一种使用高真空绝热的低温介质过冷设备的制作方法

1.本实用新型涉及换热设备，具体为一种使用高真空绝热的低温介质过冷设备。


背景技术：

2.换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。对于低温介质过冷，现有的换热设备不能实现高效、稳定的热量传递的同时保证冷源介质的低损耗，需要对整体的结构形式进行改进优化，以满足现阶段低温介质过冷对换热设备的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于：提供了一种使用高真空绝热的低温介质过冷设备，解决了现有换热设备对于低温介质过冷换热效率低、冷源介质气化损失较大的问题。
4.本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
5.一种使用高真空绝热的低温介质过冷设备，包括容器本体和容器上盖，容器本体上设有位于外侧的真空绝热夹层，容器本体与容器上盖之间形成位于内部的过冷换热腔，过冷换热腔内设有换热器，过冷介质进口管道、过冷介质出口管道和冷源气化排放管均穿过容器上盖，过冷介质进口管道与换热器的内部通道进口连通，过冷介质出口管道与换热器的内部通道出口连通，换热器的外部通道与过冷换热腔连通，冷源介质进口管和冷源介质出口管均穿过容器本体连通至过冷换热腔，冷源气化排放管连通至过冷换热腔。
6.进一步的，所述的容器本体包括形成真空绝热夹层的本体底板、本体外壳、本体内壳和本体法兰，本体底板与筒状的本体外壳连接，本体外壳的内部设有u形截面的本体内壳，本体法兰分别与本体外壳、本体内壳连接。
7.进一步的，所述的容器本体通过螺栓与容器上盖连接。
8.进一步的，所述的容器上盖包括上盖连接板，上盖连接板的下部设有伸入容器本体内的上盖保温层。
9.进一步的，所述的容器上盖上设有温度、压力和液位的监测仪器。
10.进一步的，所述的过冷介质进口管道和过冷介质出口管道均为真空保温管道。
11.进一步的，所述的过冷介质进口管道和过冷介质出口管道上设有阀门和温度变送器。
12.进一步的，所述的过冷介质进口管道和过冷介质出口管道均通过上延长段至容器上盖，容器本体上设有对上延长段进行支撑的支撑座。
13.进一步的，所述的换热器为板翅式换热器，换热器吊装在容器上盖上。
14.进一步的，所述的冷源介质进口管、冷源介质出口管和冷源气化排放管上均设有阀门。
15.本实用新型的有益效果：
16.1.低温介质过冷设备结合高真空绝热技术，保证了设备的高效率的绝热效果，减少低温冷源介质的气化损失。
17.2.板翅式换热器吊装在冷源容器上盖，规避因板翅换热器在冷源介质中冷缩影响设备各项功能稳定性的弊端。
18.3.过冷介质进出口管路采用与容器上盖组合一体的真空管结构设计，既保证了结构的简练美观性，同时减少介质过冷后的吸热，使设备过冷效率更高，稳定性更好。
19.4.冷源容器与过冷介质管程设有关键参数监控元器件，实时监测各项参数，可实现监测数据与阀门操作与系统控制三者自动联动控制。
20.5.冷源容器承压能力结合过冷介质物理性质不同设计，对于凝固点相对较高的低温物质，冷源容器可增大承压能力进而增高冷源介质的沸点，从而规避因冷源介质温度过低，造成过冷介质凝固结晶封堵过冷介质管程的风险。
21.前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；并且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
22.图1是本实用新型结构主视图。
23.图2是本实用新型结构俯视图。
24.图3是图2的a-a向剖视图。
25.图中：1-容器本体，2-真空绝热夹层，3-容器上盖，4-过冷介质进口管道，5-过冷介质出口管道，6-换热器，7-冷源介质进口管，8-冷源介质出口管，9-冷源气化排放管；11-本体底板，12-本体外壳，13-本体内壳，14-本体法兰；31-上盖连接板，32-上盖保温层，33-监测仪器；41-阀门，42-温度变送器，43-支撑座。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
27.参考图1～图3所示，一种使用高真空绝热的低温介质过冷设备，包括容器本体1、真空绝热夹层2、容器上盖3、过冷介质进口管道4、过冷介质出口管道5、换热器6、冷源介质进口管7、冷源介质出口管8和冷源气化排放管9。
28.容器本体1上设有位于外侧的真空绝热夹层2，容器本体1与容器上盖3之间形成位于内部的过冷换热腔，真空绝热夹层2对内部的过冷换热腔进行保温隔热。
29.过冷换热腔内设有换热器6，换热器6为板翅式换热器，并换热器6吊装在容器上盖3上。过冷介质进口管道4、过冷介质出口管道5和冷源气化排放管9均穿过容器上盖3，过冷介质进口管道4与换热器6的内部通道进口连通，过冷介质出口管道5与换热器6的内部通道出口连通。
30.换热器6的外部通道与过冷换热腔连通，冷源介质进口管7和冷源介质出口管8均穿过容器本体1连通至过冷换热腔底部，冷源气化排放管9连通至过冷换热腔顶部。
31.过冷介质进出口管道与容器上盖组合焊接后，装配板翅式换热器形成低温介质管程，板翅式换热器进出口分别与过冷介质真空管进出口用螺栓连接固定，而后板翅式换热器固定安装在容器上盖的安装架上。然后容器上盖(包含安装好的板翅式换热器、过冷介质
进出口管道)整体吊装安放在容器内。用相对沸点温度更低的冷源介质过冷沸点更高的过冷对象介质，使其(过冷对象介质)形成过冷态，充装进入其他相对热温环境中减少气化损失。
32.容器本体1包括形成u形截面真空绝热夹层2的本体底板11、本体外壳12、本体内壳13和本体法兰14，本体底板11与筒状的本体外壳12焊接连接，本体外壳12的内部设有u形截面的本体内壳13，本体法兰14分别与本体外壳12、本体内壳13焊接连接。本体底板11用于放置在地面上，本体法兰14通过螺栓与容器上盖3的上盖连接板31固定连接。
33.容器上盖3包括上盖连接板31和上盖保温层32，上盖连接板31的下部设有伸入容器本体1内的上盖保温层32，上盖连接板31用于连接以及安装其他部件结构，上盖保温层32对过冷换热腔的上部进行保温隔热。
34.容器上盖3上设有温度、压力和液位的监测仪器33，实时监测各项参数，可实现监测数据与阀门操作与系统控制三者自动联动控制。
35.过冷介质进口管道4和过冷介质出口管道5均为真空保温管道，对进出的过冷介质进行真空隔热。过冷介质进口管道4和过冷介质出口管道5上设有阀门41和温度变送器42，控制管道的通断以及实现温度的监测。
36.过冷介质进口管道4和过冷介质出口管道5均通过上延长段至容器上盖3，实现中部水平管道过渡至上端竖向管道，容器本体1上焊接有对上延长段进行支撑的支撑座43。
37.冷源介质进口管7、冷源介质出口管8和冷源气化排放管9上均设有阀门41，用于控制管路的通断。
38.本实用新型的工作流程：
39.过冷介质进出口管道与板翅式换热器的内部通道组合成一个闭合的过冷介质通路，冷源介质进出口管、气化排放管与板翅式换热器的外部通道，以及过冷换热腔之间组成成一个冷源介质通路。而后将容器上盖装配到容器上，在容器中通入冷源介质，让板翅换热器浸没在冷源介质中。当过冷介质通过过冷介质进口管道流经板翅换热器后，与浸没板翅换热器的冷源介质进行热交换，使过冷介质达到需求的过冷态。容器上的液位计和温度变送器可随时监测冷源介质的消耗状态，低于需求液位时，冷源介质可通过冷源介质进口补充，满足设备的运行需求。
40.前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。