用于盘管式热交换器的用于从壳侧上传输的两相介质的液相分离气相的分离装置制造方法及图纸

一种螺旋盘管式热交换器(1)，其用于使两相的第一介质(M)与第二介质(M‘)之间进行间接换热并具有：罩壳(5)，所述罩壳围出罩壳空间(6)并沿着纵向轴线(z)延伸；入口(7)，所述入口允许两相的第一介质(M)进入所述罩壳空间(6)；管束(3)，所述管束布置在所述罩壳空间(6)中并具有用于容纳第二介质(M‘)的多个管(30)，所述管绕着所述纵向轴线(z)螺旋地盘绕；以及分离装置(2)，所述分离装置用于从所述两相的第一介质(M)的液相(F)分离气相(G)。根据本发明专利技术，分离装置(2)具有盘(4)，所述盘布置在所述管束(3)上方并用于收集所述液相(F)，其中，所述盘(4)具有多个气道(50，70)以用于使两相(F，G)分离，相应的气道(50，70)从所述盘(4)的背向所述管束(3)的一侧从所述盘(4)突出并被顶棚(52，72)遮挡并且通向所述盘(4)中的通道开口(40)，此外，在相应的顶棚(52，72)与相应的气道(50，70)的上端之间设置有输入开口(51，71)，所述气相(G)能够通过所述输入开口流入相应的气道(50，70)中。本发明专利技术还涉及一种用于运行所述热交换器的对应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于盘管式热交换器的用于从壳侧上传输的两相介质的液相分离气相的分离装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的螺旋盘管式热交换器。
技术介绍
这种螺旋盘管式热交换器例如被用在酸性气体去除的物理洗涤器(例如Rectisol工艺)、乙烯设备或用于制造液化天然气的设备(LNG)中。在这种热交换器的典型应用中，以两相状态引入罩壳空间的介质通常有必要分离成液相和气相，以将两相单独地施加给热交换器的管束并在罩壳空间横截面上分别尽可能均匀地分配，以使得第一介质的两相与引导在管束中的第二介质间接地换热。具有用于从液相分离气相的液体分配器或分离装置的螺旋盘管式热交换器例如从DE102012000146A1、EP2818821A1、DE102011017030A1、DE102010055452A1和DE102004040974A1知晓。对此，在DE102012000146A1中，从液相分离气相通过下述方式得以辅助：两相流被施加给形状对应地设置的冲击板。在EP2818821中，两相流通过热交换器的芯管被引导到预分配器容器中并在预分配器容器中被稳定化和去除气体。在DE102011017030A1中，从液相分离气相通过下述方式实现：首先，两相流被引入环状通道内，其次，借助于与芯管流动连接以对液体去除气体的分配器臂来实现。此外，DE102010055452A1的技术教导涉及一种用于向下倾斜的液体通道的输入开口的流动引导装置，所述流动引导装置允许气相在液体通道中上升。最后，DE102004040974A1提供将冲击板用于对两相流去除气体。
技术实现思路
将这作为出发点，本专利技术所基于的目的是：提供具有分离装置的螺旋盘管式热交换器，所述分离装置允许以简单的方式改进气相从液相的分离。该目的通过具有权利要求1的特征的热交换器来实现。本专利技术的更多的构造具体限定在从属权利要求中并在下文中予以描述。根据权利要求1，用于两相的第一介质与第二介质之间的间接换热的螺旋盘管式热交换器被提供，该热交换器具有：罩壳，所述罩壳围出罩壳空间并沿着纵向轴线延伸；入口，其用于允许两相的第一介质进入罩壳空间；管束，其布置在罩壳空间内并具有用于接收第二介质的多个管，所述管绕着纵向轴线螺旋地盘绕；和，用于从两相的第一介质的液相分离气相的分离装置；分离装置具有盘，所述盘布置在管束上方并用于收集液相，其中，盘具有多个气道以用于分离两相，相应的气道从盘的背向管束的一侧突出并被顶棚遮挡并且通向盘中的通道开口；此外，在相应的顶棚与相应的气道的上端之间设置有输入开口，气相可以经由所述输入开口流入相应的气道，由此，尤其液相可以流动离开相应的顶棚并绕过相应的输入开口流动至盘上，并由此气相能够经由位于相应的顶棚下方的输入开口被引导到关联的气道中并从所述关联的气道经由关联的通道开口穿过盘地被引导向管束。由于液相被施加给盘，因而使得液相具有这样的停留时间：该停留时间足够长并由此允许气相离开两相混合物。此外，气相在流动路径上通过相应的气道的偏转使得液滴从气相的进一步分离变为可能，这进一步提高了分离效果。此外，有利地可能的是，将气道设计成使得：即使在高液体负载的情况下，液体也不会经由输入开口流入气道，并且此外还确保了两相的可靠分离。此外，还可能在管侧上提供多个互相不同的流或介质，尤其两个或三个不同的流，这些流与壳侧的第一介质或第一流间接地换热。为此，管束中的管可以分成对应数量的管组，以使得每个管侧(第二)介质关联有一个管组。根据本专利技术的一个实施例，分离装置也可以同时承担实际液体分配器的功能。在这种情况下，可以例如设置成：盘具有多个开口，已经收集在盘上的液相通过所述开口可以直接地、也即没有经过另外的流动引导构件地落在管束上。为了分配液相，根据一替代实施例可能的是，一单独的液体分配器被设置，所述液体分配器与盘流动连接，以使得盘上已经收集的液相可以进入分配器。分配器构造成将液相分配在管束上。例如，可能的是，液相通过罩壳上的环绕的间隙或者通过管被引导到环状通道内，所述环状通道位于环绕的间隙下方并具有分配器臂。替代地，液相可以通过中央开口被引入芯管中并随后被引导至呈压力分配器形式的分配器中。这种液体分配器具体被描述在例如DE102004040974A1中。其它分配器同样是可想到的。根据本专利技术的一优选实施例，设置成：相应的气道通过环绕的圆柱壁形成，所述环绕的圆柱壁从限界相应的通道开口的边缘区域突出，由此盘的相应的通道开口形成相应的气道的输出开口，所述输出开口沿向下方向面向管束。根据本专利技术的一优选实施例，设置成：管束的管绕着热交换器的芯管盘绕或在所述芯管上盘绕，所述芯管在罩壳空间中沿着罩壳的纵向轴线延伸并优选地关于所述纵向轴线同轴地布置，其中，芯管优选地承受管的载荷。管束中的各管优选地以多个管层盘绕在芯管上，其中，各管层通过间隔件彼此支承。根据本专利技术的一优选实施例，此外还设置成：相应的气道的顶棚具有环绕的边缘区域，所述边缘区域具有指向下的底部边缘，所述底部边缘在相应的气道的环绕的且向上指向的端侧的高度处或该端侧下方延伸，所述端侧限界相应的气道的输入开口。根据本专利技术的一优选实施例，此外还设置成：气道中的每个沿着相应的轴线延伸，所述轴线垂直于盘并尤其平行于热交换器的罩壳的纵向轴线或圆柱轴线地延伸，所述纵向轴线或所述圆柱轴线优选地平行于竖直方向地延伸。根据本专利技术的一优选实施例，此外还设置成：相应的气道的顶棚以所述环绕的边缘区域垂直于相应的气道的轴线地突出于关联的气道之外。相应的顶棚的采用这种方式垂直于相应的气道的轴线地突出于相应的气道或所述圆柱壁之外的环绕的部分或边缘区域在此也被称作相应的顶棚的突出部分。根据本专利技术的一尤为优选的实施例，设置成：在至少一个或多个或全部气道中(相应的气道在下文中被称作外气道)分别布置有一个内气道，所述内气道延伸穿过相应的外气道的顶棚并且以上部分从相应的外气道的顶棚突出，其中，相应的内气道的上部分具有输入开口，所述输入开口继而被相应的内气道的顶棚遮挡，以使得液相可以流动离开相应的内气道的顶棚并绕过内气道的相应的输入开口地流动至关联的外气道的顶棚上并且从所述顶棚流动至分离装置的盘上，并且以使得气相附加地能够通过相应的内气道的位于相应的内气道的顶棚下方的输入开口被引导至相应的内气道中并从内气道被引导向管束。而且，对于内气道，进而优选地设置成：相应的内气道的顶棚具有环绕的边缘区域，所述环绕的边缘区域具有指向下的底部边缘，所述底部边缘在相应的内气道的上部分的环绕的且指向上的端侧的高度处或该端侧下方延伸，所述端侧限界相应的内气道的输入开口。由于内气道，分离装置能够以尤为节约结构空间的方式构造。采用这种方式，分离装置还可以布置在罩壳的或罩壳空间的部分中，在所述部分中罩壳的周长或直径朝向顶部连续地减小，由此包围分离装置的对应的罩壳部可以呈例如截头圆锥罩壳的形式。由此，根据本专利技术的一实施例罩壳具有一罩壳部，所述罩壳部在垂直于罩壳的纵向轴线的横截面上环绕分离装置的至少一部分、尤其是气道的至少一部分并且所述罩壳部沿着纵向轴线的方向朝向顶部窄缩并尤其呈截头圆锥罩壳的形式。此外，根据本专利技术的一优选实施例，设置成：相应的内气道分别沿着关联的外气道的轴线延伸，相应的内气道至少部分地布置在关联的外气道中。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋盘管式热交换器(1)，所述热交换器用于使两相的第一介质(M)与第二介质(M‘)之间进行间接换热并具有：‑罩壳(5)，所述罩壳围出罩壳空间(6)并沿着纵向轴线(z)延伸，‑入口(7)，所述入口允许两相的第一介质(M)进入所述罩壳空间(6)，‑管束(3)，所述管束布置在所述罩壳空间(6)中并具有用于容纳第二介质(M‘)的多个管(30)，所述管绕着所述纵向轴线(z)螺旋地盘绕，以及‑分离装置(2)，所述分离装置用于从所述两相的第一介质(M)的液相(F)分离气相(G)，其特征在于，所述分离装置(2)具有盘(4)，所述盘布置在所述管束(3)上方并用于收集所述液相(F)，其中，所述盘(4)具有多个气道(50，70)以用于使两相(F，G)分离，相应的气道(50，70)从所述盘(4)的背向所述管束(3)的一侧从所述盘(4)突出并被顶棚(52，72)遮挡并且通向所述盘(4)中的通道开口(40)，此外，在相应的顶棚(52，72)与相应的气道(50，70)的上端之间设置有输入开口(51，71)，所述气相(G)能够通过所述输入开口流入相应的气道(50，70)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 EP 16000628.41.一种螺旋盘管式热交换器(1)，所述热交换器用于使两相的第一介质(M)与第二介质(M‘)之间进行间接换热并具有：-罩壳(5)，所述罩壳围出罩壳空间(6)并沿着纵向轴线(z)延伸，-入口(7)，所述入口允许两相的第一介质(M)进入所述罩壳空间(6)，-管束(3)，所述管束布置在所述罩壳空间(6)中并具有用于容纳第二介质(M‘)的多个管(30)，所述管绕着所述纵向轴线(z)螺旋地盘绕，以及-分离装置(2)，所述分离装置用于从所述两相的第一介质(M)的液相(F)分离气相(G)，其特征在于，所述分离装置(2)具有盘(4)，所述盘布置在所述管束(3)上方并用于收集所述液相(F)，其中，所述盘(4)具有多个气道(50，70)以用于使两相(F，G)分离，相应的气道(50，70)从所述盘(4)的背向所述管束(3)的一侧从所述盘(4)突出并被顶棚(52，72)遮挡并且通向所述盘(4)中的通道开口(40)，此外，在相应的顶棚(52，72)与相应的气道(50，70)的上端之间设置有输入开口(51，71)，所述气相(G)能够通过所述输入开口流入相应的气道(50，70)中。2.根据权利要求1所述的螺旋盘管式热交换器，其特征在于，所述盘(4)除了所述通道开口(40)之外还具有用于将所述液相(F)均匀地分配在所述管束上的多个开口(40a)。3.根据权利要求1所述的螺旋盘管式热交换器，其特征在于，所述螺旋盘管式热交换器(1)于所述盘(4)下方具有用于将所述液相(F)分配在所述管束(3)上的液体分配器(4a)，其中，所述盘(4)与位于所述盘下方的所述液体分配器(4a)流动连接，以使得所述液相(F)能够从所述盘(4)流入所述液体分配器(4a)中。4.根据前述权利要求中任一项所述的螺旋盘管式热交换器，其特征在于，相应的气道(50，70)的顶棚(52，72)具有环绕的边缘区域(52a，72a)，所述环绕的边缘区域(52a，72a)具有底部边缘(52b，72b)，所述底部边缘在相应的气道(50，70)的环绕的端侧(50a，70a)的高度处或所述端侧下方延伸，所述端侧限界相应的气道(50，70)的输入开口(51，71)。5.根据前述权利要求中任一项所述的螺旋盘管式热交换器，其特征在于，所述气道(50，70)中的每个分别沿着垂直于所述盘(4)延伸的相应的轴线(L)延伸。6.根据权利要求4和5所述的螺旋盘管式热交换器，其特征在于，相应的气道(50，70)的顶棚(52，72)以环绕的边缘区域(52a，72a)垂直于相应的气道(50，70)的轴线(L)地突出于关联的气道(50，70)之外。7.根据前述权利要求中任一项所述的螺旋盘管式热交换器，其特征在于，至少一个气道(50)形成为外气道(50)，内气道(60)布置在至少一个外气道(50)中，所述内气道向上延伸穿过所述外气道(50)的顶棚(52)并以上部分(63)延伸超过所述外气道(50)的顶棚(52)，其中，所述内气道(60)的所述上部分(63)具有输入开口(61)，该输入开口进而被所述内气道(60)...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·施泰因鲍尔，C·马滕，C·克贝尔，J·施普雷曼，I·布卢姆，L·马塔莫罗，F·戴克泽尔，N·特罗伊赫特林格，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE