挡部111对从进料口152进入筒体151的气液两相物料能够产生一定的阻挡作用，有效防止气液两相物料流速过大而冲击筒体151以及筒体151内的其它内置件。

气液两相物料撞击至第一阻挡部111后，部分气相物料从第一阻挡部111的两侧溢出，气液两相物料得到初步分离。剩余的气液两相物料被第一阻挡部111拦截后继续流向液体分布板120，且在流动的过程，剩余的气相物料不断地被分离，并从第一阻挡部111的两侧溢出，液相物料则经由第一阻挡部111流动至液体分布板120。

为了有效降低气液两相物料对第一阻挡部111的冲击力度，优选地将第一阻挡部111的底端设置为比第一阻挡部111的顶端更靠近筒体151。

可以理解，在其它实施方式中，也可以将第一阻挡部111设置为与筒体151的轴线平行，即第一阻挡部111的底端和第一阻挡部111的顶端与筒体151之间的距离相等。

请参考图5，为了便于挡板110与筒体151之间的连接，挡板110优选地还包括第二阻挡部112。第二阻挡部112的一端连接至第一阻挡部111的顶端，另一端安装至筒体151，具体的参考图1和图2。第二阻挡部112优选地构造为板状，以有效简化挡板110的结构。

进一步地，在第二阻挡部112上设置有气相导流口113，以使得气液两相物料撞击至第一阻挡部111后，部分气相物料能够同时从第一阻挡部111的两侧和气相导流口113溢出，以有效增加气相物料的溢出速度，进而加快气液两相物料的分离速度。

液体分布板120上设置有第一中心孔121、多个分布槽122和围堰123。

请参考图3，在图示实施方式中，第一中心孔121设置在液体分布板120的中心位置，且构造为圆形孔。分布槽122构造为扇形槽，与第一中心孔121连通，且沿液体分布板120的径向方向向外延伸。围堰123围绕第一中心孔121和分布槽122设置。

可以理解，在未示出的实施方式中，分布槽也可以构造为沿液体分布板120的周向方向延伸，如构造为沿液体分布板120的周向方向延伸的长条形槽。在未示出的实施方式中，也可以在液体分布板120上同时设置沿液体分布板120的径向方向和周向方向延伸的分布槽，如在图3所示的相邻的沿径向方向延伸的分布槽122之间设置沿周向方向延伸的分布槽。

在图3所示实施方式中，分布槽122的数量为6个，且6个分布槽122均匀间隔分布。可以理解，在未示出的实施方式中，分布槽122也可以根据需求设置为其它数量，如8个，10个，12个等。分布槽122的形状、数量以及排布方式都可以根据需求设置。

为了使得液相物料能够在液体分布板120上积累一定的高度后从围堰123溢流至多个分布槽122，继而从多个分布槽122较为均匀地流入均布板130，以有效提升气液两相物料小流量的工况下液相物料在绕管式换热器的筒体151内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体151内分布的均匀性，并有效提升绕管式换热器的整体换热效果，挡板110在液体分布板120上的投影应位于分布槽122在液体分布板120的投影之外，如第一阻挡部111在液体分布板120上的投影应位于分布槽122在液体分布板120的投影之外，以有效避免液相物料经由第一阻挡部111流入液体分布板120时直接流入与第一阻挡部111相邻的分布槽122内。

为了进一步有效避免液相物料经由第一阻挡部111流入液体分布板120时直接流入与第一阻挡部111相邻的分布槽122内，优选地将挡板110的底端设置为不高于邻近挡板110的围堰123的顶端，如将第一阻挡部111的底端设置为不高于邻近第一阻挡部111的围堰123的顶端。

进一步地，将邻近挡板110的围堰123的高度设置为大于远离挡板110的围堰123的高度，如将位于第一阻挡部111的两侧的围堰123的高度设置为大于远离第一阻挡部111的围堰123的高度。也就是说，位于第一阻挡部111的两侧的围堰123的高度更大，以有效避免气液两相物料大流量的工况下，液相物料先从邻近挡板110的围堰123溢出，以有效提升气液两相物料大流量的工况下液相物料在绕管式换热器的筒体151内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体151内分布的均匀性，并有效提升绕管式换热器的整体换热效果。

均布板130上设置有第二中心孔131和均匀间隔分布的均布孔132。从液体分布板120的多个分布槽122内流出的液相物料流动至均布板130后，从均布孔132均匀地流出至绕管式换热器的筒体151的内部空间。

请参考图4，在图示实施方式中，第二中心孔131设置在液体分布板120的中心位置，且构造为圆形孔。多个均布孔132均构造为圆形孔。

可以理解，在未示出的实施方式中，均布孔132也可以构造为其它形状，如三角形，矩形、椭圆形或长条形等，在此不做具体限定。均布孔132的形状、数量以及排布方式都可以根据需求设置。

沿筒体151的轴向方向，均布板130优选地与液体分布板120间隔设置，即均布板130与液体分布板120之间存在一定的距离，以使得液相物料能够在均布板130上积累一定的高度，进而有利于液相物料沿均布孔132均匀地流至绕管式换热器的筒体151的内部空间。

中心筒140连接至均布板130，如可以通过焊接的方式连接至均布板130。中心筒140与第二中心孔131连通，以通过第二中心孔131与绕管式换热器的筒体151连通。

中心筒140优选地朝向液体分布板120的方向穿过第一中心孔121，并延伸超出液体分布板120，以使得从第一阻挡部111的两侧和/或气相导流口113溢出的气相物料通过中心筒140进入绕管式换热器的筒体151空间，有效避免气相物料流至均布板130产生气塞而影响液相物料从均布孔132均匀流出，能够有效提升液相物料在绕管式换热器的筒体151空间内分布的均匀性，继而有效提升绕管式换热器的整体换热效果。

沿筒体151的径向方向，液体分布板120的内边缘优选地与中心筒140间隔设置，也就是将第一中心孔121的直径设置为大于中心筒140的外径，以使得从围堰123溢出的液相物料也能从液体分布板120与中心筒140之间的间隙流至均布板130，进而有效增加液相物料从液体分布板120流出的均匀性，以增加液相物料在均布板130上分布的均匀性，有利于提升液相物料在绕管式换热器的筒体151内分布的均匀性，继而有效提升气液两相物料在筒体151内分布的均匀性，并有利于提升绕管式换热器的整体换热效果。

此外，根据本实用新型的气液分布器除了用于绕管式换热器外，还可以用于其它类型的换热器、填料塔或鼓泡塔等装置中。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种气液分布器，用于绕管式换热器，所述绕管式换热器包括筒体和设置在所述筒体上的进料口，其特征在于，所述气液分布器包括：

挡板，所述挡板安装至所述筒体，且包括与所述进料口相对应且间隔设置的第一阻挡部；

液体分布板，所述液体分布板连接至所述筒体，所述液体分布板上设置有第一中心孔、多个分布槽和围堰，所述围堰围绕所述第一中心孔和所述分布槽设置；

均布板，所述均布板连接至所述筒体，所述均布板上设置有第二中心孔和均匀间隔分布的均布孔；

中心筒，所述中心筒连接至所述均布板，且与所述第二中心孔连通；

其中，沿所述筒体的轴向方向，所述液体分布板位于所述挡板和所述均布板之间，所述挡板在所述液体分布板上的投影位于所述分布槽在所述液体分布板的投影之外，所述中心筒朝向所述液体分布板的方向穿过所述第一中心孔并延伸超出所述液体分布板。

2.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，

所述挡板的底端不高于邻近所述挡板的所述围堰的顶端；并且/或者，

邻近所述挡板的所述围堰的高度大于远离所述挡板的所述围堰的高度。

3.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，所述挡板还包括第二阻挡部，所述第二阻挡部的一端连接至所述第一阻挡部的顶端，另一端安装至所述筒体，所述第二阻挡部上设置有气相导流口。

4.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，所述分布槽沿所述液体分布板的径向和/或周向延伸。

5.根据权利要求1所述的气液分布器，其特征在于，所述分布槽与所述第一中心孔连通，且沿所述液体分布板的径向方向延伸。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的气液分布器，其特征在于，沿所述筒体的径向方向，所述液体分布板的内边缘与所述中心筒间隔设置。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的气液分布器，其特征在于，沿所述筒体的轴向方向，所述均布板与所述液体分布板间隔设置。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的气液分布器，其特征在于，所述第一阻挡部的底端比所述第一阻挡部的顶端更靠近所述筒体。

9.一种绕管式换热器，其特征在于，所述绕管式换热器包括如权利要求1-8中任一项所述的气液分布器。

10.根据权利要求9所述的绕管式换热器，其特征在于，所述筒体上设置有多个所述进料口，所述气液分布器包括多个与所述进料口相对应的所述挡板。

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