包括用于分配液体/气体混合物的装置的热交换器制造方法及图纸

具有板的热交换器(1)包括用于传导至少一种致冷流体(F1)的第一系列通路(10)和用于传导至少一种发热流体(F2)的第二系列通路(20)，各通路限定在两个相继的板(2)之间并且平行于纵向轴线(z)延伸，至少一个混合装置(3)布置在第一系列的至少一个通路中，所述混合装置构造成接收致冷流体的液相(61)和气相(62)并且将所述相的混合物分配到所述至少一个通路中。根据本发明专利技术，第二系列的与第一系列的所述至少一个通路相邻的至少一个通路包括在纵向上至少被分割成沿纵向轴线并置的第一部分(100)和第二部分(200)的热交换结构，第二部分与混合装置的至少一部分对向地延伸，并且构造成具有比第一部分的热交换系数低的热交换系数。

【技术实现步骤摘要】
包括用于分配液体/气体混合物的装置的热交换器
本专利技术涉及一种包括用于使各流体进入热交换关系的一系列通路的热交换器，该交换器包括构造成将至少一种两相液体/气体混合物分配到一系列通路之一中的至少一个混合装置。特别地，本专利技术可应用于通过与至少一种其它流体如天然气进行热交换来使至少一股液体/气体混合物流、特别是具有多种成分的混合物如烃混合物的流气化的热交换器。
技术介绍
当前用于交换器的技术属于具有钎焊板和翅片的铝交换器，其实现了提供大的交换表面积的非常紧凑的装置。这些交换器包括板，热交换波状结构插入所述板之间；这些结构由一系列波形腿或翅片形成，从而构成一叠气化通路和冷凝通路，气化通路用于使致冷流体气化且冷凝通路用于使发热气体冷凝。流体之间的热交换可在进行或不进行相变的情况下发生。为了确保使用液体/气体混合物的交换器的良好功能，液相和气相的比例在所有通路中必须相同并且在同一通路内必须均匀。通过假设各相的均匀分配和因此与混合物的露点温度相等的液相气化结束时的单一温度来计算交换器的尺寸。对于具有多种成分的混合物而言，气化结束温度将取决于通路中的液相和气态的比例。在两相的不均等分配的情况下，致冷流体的温度曲线/分布因此将在各通路之间变化，或甚至在同一通路内变化。由于这种不均匀的分配，与两相混合物成交换关系的一种或多种致冷流体在交换器的出口处的温度高于指定温度，这因而降低了热交换器的性能。一种用于尽可能均匀地分配混合物的液相和气相的方案在于将它们分开导入交换器中并且然后仅在交换器内部将它们混合在一起。文献FR-A-2563620描述了这种交换器，其中诸如带槽棒的混合装置插入用来传导两相混合物的一系列通路中。该混合装置包括用于液相和气相的单独入口，所述入口通向配备有用于朝热交换区分配液体/气体混合物的出口的共用混合物容积。然而，供给混合装置的液相然后不可避免地处于与在另一系列通路的相邻通路中循环的一种或多种发热流体进行热交换的状况。这可能引起相应入口内的液相的气化的开始，从而引起该系列的某些通路中以及同一通路内的某些区中的混合物的两相的不均等分配。为了最大限度地减少混合装置中可能发生的热交换，一种方案是将混合装置安装在交换器的没有其它流体在其中循环的区中。于是将有必要将混合装置安置在交换器的不存在流体排出或供给装置的一端，这将需要整体上重构交换器并且必定将导致其尺寸的加大。此外，这种方案也不允许将两相混合物导入交换器的中间，而这(即，将两相混合物导入交换器的中间)在工艺的特定特征需要这样的情况下可能是理想的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于特别是通过提出一种热交换器来解决全部或一部分上述的问题，在所述热交换器中，混合物的液相和气相的分配尽可能均匀而不会使交换器的结构过于复杂或加大其尺寸。根据本专利技术的方案于是为一种热交换器，其包括：-多个板，所述板彼此平行地布置以便限定用于传导至少一种致冷(frigorigenic)流体的第一系列通路和用于传导至少一种发热(calorigenic)流体以至少与所述致冷流体成热交换关系的第二系列通路，每个通路都被限定在两个连续的板之间并且平行于纵向轴线延伸，和-布置在第一系列的至少一个通路中的至少一个混合装置，所述混合装置构造成接收致冷流体的液相和气相并且将所述相的混合物分配到所述至少一个通路中，其特征在于，第二系列的与第一系列的所述至少一个通路相邻的至少一个通路包括沿纵向轴线z至少被分割成沿纵向轴线并置的第一部分和第二部分的热交换结构，第二部分与混合装置的至少一部分对向地延伸，并且构造成具有比第一部分的热交换系数小的热交换系数。视情况而定，本专利技术的交换器可包括以下技术特征中的一个或多个技术特征：-所述第一和第二部分分别包括至少一个第一波状结构和至少一个第二波状结构，所述第一波状结构和第二波状结构沿纵向轴线z并置并且各自都具有通过在起伏方向上彼此相接的波峰和波谷交替地连接的多个波形翅片，第二波状结构与混合装置的至少一部分对向地延伸并且构造成具有比第一波状结构的热交换系数小的热交换系数。-第二波状结构具有比第一波状结构的密度低的密度，各波状结构的密度定义为在起伏方向上测定的单位长度的波形翅片的数目。-第二波状结构的密度在第一波状结构的密度的20％与80％之间，优选地25％与50％之间。-第二波状结构的密度在每英寸(1英寸＝2.54厘米)6个与15个翅片之间。-所述第一和第二部分由条形件形成，第二部分由厚度比形成该部分的所述第一波状结构的至少一个条形件的厚度大的至少一个条形件形成。-第二波状结构为直波(straightwave)，第一波状结构选自直波、直穿孔波(straightperforatedwave)、锯齿波、起伏波或人字形波。-第二部分至少与整个混合装置对向地延伸。-第二部分具有在30与500mm之间的平行于纵向轴线的长度。-热交换结构还沿纵向轴线被分割成第三部分，第二部分构造成具有小于或等于第三部分的热交换系数的热交换系数，第二部分布置在第一部分与第三部分之间。-交换器包括用于将发热流体分配到第二系列通路的所述至少一个通路中或从其中排放发热流体的第一装置，以及用于朝混合装置将致冷流体的液相或气相分配到第一系列的至少一个通路中的第二装置。-混合装置包括用于致冷流体的液相和气相的单独入口，所述单独入口经由共同的混合容积与用于所述液相和气相的混合物的至少一个出口流体地连接。-混合装置的用于两相液体/气体混合物的出口沿纵向轴线位于第一系列的所述至少一个通路中的第一位置，第二部分至少从第一位置一直延伸到位于第一位置与用于分配或排放发热流体的第一装置之间的第二位置。-第二部分一直延伸到用于分配或排放发热流体的第一装置。-第二部分由所述用于分配或排放发热流体的第一装置的全部或一部分形成。本专利技术可应用于通过与至少一种其它流体如天然气进行热交换来使至少一股液体/气体混合物流、特别是具有多种成分的混合物如烃混合物(例如天然气)的流气化的热交换器。术语“天然气”指包含烃的任何化合物，至少包括甲烷。这包括“原质”化合物(在任何处理或洗涤之前)和已针对一种或多种成分——包括但不限于硫、二氧化碳、水、汞以及某些重烃和芳烃——的减少和/或消除部分地、基本上或完全处理的任何化合物。附图说明现将参考以下纯粹作为非限制性的示例给出并且参照附图的描述更好地理解本专利技术，在附图中：-图1是根据本专利技术的被供给以两相液体/气体混合物的热交换器的通路的一部分的在平行于纵向轴线和横向轴线的平面中的概略性截面图；-图2A和2B是在垂直于图1的平面的两个平面中的概略性截面图，示出了根据图1的交换器的混合装置的示例性结构和操作；-图3是根据本专利技术的一个实施例的图1中的热交换器的一系列通路的在平行于纵向轴线且垂直于横向轴线的平面中的概略性截面图；-图4是本专利技术的另一实施例中的图1的热交换器的一系列通路的在平行于图3的平面的平面中但在与图3的方向相反的方向上的另一概略性截面图；-图5A和5B是根据本专利技术的一个实施例的热交换结构的各部分的概略性截面图。具体实施方式根据本专利技术的热交换器1包括分别顺着纵向轴线z和横向轴线y在长度和宽度两个尺寸上延伸的一叠板2。板2上下间隔开地平行布置，并且因此形成用于经由板2成间接热交换关系的流体的多个通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器(1)，包括：‑多个板(2)，所述板彼此平行地布置以便限定用于传导至少一种致冷流体(F1)的第一系列通路(10)和用于传导至少一种发热流体(F2)以至少与所述致冷流体(F1)成热交换关系的第二系列通路(20)，每个通路(10，20)都被限定在两个连续的板之间并且平行于纵向轴线(z)延伸，和‑布置在所述第一系列的至少一个通路(10)中的至少一个混合装置(3)，所述混合装置(3)构造成接收所述致冷流体(F1)的液相(61)和气相(62)并且将所述相(61，62)的混合物分配到所述至少一个通路(10)中，‑所述第二系列的与所述第一系列的所述至少一个通路(10)相邻的至少一个通路(20)包括沿纵向轴线(z)至少被分割成沿纵向轴线(z)并置的第一部分(100)和第二部分(200)的热交换结构，所述第二部分与所述混合装置(3)的至少一部分对向地延伸，其特征在于，所述第二部分(200)构造成具有比所述第一部分(100)的热交换系数低的热交换系数。

【技术特征摘要】
2016.07.01 FR 16563201.一种热交换器(1)，包括：-多个板(2)，所述板彼此平行地布置以便限定用于传导至少一种致冷流体(F1)的第一系列通路(10)和用于传导至少一种发热流体(F2)以至少与所述致冷流体(F1)成热交换关系的第二系列通路(20)，每个通路(10，20)都被限定在两个连续的板之间并且平行于纵向轴线(z)延伸，和-布置在所述第一系列的至少一个通路(10)中的至少一个混合装置(3)，所述混合装置(3)构造成接收所述致冷流体(F1)的液相(61)和气相(62)并且将所述相(61，62)的混合物分配到所述至少一个通路(10)中，-所述第二系列的与所述第一系列的所述至少一个通路(10)相邻的至少一个通路(20)包括沿纵向轴线(z)至少被分割成沿纵向轴线(z)并置的第一部分(100)和第二部分(200)的热交换结构，所述第二部分与所述混合装置(3)的至少一部分对向地延伸，其特征在于，所述第二部分(200)构造成具有比所述第一部分(100)的热交换系数低的热交换系数。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一部分(100)和第二部分(200)分别包括至少一个第一波状结构和至少一个第二波状结构，所述第一波状结构和第二波状结构沿纵向轴线(z)并置并且各自都具有通过在起伏方向(D1，D2)上彼此相接的波峰(121，221)和波谷(122，222)交替地连接的数个波形翅片(123，223)，所述第二波状结构与所述混合装置(3)的至少一部分对向地延伸并且构造成具有比所述第一波状结构的热交换系数低的热交换系数。3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述第二波状结构具有比所述第一波状结构的密度低的密度，各波状结构的密度定义为在所述起伏方向(D1，D2)上测定的每单位长度的波形翅片的数目。4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述第二波状结构的密度在所述第一波状结构的密度的20％与80％之间，优选地25％与50％之间。5.根据权利要求3或4所述的热交换器，其特征在于，所述第二波状结构的密度在每英寸(1英寸＝2.54厘米)6个与15个翅片之间。6.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述第一部分(100)和第二部分(200)由条形件形成，所述第二部分(200)由厚度比形成所述部分(100)的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·格莱纳多斯，P·格里格莱托，N·艾克，S·拉扎里尼，JM·佩龙，E·罗萨，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR