弦月形通道冷凝蒸发器制造技术

一种弦月形通道冷凝蒸发器，包括一高压容器，高压容器的高压腔内配置有由内管和外管组成的若干极限偏心圆管弦月形通道管束，内管的管壁上开有不同间距的补液小槽，具有传热系数高、传热温差小、体积小、重量轻、能耗低、结构简单加工制作方便、运行安全可靠等特点，与现行的光管式冷凝蒸发器相比较，换热系数提高了６倍，传热温差减小了０．６～０．８Ｋ。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种冷凝蒸发器，特别涉及一种弦月形通道冷凝蒸发器。空分行业中传统采用的光管式冷凝蒸发器与后来新出现的板翅式冷凝蒸发器相比，在总体换热性能上确实要逊色得多，因此，在国内外的大、中型空分装置中已普遍采用板式冷凝蒸发器。然而，这几年许多国家相继研究开发烧结多孔表面管，使沸腾传热系数有了很大的提高。因而，目前在中、小型空分装置中管式冷凝蒸发器依然有广泛的应用。但是，由于烧结多孔表面管加工工艺复杂，制造成本高，多孔表面易钝化、脱落，较易失去传热强化的作用，而且还会使流体受到污染，易堵塞管路，清洗十分困难。这些严重的缺陷，均使其在工业上的推广应用受到很大的限制。本专利技术的目的旨在克服上述现有技术的缺点，根据微膜热虹吸两相流传热强化机理研制出一种弦月形管式冷凝蒸发器，具有高传热系数，小传热温差，体积小，重量轻，能耗低，结构简单，加工制作方便，运行安全可靠等特点，与现行的光管式冷凝蒸发器相比较，其换热系数提高了6倍多，传热温差减小了0.6～0.8K，可实现中、小空分装置的超低压流程，大大降低能源消耗。附图说明图1是本专利技术的结构主剖视原理图。图2是本专利技术的结构俯剖视原理图。下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作详细说明。本专利技术包括由内管(1)和外管(2)组成的若干极限偏心圆管弦月形通道管束(3)，管束(3)安置在容器中部的高压腔(11)内，根据冷凝热负荷大小的不同，弦月形通道管束的长度为600～1500mm，在内管管壁上开有不同间距的补液小槽(10)，用来对弦月形蒸发通道的上部补液，避免发生烧干现象，保证冷凝蒸发器高效、安全运行。管束的两端分别由固定板(4)和(5)固定，高压氮气GN2由容器上部的进气口(9)进入高压容器(8)内，在弦月形圆管外冷凝，冷凝后的液氮LN2由出液口(12)流出，液氧由进液口(6)流人高压腔(8)内，在内、外管组成的极限偏心圆管弦月形通道内吸收圆管外氮气冷凝时所放出的热量，蒸发成氧气GO2，由氧气出气管(7)排出。另外，图中，(13)为支撑架。本专利技术的工作原理参见图2，根据微膜热虹吸两相流沸腾传热机理实验研究发现沸腾传热的主要热阻在沸腾侧，而沸腾侧热阻的大小主要取决于泡底的液膜厚度，设法减小泡底的液膜厚度即可达到强化沸腾传热的目的。由于汽泡在弦月形通道中反复受到挤压而成为扁平汽泡，使泡底的液膜变薄，从而使传热热阻减小，大大提高了传热系数，并减小了传热温差。同时，由于内管(1)和外管(2)所构成的弦月形通道(3)，其截面尖角处形成人工汽化核心，有利于汽泡的快形成、多形成，因而更加剧了液膜在弦月形通道(3)内的沸腾。此外，利用弦月形通道(3)内、外流体所产生的密度差作为流体的热虹吸驱动力，使流体在弦月形通道(3)内以高速喷泉向上流动，使液体剧烈蒸发。这样，既不会使通道内的流体产生任何污染和堵塞管道(因为本专利技术没有任何污染源)，而且，还节省了流体流动时的驱动力的消耗。本专利技术具有高传热系数、小传热温差同时具备的独特优点，为空分装置实现超低压流程，节能降耗提供了有利的条件。本专利技术不仅可应用于各种中、小型空分装置作主冷凝蒸发器，还可应用于火力发电厂、核动力厂、化工、石油、制冷、低温工程领域，实现对现有的换热器设备根本性的改造和取代，达到高效节能，进一步提高产品性能的目标。权利要求1.弦月形通道冷凝蒸发器，包括一高压容器(8)，高压容器的上部配置有进气口(9)和出气口(7)，其下部配置有进液口(6)和出液口(12)，本专利技术的特征是，所说的高压容器(8)的高压腔(11)内配置有由内管(1)和外管(2)组成的若干极限偏心圆管弦月形通道管束(3)。2.据权利要求1所述的冷凝蒸发器，其特征在于，所说的管束(3)的两端分别由固定板(4)、(5)固定，并分别与出气管(7)和进液口(6)相连通。3.据权利要求1、2所述的冷凝蒸发器，其特征在于，所说的管束(3)的内管管壁上开有不同间距的补液小槽(10)。4.据权利要求1、2所述的冷凝蒸发器，其特征在于，所说的管束(3)的长度为600～1500mm。全文摘要一种弦月形通道冷凝蒸发器，包括一高压容器，高压容器的高压腔内配置有由内管和外管组成的若干极限偏心圆管弦月形通道管束，内管的管壁上开有不同间距的补液小槽，具有传热系数高、传热温差小、体积小、重量轻、能耗低、结构简单加工制作方便、运行安全可靠等特点，与现行的光管式冷凝蒸发器相比较，换热系数提高了6倍，传热温差减小了0.6～0.8K。文档编号F28B1/00GK1151013SQ9611873公开日1997年6月4日 申请日期1996年7月24日 优先权日1996年7月24日专利技术者陈流芳, 吴裕远, 鲁钰 申请人:西安交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
弦月形通道冷凝蒸发器，包括一高压容器（８），高压容器的上部配置有进气口（９）和出气口（７），其下部配置有进液口（６）和出液口（１２），本专利技术的特征是，所说的高压容器（８）的高压腔（１１）内配置有由内管（１）和外管（２）组成的若干极限偏心圆管弦月形通道管束（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈流芳，吴裕远，鲁钰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]