一种LNG绕管式换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种LNG绕管式换热器，包括筒体及固定在筒体内部的芯筒，芯筒上方设有布液器，布液器能够接收进入筒体的制冷剂，芯筒外周缠绕有沿螺旋线分布的换热管束，换热管束的底端连接至筒体底部的高温介质进口，换热管束的顶端连接至筒体顶部的高温介质出口，换热管束的换热管包括连接至高温介质出口的第一管段和连接至高温介质进口的第二管段，第一管段外管壁设有多组球面凹坑，第二管段的外管壁设有多组翼型凹坑，本发明专利技术的换热器换热性能好。本发明专利技术的换热器换热性能好。本发明专利技术的换热器换热性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG绕管式换热器


[0001]本专利技术涉及换热设备
，具体涉及一种LNG绕管式换热器。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]随着人们对清洁能源的需求日增，液化天然气(LNG)的利用得到迅猛发展。在LNG工艺流程中，换热器的选用尤为重要。绕管式换热器具有结构紧凑、适用地域广、工况范围大的特点，是陆上大型液化天然气流程的首选主低温换热器，其性能直接决定了整个液化流程的液化天然气产量。为了提高液化效率，需要对 LNG绕管式换热器优化设计。
[0004]目前，传统的LNG绕管式换热器采用普通圆管，70％的热阻集中在换热器壳侧。烷烃制冷剂在壳侧从上到下发生降膜蒸发。专利技术人发现，壳侧制冷剂分配不均形成的偏流和布液器布液不均匀将导致换热器换热性能下降，液化效率降低。因此，提高壳侧制冷剂分配的均匀性是LNG绕管式换热器的研究重点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种LNG绕管式换热器，壳侧制冷剂分配均匀，提高了换热性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案
[0007]本专利技术的实施例提供了一种LNG绕管式换热器，包括筒体及固定在筒体内部的芯筒，芯筒上方设有布液器，芯筒外周缠绕有沿螺旋线分布的换热管束，换热管束的底端连接至筒体底部的高温介质进口，换热管束的顶端连接至筒体顶部的高温介质出口，换热管束的换热管包括连接至高温介质出口的第一管段和连接至高温介质进口的第二管段，第一管段外管壁设有多组球面凹坑，第二管段的外管壁设有多组翼型凹坑。
[0008]可选的，同一组的多个球面凹坑沿螺旋线分布。
[0009]可选的，同一组的翼型凹坑包括多个凹坑对，每个凹坑对包括两个翼型凹坑，两个翼型凹坑的轴线呈设定夹角，同一组的多个凹坑对沿螺旋线分布。
[0010]可选的，所述筒体顶部设有制冷剂进口，制冷剂进口能够将制冷剂导入筒体内的布液器，所述筒体的底部设有制冷剂出口。
[0011]可选的，所述筒体包括壳体，所述壳体的顶端设有上盖，壳体的底端设有下盖，壳体同上盖、下盖共同构成换热空间。
[0012]可选的，所述芯筒顶端通过第一支撑架与筒体固定，芯筒底端通过第二支撑架与芯筒固定，第一支撑架为框架式结构，具有制冷剂下落穿过的空间。
[0013]可选的，所述布液器包括锥台状的中心筒，中心筒顶端面的面积小于底端面的面积，中心筒底端与多个支管的顶端连接，多个支管的底端连接有环管，环管上设有多个沿圆周均匀分布的导流孔。
[0014]可选的，所述导流孔为倒锥形孔，其顶端的面积大于底端的面积。
[0015]可选的，所述芯筒外周缠绕有多层换热管束，相邻层换热管束所分布的螺旋线旋向相反。
[0016]可选的，相邻层的换热管束之间设置有隔条。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]1.本专利技术的换热器，换热管束的换热管的第一管段的外管壁设有球面凹坑，第二管段的外管壁设有翼型凹坑，制冷剂从上到下沿程流动过程中，在换热器不同位置处，干度不同，液膜覆盖情况不同，换热管束上半段部分干度较低，制冷剂液膜覆盖较厚，第一管段的球面凹坑可以减薄液膜，使液膜铺展更加均匀，并增强了边界层扰动，破坏层流底层，湍流强度增加，在换热管第二管段部分干度较高，液膜较薄，翼型结构可以使制冷剂导流到两侧，液膜覆盖更加均匀，相较于传统圆管而言，可以提高绕管式换热器壳侧制冷剂30％
‑
50％的换热性能，可以有效避免由于换热管干烧或液膜积聚导致换热性能恶化。
[0019]2.本专利技术的换热器，布液器设置有锥台状的中心筒，且中心筒顶面面积小于底面面积，可以通过改变截面面积改变流速，可以使制冷剂流速减小，提高降膜流动的稳定性，消除冲击效应。
[0020]3.本专利技术的换热器，通过在环管上设置多个沿圆周均匀分布的导流孔，能够实现制冷剂的均匀分配。
[0021]4.本专利技术的换热器，导流孔为倒锥形结构，能够对制冷剂流速进行加速，形成喷淋效果，方便制冷剂落到换热管束表面。
附图说明
[0022]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
[0023]图1为本专利技术实施例1整体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例1多层换热管束与芯筒装配示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例1多层换热管束与芯筒装配剖视图；
[0026]图4为本专利技术实施例1换热管束中的单根换热管示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例1第一管段局部放大示意图；
[0028]图6为本专利技术实施例1球面凹坑在第一管段上分布平面图；
[0029]图7为本专利技术实施例1第二管段局部放大示意图；
[0030]图8为本专利技术实施例1翼型凹坑在第二管段上分布平面图；
[0031]图9为本专利技术实施例1布液器结构示意图；
[0032]图10为本专利技术实施例1布液器仰视图；
[0033]图11为本专利技术实施例1第一导流孔示意图；
[0034]其中，1.壳体，2.上盖，3.下盖，4.制冷剂进口，5.制冷剂出口，6.高温介质出口，7.高温介质进口，8.芯筒，9.第一支撑架，10.第二支撑架，11.换热管束， 11
‑
1.第一管段，11
‑
2.第二管段，12.球面凹坑，13.翼型凹坑，14.布液器，14
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1. 中心筒，14
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2.支管，14
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3.环管，14
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4.导流孔，15.隔条。
具体实施方式
[0035]实施例1
[0036]本专利技术的实施例提供了一种LNG绕管式换热器，如图1所示，包括筒体，所述筒体采用圆柱状结构，其内部作为进行换热的空间。
[0037]进一步的，为了方便对筒体内各个设备进行检修和维护，所述筒体包括圆柱状的壳体1，壳体1顶端通过螺栓可拆卸的固定有上盖2，所述壳体1底端通过螺栓可拆卸的固定有下盖3，壳体1、上盖2和下盖3共同构成用于换热的空间。
[0038]所述上盖2上设置有制冷剂进口4，用于将制冷剂送入筒体内部，所述下盖 3设有制冷剂出口5，用于将换热后的制冷剂排出筒体。
[0039]所述壳体1侧壁的顶部设置有高温介质出口6，用于排出换热后的高温介质，所述壳体1的底部设置有高温介质进口7，用于通入待换热的高温介质。
[0040]所述筒体内部设置有芯筒8，所述芯筒8与筒体同轴设置，芯筒8的顶端与第一支撑架9固定，第一支撑架9与筒体的内侧面固定，所述第一支撑架9为框架式结构，包括固定在筒体内侧面的固定环，固定环通过多个支撑杆与芯筒固定，支杆的位置不会妨碍其上方的布液器落下的制冷剂的运动，芯筒8的底端与第二支撑架10固定，第二支撑架10与筒体的内侧面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG绕管式换热器，包括筒体及固定在筒体内部的芯筒，其特征在于，芯筒上方设有布液器，芯筒外周缠绕有沿螺旋线分布的换热管束，换热管束的底端连接至筒体底部的高温介质进口，换热管束的顶端连接至筒体顶部的高温介质出口，换热管束的换热管包括连接至高温介质出口的第一管段和连接至高温介质进口的第二管段，第一管段外管壁设有多组球面凹坑，第二管段的外管壁设有多组翼型凹坑。2.如权利要求1所述的一种LNG绕管式换热器，其特征在于，同一组的多个球面凹坑沿螺旋线分布。3.如权利要求1所述的一种LNG绕管式换热器，其特征在于，同一组的翼型凹坑包括多个凹坑对，每个凹坑对包括两个翼型凹坑，两个翼型凹坑的轴线呈设定夹角，同一组的多个凹坑对沿螺旋线分布。4.如权利要求1所述的一种LNG绕管式换热器，其特征在于，所述筒体顶部设有制冷剂进口，制冷剂进口能够将制冷剂导入筒体内的布液器，所述筒体的底部设有制冷剂出口。5.如权利要求1所述的一种LNG绕管式换热器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩辉，王俊琦，李玉星，朱建鲁，刘翠伟，王武昌，李德凯，胡其会，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：