CN216011366U - 立式铜液氨冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立式铜液氨冷却器，包括壳体和内件，其中壳体包括支腿、换热罐、连通管和集液罐；支腿焊接至换热罐；换热罐由换热罐筒体、换热罐上封头和换热罐下封头组焊而成；集液罐由集液罐筒体、集液罐上封头和集液罐下封头组焊而成；连通管的一端连通至换热罐，另一端连通至集液罐；集液罐还包括集液罐支腿，集液罐支腿的一端焊接至换热罐上封头，另一端焊接至集液罐筒体；换热罐筒体开设有液氨进口，集液罐上封头开设有气氨出口；内件包括下连箱、盘管和上连箱；下连箱位于换热罐下方，下连箱开设有铜液进口；上连箱位于换热罐上方，上连箱开设有铜液出口；盘管螺旋绕设在换热罐内，并且盘管的一端连通至下连箱，另一端连通至上连箱。

Description

立式铜液氨冷却器

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种立式铜液氨冷却器。

背景技术

氨是化学工业的重要原料之一，具有十分广泛的用途。氨是氮类肥料工业的主要原料，同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料。随着世界人口的不断增加，氨作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显，其应用范围不断扩大，用量不断增加。

液氨在生产完成后，一般都是直接排放到氨罐内，但这部分液氨温度很低，具有可观的冷量。为了回收这部分冷量，一般需要采用铜液氨冷却器。采用铜液氨冷却器既可以将液氨的冷量进行回收利用，又可以对铜液进行冷却方便后续生产。

常规的卧式铜液氨冷却器占地面积大、结构不紧凑且安装和维修不方便。因此，如何提供一种占地面积小、结构紧凑的立式铜液氨冷却器是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种立式铜液氨冷却器，其占地面积小、结构紧凑且易于安装和维修。

为达上述目的，本实用新型提供了一种立式铜液氨冷却器，包括壳体和内件，其中壳体包括支腿、换热罐、连通管和集液罐；支腿焊接至换热罐，用于支撑立式铜液氨冷却器；换热罐由换热罐筒体、换热罐上封头和换热罐下封头组焊而成；集液罐由集液罐筒体、集液罐上封头和集液罐下封头组焊而成；连通管的一端连通至换热罐，连通管的另一端连通至集液罐；集液罐还包括集液罐支腿，集液罐支腿的一端焊接至换热罐上封头，集液罐支腿的另一端焊接至集液罐筒体，以用于将集液罐安置在换热罐的上方；换热罐筒体开设有用于通入液氨的液氨进口，集液罐上封头开设有用于排出气氨的气氨出口；内件包括下连箱、盘管和上连箱；下连箱位于换热罐下方，下连箱开设有铜液进口；上连箱位于换热罐上方，上连箱开设有铜液出口；盘管螺旋绕设在换热罐内，并且盘管的一端穿过换热罐下封头连通至下连箱，盘管的另一端穿过换热罐上封头连通至上连箱。

可选地，内件还包括盘管支架，盘管支架位于换热罐内，盘管支架的一端焊接至换热罐下封头，盘管支架的另一端是呈U形的凹槽，凹槽用于夹持处于同一竖直位置的盘管并通过螺栓将盘管固定在凹槽内。

可选地，集液罐还包括排液管，排液管的一端连通至集液罐下封头底部，排液管的另一端连通至换热罐。

可选地，换热罐筒体还开设有用于检修人员和物料进出的人孔。

可选地，换热罐筒体还开设有用于监测换热罐内的液氨液位的液面计口。

可选地，换热罐筒体还开设有用于监测换热罐内的压力的压力计口，换热罐上封头还开设有用于调节换热罐内的压力的安全阀口。

可选地，换热罐下封头还开设有用于排放换热罐内的污水的排污口。

可选地，换热罐上封头和换热罐下封头均设置有套管，盘管穿过套管贯穿换热罐。

可选地，集液罐上封头开设有孔，穿过孔设置有排气管，排气管的一端为气氨出口，排气管的另一端连通至集液罐。

与现有技术中常规的卧式铜液氨冷器相比，本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器具有以下有益效果：

(1)在整体结构方面，本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器具有立式结构，液氨从换热罐下部的液氨进口流入，气氨从集液罐顶部的气氨出口流出，铜液从下连箱流入并从上连箱流出，在换热罐内，盘管外的液氨与盘管内的铜液进行热量交换从而实现铜液的冷却，该立式整体结构使得需要换热的原料均从设备的下方进入并在换热过程后从设备的上方流出，整个设备的结构紧凑且占地面积小，便于安装和维修；

(2)在盘管设置方面，本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器在换热罐内螺旋绕设有盘管，并可在换热罐内设置盘管支架，盘管支架的一端焊接至换热罐下封头，另一端是呈U形的凹槽，该U形凹槽用于夹持处于同一竖直位置的盘管并通过螺栓将盘管固定在凹槽内，盘管支架能够在换热罐内有效地固定盘管，使得能够在换热罐内尽可能多地设置盘管而无需担心盘管松动的问题，从而提高换热面积和换热效率；

(3)在污水清理方面，本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器在换热罐下封头开设有排污口以用于排放换热罐内的污水，由于立式结构，换热罐下封头位于整个换热罐的最底部，在此处开设排污口能够将换热罐内的污水尽可能地排放干净，从而避免盘管以及换热罐因长时间难以清除的污水而被腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，将根据以下附图进一步说明和描述本实用新型的实施方式，这些附图仅用于更方便和具体地描述本实用新型的实施方式而不是对本实用新型的限制。

图1是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的盘管结构示意图；

图3是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的另一盘管结构示意图；

图4是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的上连箱或下连箱结构示意图；

图5是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的盘管支架的结构示意图(未示出盘管)；

图6是图5所示的盘管支架的局部放大示意图；以及

图7是图1所示的A处的放大视图。

图中：1是支腿，2是换热罐，3是连通管，4是集液罐，5是下连箱，6是盘管，7是上连箱；21是换热罐筒体，22是换热罐上封头，23是换热罐下封头，41是集液罐筒体，42是集液罐上封头，43是集液罐下封头，44是集液罐支腿，45是排液管，61是盘管支架，81是液氨进口，82是气氨出口，83是铜液进口，84是铜液出口，85是人孔，86是液面计口，87是压力计口，88是安全阀口，89是排污口。

具体实施方式

本实用新型提供了一种立式铜液氨冷却器，其占地面积小、结构紧凑且易于安装和维修。

在本实用新型的一个优选实施方式中，该立式铜液氨冷却器包括壳体和内件，例如参考图1。图1是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的结构示意图，如图1所示，壳体包括支腿1、换热罐2、连通管3和集液罐4；支腿1焊接至换热罐2，用于支撑立式铜液氨冷却器；换热罐2由换热罐筒体21、换热罐上封头22和换热罐下封头23组焊而成；集液罐4由集液罐筒体41、集液罐上封头42和集液罐下封头43组焊而成；连通管3的一端连通至换热罐2，连通管3的另一端连通至集液罐4；集液罐4还包括集液罐支腿44，集液罐支腿44的一端焊接至换热罐上封头22，集液罐支腿44的另一端焊接至集液罐筒体41，以用于将集液罐4安置在换热罐2的上方；换热罐筒体21开设有用于通入液氨的液氨进口81，集液罐上封头42开设有用于排出气氨的气氨出口82；内件包括下连箱5、盘管6和上连箱7；下连箱5位于换热罐2下方，下连箱5开设有铜液进口83；上连箱7位于换热罐2上方，上连箱7开设有铜液出口84；盘管6螺旋绕设在换热罐2内，并且盘管6的一端穿过换热罐下封头23连通至下连箱5，盘管6的另一端穿过换热罐上封头22连通至上连箱7。参考图1，本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器工作原理如下：将液氨从换热罐筒体21开设的液氨进口81送入换热罐2中，同时或不同时地将铜液从下连箱5开设的铜液进口83送入盘管6中，使得盘管6内的铜液和盘管6外的液氨在换热罐2内进行热交换。热交换后，液氨气化为气氨，气氨随着连通管3进入集液罐4并从集液罐上封头42开设的气氨出口82排出，部分气氨可能再次液化而被集液罐4收集，铜液温度降低后随着盘管6进入上连箱7并从上连箱7开设的铜液出口84排出。参考图2和图3，图2和图3均是根据本实用新型的示例实施方式所提供的盘管6结构示意图，图中左侧和右侧分别为盘管6结构的主视图和侧视图。如图2和图3所示，换热罐2内可螺旋布设有多个半径不同的盘管6，这些盘管6均可具有两个进口和两个出口，进口穿过换热罐下封头23连通至下连箱5，出口穿过换热罐上封头22连通至上连箱7。下连箱5或上连箱7的结构可参考图4，图4是根据本实用新型的一个示例实施方式所提供的立式铜液氨冷却器的上连箱7或下连箱5结构示意图。如图1和图4所示，下连箱5的顶部可开设有用于与盘管6的进口连通的孔，下连箱5的侧部可开设有铜液进口83；相应地，上连箱7的底部可开设有用于与盘管6的出口连通的孔，上连箱7的侧部可开设有铜液出口84。

在本实用新型的一个优选实施方式中，内件还包括盘管支架61，例如参考图1、图5和图6。如图1所示，盘管支架61位于换热罐2内，盘管支架61的一端焊接至换热罐下封头23。图5和图6分别是盘管支架61的示意性结构示意图和局部放大视图，如图5和图6所示，盘管支架61的另一端是呈U形的凹槽，凹槽用于夹持处于同一竖直位置的盘管6并通过螺栓将盘管6固定在凹槽内。在本实用新型的一个非限制性示例中，如图5所示，盘管支架61焊接至换热罐下封头23的一端可以是普通的角钢，盘管支架61另一端的U形槽结构可通过将三块钢板与上述角钢组焊而成，三块钢板形成U形槽，并且相对的两块钢板上开设有用于旋入螺栓的孔，在卡入并固定处于同一竖直位置的盘管6后，可将U形槽的顶部再用一块钢板焊死，从而进一步固定焊接结构。U形槽所安装的螺栓数量可视情况而定，例如如图6所示，可以每两段盘管6之间固定一套螺栓，在旋紧螺栓后，还可将螺母与钢板点焊以进一步加固。常规的卧式铜液氨冷却器通常将盘管6固定换热罐2的侧壁，而换热罐2中间的大部分空间被浪费掉。本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器在换热罐2内设置有盘管支架61，盘管支架61能够在不同的水平位置稳固地固定处于同一竖直位置的盘管6，使得可以充分地利用换热罐2内的空间并尽可能多地布设盘管6，从而显著地提高盘管6内外物质之间的换热面积以及换热效率。

在铜液与液氨的换热过程中，由于换热不均或压力等因素，液氨气化后产生的气氨在排出过程中可能再次转变为液氨。因此，本实用新型所提供的立式铜液氨冷却器设置有集液罐4，集液罐4用于收集再次液化的液氨。换热过程结束后，可将集液罐4内的液氨倒回至液氨罐或其他储存装置以供使用。在本实用新型的一个优选实施方式中，集液罐4还包括排液管45。如图1所示，排液管45的一端连通至集液罐下封头43底部，排液管45的另一端连通至换热罐2。在气氨从气氨出口82排出的过程中，部分气氨液化为液氨并落入集液罐4的底部，由于集液罐下封头43底部设置有连通至换热罐2的排液管45，这些液氨又会随着排液管45流回换热罐2内。排液管45使得无需在集液罐4设置其他液氨排放口或连接其他液氨储存装置便能够将这些液化后的液氨即时地回收到换热罐2中以用于再次进行热交换过程。在本实用新型的一个优选实施方式中，排液管45可穿过换热罐上封头22以一定长度伸入换热罐2，使得沿排液管45向下流的液氨尽可能地接近换热罐2内原有的液氨液面，以使液氨滴落产生的涟漪较小以免干扰换热过程的稳定性。但应当注意，排液管45伸入换热罐2的长度也不能过长，以免伸入换热罐2内原有的液氨液面以下从而导致倒吸、回流等现象。

在本实用新型的一个优选实施方式中，换热罐筒体21还开设有用于检修人员和物料进出的人孔85。如图1所示，人孔85可开设在换热罐筒体21的上部，以便检修人员能够随时方便地检查换热罐2内的全貌。在本实用新型的一个优选实施方式中，换热罐筒体21还开设有用于监测换热罐2内的液氨液位的液面计口86。如图1所示，液面计口86可设置多个并分别设置在换热罐筒体21的不同高度处，工作人员可通过位于不同高度处的液面计口86查看换热罐2内的液氨液位。备选地或附加地，换热罐2内还可设置有用于监测液氨液位的电子液位计，使得工作人员无需打开液面计口86即可随时监测换热罐2内的液氨液位。

在本实用新型的一个优选实施方式中，换热罐筒体21还开设有用于监测换热罐2内的压力的压力计口87，如图1所示。应当注意，换热罐2内的液氨液位应始终低于压力计口87的水平位置，也就是说，应当将压力计口87开设在换热罐筒体21的靠上位置以便监测换热罐2内的气体压力。在本实施方式的进一步优选方式中，换热罐上封头22还开设有用于调节换热罐2内的压力的安全阀口88。如图1所示，当通过压力计口87监测到换热罐2内的气压处于不稳定水平时，可通过安全阀口88调节换热罐2内的气压以免发生安全事故。优选地，安全阀口88的通气端可连通至特定的气体罐(诸如氨气罐)，以免在调节压力的过程中污染换热罐2内的气氛。

在本实用新型的一个优选实施方式中，换热罐下封头23还开设有用于排放换热罐2内的污水的排污口89。如图1所示，排污口89可位于换热罐下封头23的底部正中心。现有技术中的卧式铜液氨冷却器由于换热罐2横向放置而导致罐内的污水难以排干，而本实用新型所提供的铜液氨冷却器采用立式结构，排污口89设置在换热罐下封头23的底部正中心，换热罐2内的所有液体在不受外力的条件下均会沉积在此处，因此可通过在此设置排污口89而将换热罐2内的污水排放干净，以免难以排干的污水在长期的存在下腐蚀盘管6以及换热罐2的内壁。

在本实用新型的一个优选实施方式中，换热罐上封头22和换热罐下封头23均设置有套管，例如参考图7。图7是图1所示的A处的放大视图，其详细示出了换热罐下封头23与盘管6之间的连接方式，如图7所示，套管开设在换热罐下封头23下部，盘管6通过套管贯穿换热罐下封头23，套管在其远离换热罐2的一端与盘管6外壁焊接固定密封。同样地，换热罐上封头22与盘管6的连接处也可设置套管。这样的结构简单可靠，需拆卸盘管6时只需从换热罐2外部将焊缝切断，安装时再焊接好即可。

在本实用新型的一个优选实施方式中，集液罐上封头42开设有孔，穿过孔设置有排气管，排气管的一端为气氨出口82，排气管的另一端连通至集液罐4。集液罐上封头42的顶部需开设气氨出口82，如果仅在集液罐上封头42的顶部开孔作为气氨出口82，则集液罐4内部分气氨液化后形成的液滴可能沿集液罐上封头42内壁积聚在气氨出口82附近，大的液滴可能滴向集液罐下封头43对其造成机械损伤，小的液滴可能随着气氨排出而不利于气氨的收集。为此，可设置排气管将集液罐上封头42顶部的气氨出口82连通至集液罐4内部的较低位置，使得气氨可沿排气管内部从气氨出口82排出，而液氨的大小液滴均随着排气管的管壁下落至集液罐4底部，降低液滴对集液罐下封头43的冲击力，从而提高集液罐4的安全性和使用寿命。

应当理解，可以将本实用新型中所提供的各个实施方式中的装置和/或结构进行组合、修改和/或变更以形成新的技术方案。在没有创造性劳动的情况下，这些技术方案也应当包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

在本文所提供的实施方式中提供了大量具体示例，应当理解这些示例仅是为了对本实用新型的实施方式进行详细的阐述而并非对本实用新型的限制。本实用新型中的实施方式可以在没有这些具体示例的情况下实践。在一些实施方式中并未详细示出本领域技术人员所公知的结构和/或技术，以便不模糊对本实用新型的理解。

尽管本文中已经示出并描述了本实用新型的优选实施方案，但对于本领域技术人员容易理解的是，这些实施方案仅以示例的方式提供。本领域技术人员在不脱离本实用新型的情况下现将会想到多种变化、改变和替代。应当理解，本文中描述的本实用新型实施方案的各种替代方案任选地用于实施本实用新型。旨在通过权利要求限定本实用新型的范围，并由此涵盖这些权利要求范围内的装置、结构及其等同物。

Claims (9)

1.一种立式铜液氨冷却器，其特征在于，包括：壳体和内件，

其中所述壳体包括支腿(1)、换热罐(2)、连通管(3)和集液罐(4)；所述支腿(1)焊接至所述换热罐(2)，用于支撑所述立式铜液氨冷却器；所述换热罐(2)由换热罐筒体(21)、换热罐上封头(22)和换热罐下封头(23)组焊而成；所述集液罐(4)由集液罐筒体(41)、集液罐上封头(42)和集液罐下封头(43)组焊而成；所述连通管(3)的一端连通至所述换热罐(2)，所述连通管(3)的另一端连通至所述集液罐(4)；所述集液罐(4)还包括集液罐支腿(44)，所述集液罐支腿(44)的一端焊接至所述换热罐上封头(22)，所述集液罐支腿(44)的另一端焊接至所述集液罐筒体(41)，以用于将所述集液罐(4)安置在所述换热罐(2)的上方；所述换热罐筒体(21)开设有用于通入液氨的液氨进口(81)，所述集液罐上封头(42)开设有用于排出气氨的气氨出口(82)；

所述内件包括下连箱(5)、盘管(6)和上连箱(7)；所述下连箱(5)位于所述换热罐(2)下方，所述下连箱(5)开设有铜液进口(83)；所述上连箱(7)位于所述换热罐(2)上方，所述上连箱(7)开设有铜液出口(84)；所述盘管(6)螺旋绕设在所述换热罐(2)内，并且所述盘管(6)的一端穿过所述换热罐下封头(23)连通至所述下连箱(5)，所述盘管(6)的另一端穿过所述换热罐上封头(22)连通至所述上连箱(7)。

2.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述内件还包括盘管支架(61)，所述盘管支架(61)位于所述换热罐(2)内，所述盘管支架(61)的一端焊接至所述换热罐下封头(23)，所述盘管支架(61)的另一端是呈U形的凹槽，所述凹槽用于夹持处于同一竖直位置的所述盘管(6)并通过螺栓将所述盘管(6)固定在所述凹槽内。

3.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，所述集液罐(4)还包括排液管(45)，所述排液管(45)的一端连通至所述集液罐下封头(43)底部，所述排液管(45)的另一端连通至所述换热罐(2)。

4.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述换热罐筒体(21)还开设有用于检修人员和物料进出的人孔(85)。

5.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述换热罐筒体(21)还开设有用于监测所述换热罐(2)内的液氨液位的液面计口(86)。

6.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述换热罐筒体(21)还开设有用于监测所述换热罐(2)内的压力的压力计口(87)，所述换热罐上封头(22)还开设有用于调节所述换热罐(2)内的所述压力的安全阀口(88)。

7.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述换热罐下封头(23)还开设有用于排放所述换热罐(2)内的污水的排污口(89)。

8.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述换热罐上封头(22)和所述换热罐下封头(23)均设置有套管，所述盘管(6)穿过所述套管贯穿所述换热罐(2)。

9.根据权利要求1所述的立式铜液氨冷却器，其特征在于，

所述集液罐上封头(42)开设有孔，穿过所述孔设置有排气管，所述排气管的一端为所述气氨出口(82)，所述排气管的另一端连通至所述集液罐(4)。

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