一种新型高效空温式气化器转让专利
申请号 : CN202010930451.0
文献号 : CN112161194B
文献日 : 2022-01-28
发明人 : 焦文玲 , 林涛 , 田兴浩 , 刘泽坤 , 宋斌 , 任乐梅 , 冼丽珊 , 刘天杰
申请人 : 哈尔滨工业大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种新型高效空温式气化器,其特征在于:包括两个过冷单元(1),一个气化单元(2)和一个加热单元(3),两个过冷单元(1)正对布置,所述气化单元(2)和加热单元(3)正对布置,过冷单元、气化单元和加热单元组成的四个单元围成矩形结构,在气化器的中心位置形成矩形空腔;
两个所述过冷单元(1)并联,且通过汇集管(4)连通,两个所述过冷单元(1)与气化单元(2)通过管路连通,所述气化单元(2)与加热单元(3)通过管路连通,所述过冷单元(1)、气化单元(2)和加热单元(3)串联在气化器的进液口与出气口之间;
过冷单元的最外层的为第一排过冷换热管,每个过冷单元(1)的第一排过冷换热管与第二排过冷换热管之间通过顶部连接管连接;气化单元(2)中最外层的为第一排气化换热管,气化单元(2)的第一排气化换热管与第二排气化换热管之间通过顶部连接管连接,第二排气化换热管与第三排气化换热管通过底部连接管连接;加热单元中靠近矩形空腔的为第一排加热换热管,加热单元(3)的第一排加热换热管与第二排加热换热管之间通过底部连接管连接,第二排加热换热管与第三排加热换热管通过底部连接管连接;
每个过冷单元的第一排过冷换热管的底部与进液管连通,第二排过冷换热管的底部与出液管连通,所述汇集管两端与两个出液管连通;第一排气化换热管的底部与导液管连通,汇集管中部与导液管连通;第三排气化换热管的顶部通过六根连接管与第一排加热换热管的顶部连通,第三排加热换热管的底部与出气管连通。
2.根据权利要求1所述的一种新型高效空温式气化器,其特征在于:两个所述过冷单元(1)分别位于矩形结构的两个短边位置,气化单元(2)与加热单元(3)分别位于矩形结构的两个长边位置。
3.根据权利要求1所述的一种新型高效空温式气化器,其特征在于:每个所述过冷单元(1)包括两排过冷换热管(8),每排过冷换热管(8)包含六根过冷换热管(8),每根过冷换热管(8)上均匀设有四个径向翅片;所述气化单元(2)包括三排气化换热管(9),每排气化换热管(9)包含十二根气化换热管(9),每根气化换热管(9)上均匀设有八个径向翅片;所述加热单元(3)包括三排加热换热管(10),每排加热换热管(10)包含十二根加热换热管(10),每根加热换热管(10)上均匀设有十二个径向翅片。
4.根据权利要求1所述的一种新型高效空温式气化器,其特征在于:所述气化单元(2)与加热单元(3)通过若干连接管(5)相连。
5.根据权利要求1所述的一种新型高效空温式气化器,其特征在于:在每个过冷单元(1)的入口处均安装一球阀(6)。
6.根据权利要求1所述的一种新型高效空温式气化器,其特征在于:在汇集管(4)上装有止回阀(7)。
说明书 :
一种新型高效空温式气化器
技术领域
背景技术
陶瓷、钢铁、天然气行业等领域的应用要求。
足时,导致气化器后端管道出口温度降低,严重影响安全生产。
发明内容
化器的中心位置形成矩形空腔;
联在气化器的进液口与出气口之间。
每排气化换热管包含十二根气化换热管,每根气化换热管上均匀设有八个径向翅片;所述
加热单元包括三排加热换热管,每排加热换热管包含十二根加热换热管,每根加热换热管
上均匀设有十二个径向翅片。
化换热管,气化单元的第一排气化换热管与第二排气化换热管之间通过顶部连接管连接,
第二排气化换热管与第三排气化换热管通过底部连接管连接;加热单元中靠近矩形空腔的
为第一排加热换热管,加热单元的第一排加热换热管与第二排加热换热管之间通过底部连
接管连接,第二排加热换热管与第三排加热换热管通过底部连接管连接。
部与导液管连通,汇集管中部与导液管连通;第三排气化换热管的顶部通过六根连接管与
第一排加热换热管的顶部连通,第三排加热换热管的底部与出气管连通。
数,改善换热管与空气的接触情况,提高了气化器的换热效率,有效缓解结霜现象。过冷单
元进口设置球阀,出口设置止回阀会能实现过冷单元的启停,实现单个过冷单元停机融霜,
提高融霜效率。汇集管与连接管的设计既可以保证水力稳定性,又可以避免流动压力损失
过大,保证出口压力。
附图说明
具体实施方式
单元围成矩形结构,在气化器的中心位置形成矩形空腔;
热单元3串联在气化器的进液口与出气口之间。
排气化换热管9包含十二根气化换热管9,每根气化换热管9上均匀设有八个径向翅片;所述
加热单元3包括三排加热换热管10,每排加热换热管10包含十二根加热换热管10,每根加热
换热管10上均匀设有十二个径向翅片。
管,气化单元2的第一排气化换热管与第二排气化换热管之间通过顶部连接管连接,第二排
气化换热管与第三排气化换热管通过底部连接管连接;加热单元中靠近矩形空腔的为第一
排加热换热管,加热单元3的第一排加热换热管与第二排加热换热管之间通过底部连接管
连接,第二排加热换热管与第三排加热换热管通过底部连接管连接。每个过冷单元的第一
排过冷换热管的底部与进液管连通,第二排过冷换热管的底部与出液管连通,所述汇集管4
两端与两个出液管连通;第一排气化换热管的底部与导液管连通,汇集管4中部与导液管连
通;第三排气化换热管的顶部通过六根连接管5与第一排加热换热管的顶部连通,第三排加
热换热管的底部与出气管连通。各单元之间的连接布置方式有利于气化和换热的进行;过
冷单元1通过气化器底部的汇集管4并联,通过汇集管4与气化单元2相连。通过设置汇集管4
保证两个过冷单元的并列关系,液体流出过冷单元时流程相同,避免出现水力不平衡的现
象。汇集管与连接管的设计既可以保证水力稳定性,又可以避免流动压力损失过大,保证出
口压力。
小,保证气化器出口气体压力。
冷单元入口处球阀实现过冷单元的启停;当某一过冷单元关闭入口球阀进行除霜过程时,
换热管与气化器外部空气接触充分,外部空气温度高于气化器内部空气,空气相对湿度低,
便于霜层水分子由高浓度向低浓度扩散,加快除霜速率。
的水蒸气浓度越低。当壁面附近空气温度低于空气露点温度时,空气中水蒸气析出易在固
体冷表面出现结霜现象。空温式气化器结霜现象发生在过冷、气化单元处,本申请通过将气
化器四个单元布置在矩形四条边位置,中间留有空腔的结构的方式,使更多的换热管处于
气化器的外侧边缘,更多的换热管与气化器外部空气接触,增大了气化器的四个单元与周
围空气的接触面积,气化器外部空气温度高于内部空气,外侧换热管与气化器外侧空气接
触换热相比内侧换热管与内部空气换热具有更大的换热温差。
界处空气温度,空腔区域内形成边界温度低,中心温度高的温度场;空腔区域边界处温度低
的空气向下流动,空腔区域的中心处空气温度高于边界空气向上流动,空腔内形成空气环
流,中心区域的空气向上流出空腔,气化器外部空气沿空腔边缘进入空腔。通过此空气环
流,空腔内部空气不断得到更新,位于空腔边缘的换热管可以达到布置在气化器最外侧边
缘的换热管的换热效果,极大地提高了换热器换热效率。通过空腔区域空气温差引起的空
气流动增强换热管与空气之间的换热。
果,尤其对于过冷、气化单元,同时缓解其结霜现象,提高融霜效率。通过在过冷单元入口设
球阀,出口设止回阀实现两个并列过冷单元的启停、切换,实现交替融霜不停机。
且温度高于气化器内部空气。在过冷单元工作过程中,空气冷却后向下沉降,气化器周围的
空气持续流动过来进行换热,减缓因空气温度过低水蒸气过饱和而析出所产生结霜的现
象。