板-翼热交换器的除霜和流体分配制造技术

技术编号:2488993 阅读:248 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
用于使一种调节流体,例如除霜气体,流过板-翼型热交换器内的方法和设备,该热交换器具有含有松槽鳍板或密槽鳍板的开口通道。每一组开口通道设置有在一个可获得与每条开口通道有最大的流体接触的位置处将该流体引入这些通道内的装置。本发明专利技术的下流重沸器可以很容易地调节到正常的状态(例如进行除霜)。(*该技术在2016年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将调节流体,例如,除霜流体,引进板-翼型热交换器内。板-翼型热交换器用在各种通过热交换对流体进行加热或冷却的作业中。这些流体可以以反向或同向流动并且这些流体可以是气体,液体或它们的混合物。在大量的板-翼热交换器中,具有供要进行热交换的料流中的部分料流通过的开口通道是有好处的。如果板-翼热交换器用在冷冻设备中,必须增加辅助的设备以便提供在将热交换器投入使用前使热交换器处于正常状态的装置,即使在热交换器完全处在封闭的壳体内,例如处在用于空气分离设备中的塔内时也是如此,在该空气分离设备中,诸如氧、氮、和氩的成分可以从空气中分离出来。在空气分离设备中,一般需要在启动前以及在运转寿命期间周期地对作为整个设备的一部分的热交换器进行除霜,以便保持其效率。板-翼型热交换器被用作如在美国专利US 5122174中示出和说明的下流重沸器,它具有用于一般是纯或不纯的氧的沸腾料流的封闭的顶端。液氧(LOX)经两极分配装置供入,该两极分配装置是由用作第一级的喷射管或一个带槽板条,和用作第二级的密槽翼片构成的。结合有液氧料流分配器的热交换器的顶端被封闭住并且在正常的运转前允许正向流动以便达到除霜的目的。但是,这种装置在机械方面复杂,并且具有高的压降,而高的压降会使重沸器和整个系统的成本增加。美国专利US Re 33026公开和要求保护这样的下流重沸器,其中液氧通过作为造成全部分配压降的分配初级的一组孔,然后通过作为次级的密槽翼片供入,根据专利权人的说法,次级未造成进一步的压降。这种类型的装置在机械方面也是很复杂的,并且具有高的总压降,该压降也会增加重沸器和整个空气分离系统的成本。这种装置是难以进行状态调节的(除霜)。对于用在冷冻设备中的常规热虹吸管型板-翼热交换器,通常增加一些外部的导流片,这些导流片迫使正向的调节流体,例如除霜流体经塔壳供入。这会导致对外部流的阻力增加,而阻力的增加则会在正常的运转期间有损于这种作业的整体运作。如果将外部导流片施加到一个下流重沸器上以迫使除霜流体通过它,也会有损于整体的运作。密槽翼片,例如带有横向于热交换器通道内的流体流路设置的穿孔的翼片,已经被用于封闭端的板-翼热交换器内,作为使液体在通道的宽度上均匀地分布的装置。在美国专利5122174内详细地描述了密槽翼片,该专利的说明书通过引用结合在本文中。当热交换器必须进行状态调节,例如进行除霜时,这种方法不是那么容易适合于开口的板-翼热交换器。为了使液体分布均匀而引入密槽翼片内的附加的压降在以上述方式除霜的过程中只会加重这个问题。本专利技术涉及一种板-翼热交换器,该热交换器在一个实施例中,具有至少一套(组)料流通道,这些料流通道在其两端是朝一个其内可装入热交换器的辅助容器敞开的。第一料流的进口具有一个敞开的集流管以便导引进入的料流,该料流在正常的运转状态下,可以在一般是在垂直方向取向的热交换器的顶部进入并在其底部流出。另一种方法是,该料流可以如在热虹吸管型热交换器内那样在底部进入,而在顶部流出。热交换器可具有一个或一个以上的第二套(组)的通道,这些通道带有集流管和管系以便为与第一料流接触的热交换器供给和排出一股料流或多股料流。本专利技术的热交换器在每个开口通道内可以具有密槽鳍板(横向于料流流动的方向设置)和松槽鳍板(平行于料流的流动方向设置)的组合结构。在正常的运转之前,在热交换器通道的顶部和底部之间的一个位置独立地将调节流体引入每一套(组)通道内。在使用密槽鳍板和松槽鳍板的情况下,将调节流体在密槽鳍板和松槽鳍板之间或在这些通道的密槽鳍板部分的第一和第二端之间的一个位置引入每一组通道内。调节流体的进入口的设置要选择来确保调节流体可合适地流到有关通道组的各个位置。附图说明图1是一幅等角图,该图示出了本专利技术的设备和方法的一个实施例,包括密槽鳍板和松槽鳍板的放大的截断部分的细节。图2A是本专利技术的设备的示意立视图。图2B是沿图2A的2B-2B截面截取的剖视图。图2C是图2B的热交换器的一部分的放大截断图。图3A是一个具有本专利技术的密槽鳍板和松槽鳍板的热交换器的示意剖视图。图3B是图3A的热交换器的一部分的放大截断图,示出了调节流体的引进。图3C是将调节流体引入图3A所示的热交换器内的另一种方法的放大截断图。图3D是图3A所示热交换器的放大截断图,示出了将调节流体引入图3A所示的热交换器内的另一种方法。图4A是一种用于将调节流体引入图3A所示的热交换器内的设备的放大截断图。图4B是沿图4A中的4B-4B截面截取的视图。图4C是一个用于将调节流体引入图3A所示的热交换器内的设备的放大截断图。图4D是沿图4C中4D-4D截面截取的视图。图4E是将调节流体引入图3A所示的热交换器内的另一种方法的放大截断视图。图4F是沿图4E中4F-4F截面截取的视图。图5A是一个用作下流重沸器的本专利技术热交换器的开口料流通道的示意图,示出本专利技术的一种应用情况。图5B是一个用作下流重沸器的本专利技术热交换器的闭合料流通道的示意图,示出本专利技术的一种应用情况。图6A、6B、6C和6D是一种将调节流体引入作为下流重沸器的热交换器内的隔离薄板的方法的截断示意图。图6E、6F、6G和6H是防止作为下流重沸器的热交换器的第一和第二流体的流动通道之间的泄漏的方法和设备。参见图1,标号10标示的是一个具有一个第一端12和一个第二端14的热交换器。热交换器10的本体16具有一般是平行六面体的形状,并包括第一组通道18和第二组通道20两组通道,两组通道18和20适合接受不同的流体,每一组中的通道交替地设置。例如,通道18适合于接受装入顶部壳体或开口的顶部盒型装置22内的流体。通道18本体16的顶部或第一端12和底部或第二端14处是敞开的。在实际的结构中,侧板条24将闭合每个通道18的竖向端。典型侧板条的一部分在图1右侧的放大部分中以标号24标出。通道18具有一个与水平放置的带有多个穿孔29的翼片27(示出在该放大部分中)。这种类型的翼片叫做密槽翼片,它促使通过盒型部分22引入通道18内的流体呈均匀的分布。适合于用在本专利技术中的其他类型的密槽翼片是锯齿形和穿孔人字型(波状翼片)。尽管用在密槽鳍板部分27中的鳍板是这种类型,但是这种翼片最好设计成使流过翼片部分27的流体的摩擦压降处在这样的范围内,即在摩擦压降表示为多少英寸的液体时,该摩擦压降是鳍板的流动长度的0.25至10倍,最好是处在该长度的1至5倍的范围内。通道18的底部部分包括竖向设置的翼片28(在放大部分中),该翼片叫做松槽翼片,它接受在箭头30方向流动的流体。图1中所示的翼片28是锯齿形的,不过,穿孔的,光滑的,人字型的,或其他类似类型的翼片也可以使用。在图1的实施例中,引入盒型装置22内的流体在热交换器10中向下流过通道18,然后自由落下通过热交换器10的底端14排出,并通过现有技术中已知的、因而未示出的设备收集起来供该作业的其他部分使用。第二工作流体经管道33和集流管32引入热交换器10的通道20内,通过一个水平的/垂直的分配器如箭头34所示那样导引,然后被收集到一个底部集流管35内。如图1所示那样的装置可以被用作下流重沸器,其中一种沸腾或蒸发的液体被引入盒型装置22内,以便向下流过通道18。一种欲冷凝的气体经集流管32引入通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器,它具有一个大致的平行六面体形状的本体,该本体在其内设置有大致平行于所述本体的纵向轴线延伸的平行通道,其中第一流体被引入第一组开口通道内,而一种或一种以上的流体被引入独立的一组或多组通道内,该独立的一组或多组通道与所述第一组通道中的一个通道交替设置,所述第二流体或若干第二流体以平行或反向流被引入到第一流体内,其特征在于,该热交换器还包括: 用来将从由除霜流体、干燥流体、冷却流体、和表面处理流体构成的流体组中选择出的调节流体引入所述的开口通道内的装置; 所述装置适合在每个所述开口通道的第一端处,或其第二端处,或在第一端和第二端之间引入所述调节流体;和 用来将来自所述热交换器的调节流体回收的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:S森达PA豪顿FJ力斯卡WR里特MR科里耶
申请(专利权)人:气体产品与化学公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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