一种设置多个两相流稳定装置的换热器系统及其管道制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种设置多个两相流稳定装置的换热器系统及其管道，在管道内设置两相流稳定装置，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。本发明专利技术通过设置多个稳定装置，并且将稳定装置设定为连续或者间隔的布置，能够多阶段多步骤的分离成液相和气相，能够进一步强化传热，具有减振降噪的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种设置多个两相流稳定装置的换热器系统及其管道
本专利技术涉及一种换热器装置，具体涉及一种布置多个两相流稳定装置的换热器系统及其管道两相流动稳定装置。
技术介绍
两相流动及不稳定现象广泛地存在于换热装置、科研实验装置和工业生产设备中，例如流体进入换热设备会产生空间扩大导致的水锤现象，同是因为大量的产生，还会恶化换热。当两相工质的汽液相没有均匀混合且不连续流动时，大尺寸的液团会高速地占据汽团空间，导致两相流动不稳定，从而剧烈地冲击设备与管道，产生强烈震动和噪声，严重地威胁设备运行安全。已有的水锤消除或缓解装置大多是面向强迫循环回路，解决单相水锤问题，集中在防水锤止回阀工业领域，如“一种叶轮式防水锤静音止回阀”(专利号：ZL200910214544.7)，设置了整流罩、导流体和弹簧等复杂结构，可不考虑流阻因素，解决了止回阀关闭时产生的单相水锤现象。目前的现有技术中仅仅设置一个两相流稳定装置，没有设置多个两相流稳定装置，也没有规划和布置多个两相流稳定装置位置关系。针对上述问题，本专利技术提供了一种新的换热器系统及其管道，从而解决上述的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一套新的换热装置以及两相流动稳定装置，在管道内存在两相流动时，减弱管道的振动，降低噪声水平，同时提高热交换能力。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种两相流换热器系统，所述系统包括换热器以及和换热器连接的两相流管道，所述换热器包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述至少一个封头上设置两相流流体入口管，所述管道连接换热器入口管，在管道内设置两相流稳定装置，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。作为优选，对于设置阀门的管道，只能采用间隔式布置。一种设置两相流稳定装置的管道，所述两相流稳定装置设置在管道内，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。作为优选，所述多个两相流稳定装置采取间隔式的布置方式。作为优选，沿着流体的流动方向，Xi<Xi+1，其中Xi是第i个间隔的距离，Xi+1第i+1个间隔的距离；沿着两相流的流动方向，Li>Li+1，其中Li是第i个芯体的长度，Li+1第i+1个芯体的长度。作为优选，沿着流体的流动方向，(Xi+1-Xi)>(Xi+2-Xi+1)，Xi+2第i+2个间隔的距离；(Li-Li+1)>(Li+1-Li+2)，Li+2第i+2个芯体的长度。作为优选，所述两相流稳定装置包括多孔介质芯体，所述多孔介质芯体是由若干数量的棒状物相连结而成，棒状物在X、Y、Z三维方向交叉焊接，形成了孔洞互通的多孔介质结构。作为优选，所述的孔洞是正方形。作为优选，小流道的截面积满足下列关系：Ai,上≤Ai,下(2)式中，Ai为第i个小流道的流通面积,单位为mm2；N为小流道数量；ηA为面积比，根据管道尺寸和流动情况，通过优选实验获得，见经验公式3，ηA<1；A0为管道的流通面积,单位为mm2。其中，式(1)的数学意义是全部管子的截面积总和大于或等于管道截面的ηA倍；式(2)是上层管子的截面积小于或等于下层管子的截面积。作为优选，在间隔式布置方式中，芯体结构的长度、间隔的距离满足下列关系：Li≥Li,0(4)Xi≤Xi,0(5)式中，Li为第i个芯体的长度,单位为mm；Li,0为第i个芯体的最小允许长度,单位为mm，通过实验获取，见经验公式7；N为芯体的数量；Xi为第i个间隔的距离,单位为mm；Xi，0为第i个间隔的允许最大距离,单位为mm，通过实验获取，见经验公式8；M为间隔的数量；ηL为长度比，根据管道尺寸和流动情况，通过优选实验获得，见经验公式9，ηL≤1，其中，式(5)的数学意义是全部芯体的长度总和大于的管道长度的ηL倍。与现有技术相比较，本专利技术的具有如下的优点：1)本专利技术通过在换热器的管道上设置多个两相流稳定装置，而且将其设置为连续模式或者间隔模式，能够多阶段多步骤的分离成液相和气相，能够进一步强化传热，具有减振降噪的效果。2)通过设置间隔布置的方式，能够进一步节约材料，节约成本，降低流动阻力，达到基本相同的换热效果。3)具有减振降噪功能的非能动两相流动稳定装置能够在不依赖外部动力或电源的情况下，将两相流体分离成液相和气相，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，起到稳定流量的作用，具有减振降噪的效果。4)将本专利技术设置在两相流换热器的入口管中，可以将将气相分割成小气泡，避免气相的增加，促使气相顺畅流动，保证进入换热器的换热管内的气相均匀，能够使得换热均匀，避免局部温度过高或者过低，从而提高换热效果。5)芯体结构是非能动两相流动稳定装置的核心部件，能够将管道单一大流道分隔成若干数量的小流道。其中，小流道的截面积满足前面的公式(1)、(2)、(4)，满足上述关系，有利于保证将两相流体分离成液相和气相，将液相分割成小液团，将气相分割成小气泡的效果。6)多孔介质芯体由若干数量的棒状物相连结而成，形成了孔洞互通的饱和多孔介质结构，综合其它芯体的优势，如抗冲击性能较好，面积比较大、具有孔洞互通的结构，有利于进一步稳定两相流动。7)在间隔式布置方式中，芯体结构的长度、间隔的距离满足公式(4)、(5)、(6)，有利于防止分割后的小气泡和小液团重新聚合，抑制液相的回流，促使气相顺畅流动，提高稳定流量的作用效果。8)对于对夹式芯体固定方式，不影响管道外部环境和接口，具有拆装简易的特点，既能适用于新建装置，又能适用于装置改造。附图说明图1是本专利技术的两相流换热器的结构示意图；图2是本专利技术的两相流稳定装置的结构示意图；图3本专利技术两相流稳定装置间断式布置方式示意图；图4是本专利技术两相流稳定装置的连续性布置结构示意图；图5是本专利技术两相流稳定装置安装方式示意图。附图标记如下：芯体1，管道2，同心管3，孔洞4，壳体5，封头6、7，入口管8，出口管9，换热管10具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。没有特殊说明，本申请中的参数的长度单位为mm，面积单位为mm2。一种设置两相流稳定装置的管道，所述两相流稳定装置设置在管道2内，所述两相流稳定装置包括芯体1，所述芯体1能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。例如如图3、图4所示。将两相流稳定装置设置在管道2中，可以将将气相分割成小气泡，避免气相的增加，促使气相顺畅流动。本专利技术通过在换热器的管道上设置多个两相流稳定装置，而且将其设置为连续模式或者间隔模式，能够多阶段多步骤的分离成液相和气相，能够进一步强化传热，具有减振降噪的效果。作为优选，对于没有阀门等运动部件的管道，既可采用连续式布置也可间隔式布置；对于存在阀门等运动部件的管道，只可采用间隔式布置。作为优选，所述多个两相流稳定装置采取间隔式的布置方式。通过设置间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相流换热器系统，所述系统包括换热器以及和换热器连接的两相流管道，所述换热器包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述至少一个封头上设置两相流流体入口管，所述管道连接换热器入口管，其特征在于，在管道内设置两相流稳定装置，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。

【技术特征摘要】
1.一种两相流换热器系统，所述系统包括换热器以及和换热器连接的两相流管道，所述换热器包括壳体，所述壳体两端分别设置封头，所述至少一个封头上设置两相流流体入口管，所述管道连接换热器入口管，其特征在于，在管道内设置两相流稳定装置，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，对于设置阀门的管道，只能采用间隔式布置。3.一种设置两相流稳定装置的管道，所述两相流稳定装置设置在管道内，所述两相流稳定装置包括芯体，所述芯体能够将管道内的两相流流道分隔成若干数量的小流道，所述两相流稳定装置为多个，多个两相流稳定装置采取连续式布置方式或者间隔式的布置方式。4.如权利要求3所述的管道，其特征在于，所述多个两相流稳定装置采取间隔式的布置方式。5.如权利要求4所述的管道，其特征在于，沿着流体的流动方向，Xi<Xi+1，其中Xi是第i个间隔的距离，Xi+1第i+1个间隔的距离；沿着两相流的流动方向，Li>Li+1，其中Li是第i个芯体的长度，Li+1第i+1个芯体的长度。6.如权利要求5所述的管道，其特征在于，沿着流体的流动方向，(Xi+1-Xi)>(Xi+2-Xi+1)，(Li-Li+1)>(Li+1-Li+2)。7.如权利要求3所述的管道，其特征在于，所述两相流稳定装置包括多孔介质芯体，所述多孔介质芯体是由若干数量的棒状物相连结而成，棒状物在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦平，徐建军，周慧辉，唐瑜，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51