专利名称：一种水浴式气化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及气化器领域，特别涉及一种可采用温水循环气化的水浴式气化器。
背景技术：
低温流体气化器的形式多种多样，从结构及工作原理上来说，一般可分为空温式气化器和水浴式气化器。其主要用于液氮、液氧、液化天然气、液化石油气等低温流体的气化，即把低温液体转变为常温气体，以满足钢铁、化工、电子、切割等领域的应用。其中水浴式气化器一般通过外部的热水与低温液体进行热交换来实现低温液体的气化，极大的提升了单位面积的换热效率，因此需要有专用的热水供应成为了水浴气化器正常工作的必要条件。在钢铁、发电、冶炼等行业，现场一般都有空分系统，空分系统上所使用的压缩机会产生大量的温水(约30°C)，温水通过庞大的冷却塔等装置使温度降至(约10°C)后，再循环回压缩机继续使用。这样不仅浪费了大量的热能，冷却装置还消耗了大量的电能，造成巨大浪费。如果能采用这些温水供应水浴式气化器进行工作，便可使低温液体与温水进行热交换后气化，温水经气化器换热后温度降低可再循环至压缩机使用，起到一举两得的效果， 从而大量的减少能源的浪费，降低生产运营成本。现有水浴式气化器，一般采用盘管式设计，选用不锈钢材质，(如图3所示)，一般包括一个储水腔35，储水腔35上设有进水口 36和出水口 31，储水腔35内设有数根换热盘管 34，换热盘管34的一端通过连接管33与流体入口 37连通，换热盘管34的另一端与流体出口 32连通，该气化器在使用时热水从进水口 36进入储水腔35，需要气化的液体由流体入口 37进入换热盘管34，换热盘管34内的液体与储水腔35内的热水进行热交换，完成液体的气化。气化后的气体由流体出口 32流出，储水腔35内的热水经热交换后温度降低，由出水口 31流出。这种水浴式气化器如果用温水进行气化时会存在一定的问题，当循环温水进入气化器，在储水腔内流动，以平缓的方式至循环水出口，低温流体进入气化器，在流体入口有巨大的冷量产生，由于换热盘管间距较小，水的流速较慢，水温又不高，这样对流体入口处的换热盘管冲刷很小，因此在液体入口附近的换热盘管很容易结冰，进而导致换热效率低下，甚至会导致停产。经研究发现，要保证换热盘管不结冰，可以采用提高用水流速、提高用水温度和加大盘管间距的方式来实现。但加大盘管间距其气化能力必然降低，所以一般保守的做法是气化器用水采用常规的锅炉用水，需要90°C热水进，换热后70°C热水出，这样就不能有效的利用工厂内空分系统所产生的温水进行热交换，使这些温水的热量白白浪费掉，而且在加热锅炉水过程中造成资源的浪费。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新型结构的水浴式气化器。本气化器采用铝质直管换热管，换热效率更高，并且只需20°C 30°C的温水就可以正常工作，满足既定用气量，从而可有效的利用废热资源，提高系统能效。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案
一种温水循环水浴式气化器，包括一储水腔，所述储水腔下部设有温水入水口、出水口、流体入口和气相出口。所述储水腔内设有数排铝制翅片换热管，各排换热管由汇管连接，汇管一端与低温流体入口连通，另一端与气相出口连通。本发明气化器的运行方式为低温流体与水的流向相反。本发明气化器换热管内部和外部分别设有数根液相内管和数根过水套管。所述液相内管位于换热管内，下端与换热管内翅片板固定。液相内管上端位于换热管总长的1/3位置处。所述过水套管位于换热管外，与换热管支撑片连接固定。所述带翅片板的换热管，内部结构为多个翅片板，均勻分布，翅片板与换热管内壁圆弧过渡，换热管外有多个支撑片，通常为四个，截面形状为圆杆型或方杆型。本发明整体结构为闭架结构，闭架即为封闭网架式结构，封闭是相对于空温开放式气化器来说，本发明的换热部件全部封闭在罐体内部，使温水能够循环利用。所述气化器换热管外部的各个支撑片分别与连接片连接，连接片另一端再与另一个换热管连接，形成多行多排，成为网架式结构，节省空间。本发明气化器所述储水腔内还设有分程隔板。所述分程隔板位于储水腔中间位置，将储水腔分隔为两部分，仅在储水腔上部连通。本发明气化器，还包括两块挡水板，所述挡水板位于换热管下端，与过水套管下端相连接。本发明气化器储水腔下部还设有测温装置和排污口。通常气化器罐壁设有1 4 个测温装置，其中至少一个为测温远传装置具备报警功能，与进液阀联动。所述排污口处设有一排污阀。本发明气化器，所述储水腔上部设有排气口，排气口与自动排气阀连接。上述技术方案具有如下有益效果
1.采用铝材作为换热介质，铝材的导热系数为237w/m· °C，而不锈钢导热系数为80w/ m〃C左右。使用铝制换热管，可以极大地提升换热效率。同时，带翅片板的铝制换热管内部设有翅片板，翅片板是换热管的一部分，在换热管内部形成数十片板状结构，从而增大了单位长度铝换热管的换热面积，使该气化器换热效率得到进一步提高。2.液相内管的使用，使换热管与液相内管之间的少量低温液体先与温水换热气化成为气态，由于气体的传热系数远低于液态的传热系数，气体再与液相内管中的低温液体换热。降低了设有液相内管部位的传热效率。3.水浴式气化器的工作效率一般受到单位时间内温水供应量的影响，而一般应用场所所能提供的温水量也是有限的。本方案采用过水套管及挡水板设计，使得温水全部从过水套管以及换热管之间的夹层通过，极大地提高了温水的流速，有效的提高了温水的利用率，同时也避免了结冰的可能性。4.在本水浴式气化器中，换热管之间、各排换热管之间都通过支撑片或连接片连接固定，形成网架式连接。采用网架式连接有效地控制了各个换热管之间以及各排换热管之间的间距，合理地利用了气化器内的部空间，使气化器在体积尽可能小的前提下实现更大的气化能力。本发明所述换热管及换热管的组合连接方式均采用了特殊的结构形式，使其具有安装方便、运行稳定、节能高效等特点，该气化器采用20°C -30°C的温水即能正常工作，可满足用气量，而且还可以将工厂内压缩机产生的温水进行降温循环利用，从而节省了大量的能源。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，下面结合实施例及附图对发明进一步说明。
图1是本发明气化器的结构示意图。图2是本发明气化器换热管的剖视图。图中，1-支腿、2-分程隔板、3-出水口、4_流体入口、5-汇管、6_测温远传装置、 7-换热管、8-过水套管、9-排气口、10-吊耳、11-连接片、12-储水腔、13-挡水板、14-气相出口、15-入水口、16-排污口、17-液相内管、18-支撑片、19-翅片板。图3是现有循环水浴式气化器的结构示意图。图中，31-出水口、32-流体出口、33-连接管、34-换热盘管、35-储水腔、36-进水口、37-流体入口。其中，图1为摘要附图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，该气化器固定在支腿1上，包括一储水腔12，储水腔12下部设有一入水口 15，一出水口 3，一流体入口 4和一气相出口 14;储水腔12内设有数排铝质换热管7， 铝质换热管7通过汇管5与流体入口 4连通，铝质换热管7的另一端与气相出口 14连通； 储水腔12由分程隔板2分隔成两个部分，仅在储水腔12上部连通。储水腔12上部设有排气口 9，排气口 9与自动排气阀连接。储水腔下部还设有测温装置6和排污口 16。换热管 7内部和外部分别设有液相内管17和过水套管8。如图2所示，液相内管17位于换热管7内部，下端与换热管内翅片板19连接。过水套管8位于换热管7外部，与换热管外支撑片18连接。液相内管17上端位于换热管7 总长的1/3位置处。所述带翅片板的换热管7，内部结构为多个翅片板19，均勻分布，翅片板19与换热管7内壁圆弧过渡，换热管7外有多个支撑片18，截面形状为圆杆型或方杆型。 换热管7外部的各个支撑片18分别与连接片11连接，连接片11另一端再与另一个换热管 7连接，形成多行多排，成为网架式结构。该气化器在工作中，低温液体从流体入口 4进入换热管7及液相内管17中，自下而上，流至气化器上部，通过汇管5再自上而下流至分程隔板2另一侧的换热管7内，不断气化，最后从气相出口 14流出。温水从入水口 15进入储水腔12，从换热管7与过水套管8 之间的夹层流过。流至储水腔上部，再通过另一侧的换热管夹层，充分换热，最后从出水口 3流出。
本气化器，采用了全新的设计理念，选用铝材作为换热介质，铝材的导热系数为 237w/m · ，而不锈钢导热系数为80w/m 左右。导热系数是原来的约4倍，同时，铝换热管内部设有翅片板，单位长度铝换热管的换热面积提高3倍以上，使换热效率得到很大的提高。过水套管使得温水几乎全部从过水套管与换热管之间的夹层通过，极大地减小了水流动的截面积，使温水的流速提高近10倍，同时分程隔板的使用也使水的流速提高了 1倍。 流速的大幅度提高使水流更顺畅，不容易形成“死区”。使温水得到充分的换热。液相内管的使用，使换热管与液相内管之间的少量低温液体先与温水换热气化成为气态，由于气体的传热系数远低于液态的传热系数，气体再与液相内管中的低温液体换热。降低了设有液相内管部位的传热效率，有效地避免了结冰的可能。本气化器换热管之间和各排换热管之间都通过支撑片或连接片连接固定，形成网架式连接。网架式连接有效地控制了各个换热管之间以及各排换热管之间的间距，合理地利用了气化器内部空间，使气化器在体积尽可能小的前提下大幅提高了水的流速和换热效率，从而实现更大的气化能力。本气化器采用逆流的工艺运行方式，有效地提高了流体入口处的换热效率，从而使气化器整体的气化效率约提高了百分之三十。另外，通过理论技术和实际应用结果显示，水温从循环水入口处25°C经过换热，可冷却至10°C左右，可使液化天然气从-163°c以下加热到8°C左右，可满足空分系统用水的需要。因此该温水循环水浴气化器采用温水能正常工作，在满足用气量的同时还可以将工厂内压缩机产生的循环温水进行降温，满足压缩机的用水需要，一举两得，从而节省了大量的能源。本气化器上装有压力表、温度计，测温远传装置6以及排污口 16，可以用来定期检修和清除储水腔12内的污垢，并且可以检测水的压力和温度，可通过传感器将测得的具体数据远传至中控室。为了吊装方便，该气化器壳体上还安装有吊耳10。以上对本发明实施例所提供的一种闭架结构温水循环水浴式气化器进行了详细的介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种水浴式气化器，其特征在于采用直管换热管(7)。
2.根据权利要求1所述的水浴式气化器，其特征在于换热管(7)内部设有液相内管 (17)。
3.根据权利要求2所述的水浴式气化器，其特征在于液相内管(17)下端与换热管内翅片板(19)固定，液相内管(17)上端位于换热管(7)总长的1/3位置处。
4.根据权利要求3所述的水浴式气化器，其特征在于翅片板(19)与换热管(7)内壁圆弧过渡。
5.根据权利要求1 4所述任意一种水浴式气化器，其特征在于换热管(7)外部设有过水套管(8)。
6.根据权利要求1 5所述任意一种水浴式气化器，其特征在于气化器储水腔(12) 内设有分程隔板(2)。
7.根据权利要求1 6所述任意一种水浴式气化器，其特征在于换热管(7)下端设有挡水板(13)，与过水套管(8)下端相连接。
8.根据权利要求1 7所述任意一种水浴式气化器，其特征在于气化器整体结构为封闭网架式结构。
9.根据权利要求1 8所述任意一种水浴式气化器，其特征在于换热管(7)为铝制。
10.根据权利要求1 9所述任意一种水浴式气化器，其特征在于气化器用水为温水。
全文摘要
本发明提供一种水浴式气化器，本气化器选用铝材作为换热介质，换热管之间和各排换热管之间都通过支撑片或连接片连接固定，形成网架式连接。本气化器包括一个储水腔，所述储水腔上设有入水口和出水口，所述储水腔内部排布多根铝质换热管，一端与流体入口连接，另一端与气相出口连接，所述换热管及换热管的组合连接方式均采用了特殊的结构形式，使其具有安装方便、运行稳定、节能高效等特点，该气化器采用20℃～30℃的温水即能正常工作，可满足用气量，而且还可以将工厂内压缩机产生的温水进行降温循环利用，从而节省了大量的能源。
文档编号F17C7/04GK102486259SQ201010571678
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者张贵宝 申请人:新地能源工程技术有限公司