一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器，包括多个换热单元，任一换热单元包括一个或多个冷却单元，其为盘管式套管换热器，包括：套管，其沿周向螺旋向上盘绕设置，包括同轴套接的气管和冷却液管，冷却液管的端部在靠近相邻的气管端部前沿径向向任意方向延伸；气路高压接头和液路接头，其分别设置在气管和冷却液管的两端；相邻两个冷却单元的出气接头和进气接头通过气路拼接管连通，出液接头和进液接头通过液路拼接管连通。本实用新型专利技术采用模块化的冷却单元进行整体冷却器设计，扩大了适用范围，采用盘管式套管换热器，在提高换热能力和换热效率的同时控制了冷却器中的高压接头数量，降低了撬体泄漏风险，保证了压缩机整体运行稳定性。机整体运行稳定性。机整体运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器


[0001]本技术涉及氢气冷却器
更具体地说，本技术涉及一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器。

技术介绍

[0002]撬装氢气压缩机必须维持足够低的进气温度，才能保证在工作中达到足够的容积效率和设计排量；同样，经增压后的高温氢气必须降至适当温度，方可使氢气储罐能够存储足量的气体。
[0003]国内外现存的氢气冷却器主要有四种，分别是直通式套管换热器、圆筒式盘管换热器、弯管式套管换热器和微通道换热器。其中：直通式套管换热器广泛用于高压液驱式和隔膜式氢气压缩机，配合高压接头能够满足45MPa、90MPa不同场景下增压需求，但换热器采用直管式拼接结构，其结构拼装繁琐，空间占用过大，不利于撬体布局，且存在管内流向突变、工质流动阻力大、套管有效长度不足、换热面积偏小、高压接头严重偏多等问题，不仅成本高，而且增大了潜在泄漏点，撬体泄漏风险大；圆筒式盘管换热器在小排量低压隔膜氢气压缩机增压撬上得到小范围应用，单体结构简单，易于安装，成本低廉，但其耐压仅50MPa，且由于水管路流速低，整体换热能力严重不足；弯管式套管换热器适用于大排量低压隔膜氢气压缩机，采用了焊接工艺，大幅度减少了接头数量并控制了制作成本，但其抗氢脆能力受限，不适于长期使用，加之耐压仅25MPa左右，适用范围非常有限；微通道换热器目前主要应用与加氢机前置冷却，其结构紧凑，空间利用率极高，且耐压能力强，强度高，能够满足45MPa、90MPa不同工况下增压需求，但由于微通道换热器利用微小通道来增大换热比表面积，大幅增大了管道内的工质流动阻力，并不利于氢气增压系统和冷却系统的高效运行。
[0004]为解决上述问题，亟需设计一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器，在提高换热能力和换热效率的同时能够适用于多种不同的压缩机工况，同时保证其运行稳定性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器，采用模块化的冷却单元进行整体冷却器设计，使其能够适用于多种不同的压缩机工况，冷却单元设置为盘管式套管换热器的形式，在提高换热能力和换热效率的同时有效控制了冷却器中的高压接头数量，降低了撬体泄漏风险，保证了压缩机整体运行稳定性。
[0006]为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器，包括多个换热单元，其与氢气压缩机的各级增压缸的进、排气阶段对应，任一换热单元包括一个或多个冷却单元，任一冷却单元为盘管式套管换热器，其包括：
[0007]套管，其一端设置在支撑板上，另一端沿周向螺旋向上盘绕设置，所述套管包括气管，其端部沿轴向向外延伸；冷却液管，其同轴套接在所述气管外部，所述冷却液管的端部在靠近相邻的气管端部前沿径向向任意方向延伸形成分支管路；
[0008]气路高压接头，其包括进气接头和出气接头，其分别设置在所述气管的两端；
[0009]液路接头，其包括进液接头和出液接头，其分别设置在所述冷却液管的两端；
[0010]同一换热单元中，任一冷却单元的出气接头通过气路拼接管与相邻的冷却单元的进气接头连通，任一冷却单元的出液接头通过液路拼接管与相邻的冷却单元的进液接头连通。
[0011]优选的是，所述撬装氢气压缩机用氢气冷却器，任意两个换热单元间存在两种连接方式：
[0012]串联连接时，任一换热单元的进液接头与冷却液机组的出液口连通，所述换热单元的出液接头通过液路拼接管与另一换热单元的进液接头连通，另一换热单元的出液接头与冷却液机组的进液口连通；
[0013]并联连接时，所述两个换热单元的进液接头均与冷却液机组的出液口连通，所述两个换热单元的出液接头均与冷却液机组的进液口连通。
[0014]优选的是，所述撬装氢气压缩机用氢气冷却器，所述液路拼接管与所述冷却液管的管径相同，所述气路拼接管与所述气管的管径相同。
[0015]优选的是，所述撬装氢气压缩机用氢气冷却器，同一冷却单元中，所述进气接头和所述出气接头位于同一侧，所述进液接头和所述出液接头位于同一侧。
[0016]优选的是，所述撬装氢气压缩机用氢气冷却器，所述盘管式套管换热器的设计换热裕度≥2。
[0017]优选的是，所述撬装氢气压缩机用氢气冷却器，所述套管的总长度≤9m。
[0018]本技术至少包括以下有益效果：
[0019]本技术采用模块化的冷却单元进行整体冷却器设计，模块化的布置方案有利于减小冷却器占用空间，提高撬体内空间利用率，且能够适用于各种型式和各种排气规格的氢气压缩机；同时，冷却单元设置为一体化的盘管式套管换热器的形式，在保证微小压力损失的前提下，管路总长能够容纳足够多的气体介质并起到冷却和压力缓冲作用，从而，大幅度增大了换热面积，显著提高了换热能力和换热效率，还有效控制了冷却器中的高压接头数量，降低了撬体泄漏风险，保证了压缩机整体运行稳定性。
[0020]本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0021]图1为本技术一个实施例的一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器的整体结构示意图；
[0022]图2为上述实施例中所述冷却单元的结构示意图；
[0023]图3为上述实施例中同一换热单元内相邻的两个冷却单元的连接结构示意图；
[0024]图4为上述实施例中采用串联连接方式的两个换热单元的连接结构示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1、套管；11、气管；12、冷却液管；2、气路高压接头；3、液路接头；4、支撑板；5、气路拼接管；6、冷却单元间液路拼接管；7、换热单元间液路拼接管；81、换热单元一；82、换热单元二；83、换热单元三；84、换热单元四；85、换热单元五。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0028]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0029]如图1
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4所示，本技术提供一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器，包括多个换热单元，其与氢气压缩机的各级增压缸的进、排气阶段对应，任一换热单元包括一个或多个冷却单元，任一冷却单元为盘管式套管换热器，其包括：
[0030]套管1，其一端设置在支撑板4上，另一端沿周向螺旋向上盘绕设置，所述套管包括气管11，其端部沿轴向向外延伸；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种撬装氢气压缩机用氢气冷却器，其特征在于，包括多个换热单元，其与氢气压缩机的各级增压缸的进、排气阶段对应，任一换热单元包括一个或多个冷却单元，任一冷却单元为盘管式套管换热器，其包括：套管，其一端设置在支撑板上，另一端沿周向螺旋向上盘绕设置，所述套管包括气管，其端部沿轴向向外延伸；冷却液管，其同轴套接在所述气管外部，所述冷却液管的端部在靠近相邻的气管端部前沿径向向任意方向延伸形成分支管路；气路高压接头，其包括进气接头和出气接头，其分别设置在所述气管的两端；液路接头，其包括进液接头和出液接头，其分别设置在所述冷却液管的两端；同一换热单元中，任一冷却单元的出气接头通过气路拼接管与相邻的冷却单元的进气接头连通，任一冷却单元的出液接头通过液路拼接管与相邻的冷却单元的进液接头连通。2.如权利要求1所述的撬装氢气压缩机用氢气冷却器，其特征在于，任意两个换热单元间存在两种连接方式：串联连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志广，宋满华，吴刚，陆曼，高海平，李红，
申请(专利权)人：中国石油化工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：