本发明专利技术公开了用于超高压冷冻设备的换热系统，包括设置在超高压冷冻设备的高压冷冻腔外的外置换热组件和设置在高压冷冻腔内的内置换热组件，所述内置换热组件盘旋设置在高压冷冻腔的内壁上，所述内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口均设置在所述高压冷冻腔底部的底堵上与外部的水泵连接，在高压冷冻腔内建立促使介质流动的热动力。在超高压冷冻设备的高压冷冻腔内设置了内置换热组件，内置换热组件的换热管沿高压冷冻腔的内壁轴线盘旋设置，能够直接冷却放置在高压冷冻腔内的介质，高压冷冻腔内上部的介质与下部的介质形成循环流动的热动力场，一方面通过对流加强热交换，另一方面使得热动力场的温度均匀，达到热平衡。
Heat exchange system and ultra-high pressure refrigeration equipment for ultra-high pressure refrigeration equipment
【技术实现步骤摘要】
用于超高压冷冻设备的换热系统、超高压冷冻设备
本专利技术属于超高压设备
，尤其是涉及一种用于超高压冷冻设备的换热系统、超高压冷冻设备。
技术介绍
超高压冷冻技术是一种新的冷冻技术，将物料放入充满液体介质的超高压容器内，密封后加压至200MPa左右，通过制冷将容器冷却降温至设定温度(-20℃)，当物料充分冷却到设定温度(-20℃)后，突然泄压到一个大气压，物料瞬时结冰冷冻。物料在冻结的过程中，冻结速度越快，物料内部形成的冰晶就越小越均匀，对物料的品质影响越小。为了实现超高压冷冻加工中会使用超高压装置及制冷装置，如图1所示，传统的超高压缸筒外层设置一个夹层套，冷媒在夹层套内循环，将超高压缸筒内的液体及物料的热量通过内外缸筒传热吸收过来逐渐冷却，当温度达到冻结温度后突然泄压，物料瞬间冻结，冰晶细微，没有晶粒长大的过程，因此对细胞的破坏小，保证物料的冻结质量。影响超高压冷冻生产效率的是制冷设备的换热效率，但是，目前超高压设备采用的是外置换热，其换热效率不高、冷冻时间长、生产成本高、浪费能源。因此，亟需设计一种能够解决上述技术问题的用于超高压冷冻设备的换热系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、换热效率高。节省能源、生产效率高的用于超高压冷冻设备的换热系统、超高压冷冻设备。本专利技术的技术方案如下：一种用于超高压冷冻设备的换热系统，包括设置在超高压冷冻设备的高压冷冻腔外的外置换热组件和设置在高压冷冻腔内的内置换热组件，所述内置换热组件盘旋设置在高压冷冻腔的内壁上，所述内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口均设置在所述高压冷冻腔底部的底堵上，且该内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口穿过该底堵与外部的水泵连接以进行强制循环而直接冷却高压冷冻腔内的介质，在高压冷冻腔内建立促使介质流动的热动力场，一方面加速高压冷冻腔内介质的冷却，另一方面使热场均匀。在上述技术方案中，所述内置换热组件的换热管绕所述高压冷冻腔的内壁的轴线盘旋且沿所述高压冷冻腔的轴向延伸，当内置换热组件的换热管内的冷媒在外部压力作用下沿着内置换热组件内部流动，将高压冷冻腔内流体的热量带走，由于比重的关系，上部的介质被冷却后会沿着高压冷冻腔向下流动，而高压冷冻腔下部及中间的介质温度较高且比重较轻，从而形成向上流动的趋势，以在高压冷冻腔内构成了一个循环流动的热动力场。在上述技术方案中，所述内置换热组件的换热管的一端与冷媒进口连通，另一端与冷媒出口连通。在上述技术方案中，所述外置换热组件为夹层套，所述外置换热组件套装在所述高压冷冻腔的外侧。在上述技术方案中，所述外置换热器的冷媒进口与冷媒出口分别设置在夹层套的上下两端。在上述技术方案中，所述外置换热组件内的介质为防冻的水溶液或防冻的介质。本专利技术的另一个目的是提供一种基于如所述的换热系统的超高压冷冻设备，包括所述的换热系统、超高压反应釜和对超高压反应釜加压的增压器；所述超高压反应釜内设有超高压容器，所述超高压容器内形成有高压冷冻腔以用于盛放物料，所述的外置换热组件套设在超高压容器的外侧，所述的内置换热组件设置在超高压容器的高压冷冻腔内，所述超高压容器的底部设有安装架以用于固定在超高压反应釜内。在上述技术方案中，所述超高压反应釜的底部设有支撑板以用于固定。在上述技术方案中，所述高压冷冻腔内可拆卸地安装有料筐，所述料筐的中间设有导流管以用于循环高压冷冻腔内的热动力场。在上述技术方案中，所述料筐为圆桶状，所述料筐的顶部形成有挂钩以用于与高压冷冻腔连接。本专利技术具有的优点和积极效果是：1.在超高压冷冻设备的高压冷冻腔内设置了内置换热组件，内置换热组件的换热管沿高压冷冻腔的内壁轴线盘旋设置，能够直接冷却放置在高压冷冻腔内的介质，由于比重的关系，高压冷冻腔内上部的介质与下部的介质形成循环流动的热动力场，一方面通过对流加强热交换，另一方面使得热动力场的温度均匀，达到热平衡。2.由于比重的关系，冷媒在外部压力的作用下，沿着内置换热组件的换热管流动，能够快速将高压冷冻腔内的热量带走，有效提高超高压冷冻设备的换热效率，节省能源。附图说明图1是现有技术的超高压冷冻设备的结构示意图；图2是本专利技术的用于超高压冷冻设备的换热系统的结构示意图；图3是本专利技术的用于超高压冷冻设备的换热系统的对流原理示意图；图4是本专利技术的超高压冷冻设备的结构示意图。图5是实施例3中料筐的结构图。图中：1、超高压容器2、内置换热组件3、外置换热组件4、底堵5、增压器6、超高压反应釜7、安装架8、支撑板9、高压冷冻腔10.料筐11、导流管具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，决不限制本专利技术的保护范围。实施例1如图2-图3所示，本专利技术用于超高压冷冻设备的换热系统，包括设置在超高压冷冻设备的高压冷冻腔9外的外置换热组件3和设置在高压冷冻腔9内的内置换热组件2，所述内置换热组件2盘旋设置在高压冷冻腔9的内壁上，所述内置换热组件2的冷媒进口与冷媒出口均设置在所述高压冷冻腔9底部的底堵4上，且该内置换热组件2的冷媒进口与冷媒出口穿过该底堵4与外部的水泵连接以进行强制循环，能够直接冷却所述高压冷冻腔9内的介质，在高压冷冻腔9内建立促使介质流动的热动力场，一方面加速高压冷冻腔9内介质的冷却，另一方面使热场均匀。进一步地说，所述内置换热组件2的换热管采用耐高温的不锈钢管，所述内置换热组件2的换热管绕所述高压冷冻腔9的内壁的轴线盘旋且沿所述高压冷冻腔9的轴向延伸，当内置换热组件2的换热管内的冷媒在外部压力作用下沿着内置换热组件2内部流动，将高压冷冻腔9内流体的热量带走，由于比重的关系，上部的介质被冷却后会沿着高压冷冻腔9向下流动，而高压冷冻腔9下部及中间的介质温度较高且比重较轻，从而形成向上流动的趋势，以在高压冷冻腔9内构成了一个循环流动的热动力场。进一步地说，所述内置换热组件2的换热管的一端与冷媒进口连通，另一端与冷媒出口连通，所述内置换热组件2的冷媒进口与冷媒出口设置在高压冷冻腔9底部的底堵4处，并冷媒进口与冷媒出口通过底堵4与外部的水泵连接以进行强制循环，以用于内置换热组件2能够承受超高压冷冻设备的超高压，能够直接冷却高压冷冻腔9内的介质。进一步地说，所述外置换热组件3为夹层套，所述外置换热组件3套装在所述高压冷冻腔9的外侧，所述外置换热器的冷媒进口与冷媒出口分别设置在该夹层套的上下两端。本专利技术的换热系统运行时，内置换热组件2的换热管内的冷媒在外接水泵的推动下进入超高压冷冻设备的高压冷冻腔9内对高压冷冻腔9内的介质进行冷却，外接水泵强制循环换热管内的冷媒，有效地带走高压冷冻腔9内介质的热量，并通过制冷机冷却。实施例2如图4所示，本专利技术的超高压冷冻设备，包括实施例1中所述的换热系统、超本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超高压冷冻设备的换热系统，其特征在于：包括设置在超高压冷冻设备的高压冷冻腔外的外置换热组件和设置在高压冷冻腔内的内置换热组件，所述内置换热组件盘旋设置在高压冷冻腔的内壁上，所述内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口均设置在所述高压冷冻腔底部的底堵上，且该内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口穿过该底堵与外部的水泵连接以进行强制循环而直接冷却高压冷冻腔内的介质。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于超高压冷冻设备的换热系统，其特征在于：包括设置在超高压冷冻设备的高压冷冻腔外的外置换热组件和设置在高压冷冻腔内的内置换热组件，所述内置换热组件盘旋设置在高压冷冻腔的内壁上，所述内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口均设置在所述高压冷冻腔底部的底堵上，且该内置换热组件的冷媒进口与冷媒出口穿过该底堵与外部的水泵连接以进行强制循环而直接冷却高压冷冻腔内的介质。
2.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于：所述内置换热组件的换热管绕所述高压冷冻腔的内壁的轴线盘旋且沿所述高压冷冻腔的轴向延伸。
3.根据权利要求2所述的换热系统，其特征在于：所述内置换热组件的换热管的一端与冷媒进口连通，另一端与冷媒出口连通。
4.根据权利要求3所述的换热系统，其特征在于：所述外置换热组件为夹层套，所述外置换热组件套装在所述高压冷冻腔的外侧。
5.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于：所述外置换热器的冷媒进口与冷媒出口分别设置在夹层套的上下两端。
【专利技术属性】
技术研发人员：贾培起，贾欣欣，
申请(专利权)人：天津华泰森淼超高压装备工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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