多级串联气液均流器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多级串联气液均流器。它主要包括芯筒、内部分离器、圆盘、喷淋多孔板、分流管、隔板，所述内部分离器固定在芯筒内部，所述圆盘在芯筒内部，分离器下方，所述喷淋多孔板和隔板交替固定在芯筒外部，所述多孔板设有开口，所述隔板有缠绕管束穿过，所述分流管均匀贯穿于喷淋多孔板上，分流管设有条缝和溢流口，它主要用于工业中大型绕管式换热器中多级气液分流器串联的中间级。本发明多级串联气液均流器可以解决现有技术中由于气液两相分布不均匀导致绕管式换热器的工作效率低、能耗大、寿命短和单级气液均流器的局限性等问题。
【专利说明】多级串联气液均流器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多级串联气液均流器，属于气液两相流动【技术领域】。
【背景技术】
[0002]绕管式换热器是大型石油化工、天然气液化工厂应用的重要设备，因其工艺计算复杂导致制造难度极大，工程技术一直被国外公司垄断，国产化进展缓慢。近十几年来，我国才陆续对绕管式换热器国产化开展一系列相关研究，并实现了小型多股流绕管式换热器的国产化。
[0003]绕管式换热器结构紧凑，两相流流动工况复杂，两相流入口的分配结构设计困难，加上流量震荡，均匀分配有很大困难。若两相流分布不均匀，可能出现偏流或短路等现象，造成某些换热管段换热不均，换热管之间出现温差，产生热应力，不仅减少换热设备寿命，而且降低换热器效率的同时也增加了系统能耗。因此，气液分布均匀的重要性对绕管式换热器更加突出。然而，国内外已有专利技术均为抽吸式和溢流式均流器，用于解决空调冷媒的单相流、加氢反应器和板翅式换热器的气液两相流，以及石油炼制和石油化学工业中气液固三相流的均布问题，而抽吸式和溢流式均流器尚不适用于绕管式换热器的气液均布，主要存在如下问题:(I)抽吸式的均布装置结构复杂，压降损失大；(2)溢流式的均布装置气液混合分配效果差，严重影响换热器效率；(3)抽吸式和溢流式均布装置无法满足绕管式换热器结构紧凑、密封性高、节能的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种多级串联气液均流器，本发明可解决气液两相流进入绕管式换热器壳侧内的换热管束段后分布不均匀，从而导致绕管式换热器的工作效率低、气液两相流流过设备时产生的压降大、换热器的寿命减短等问题。
[0005]本发明所提供的多级串联气液均流器，包括一芯筒；所述芯筒的侧壁上设有至少I个气液两相进口和至少I个气相出口，且所述气液两相进口与所述气相出口为相对设置；
[0006]所述芯筒的腔体内设有一折流板，且所述折流板设于所述气液两相进口和所述气相出口之间；
[0007]所述芯筒的腔体内于所述折流板的下部设有一圆盘，所述圆盘沿所述芯筒的径向方向布置，且与所述芯筒之间密封配合；
[0008]沿所述芯筒外壁的圆周方向上设有若干个喷淋多孔板，所述喷淋多孔板为一中空板；所述喷淋多孔板上贯穿设置若干个分流管，且所述分流管从所述喷淋多孔板的两端延伸出；
[0009]所述分流管上设有沿其长度方向延伸的缝隙和溢流口，所述缝隙设于所述喷淋多孔板的腔体内，所述溢流口位于所述喷淋多孔板的上部；
[0010]所述圆盘与所述喷淋多孔板的底部位于同一水平面上，且所述喷淋多孔板朝向所述芯筒的一端面和相应的所述芯筒的侧壁上设有液相进口。
[0011]上述的多级串联气液均流器，所述折流板由相互垂直的板组成。
[0012]上述的多级串联气液均流器，所述喷淋多孔板之间设有间距，且相邻所述喷淋多孔板之间设有隔板，所述隔板由一缠绕管束贯穿，作用是将缠绕管束周围密封，防止液相和气相未经分流直接流到下端的换热管段。
[0013]上述的多级串联气液均流器，所述喷淋多孔板与所述隔板之间交替均匀排列。
[0014]上述的多级串联气液均流器，所述溢流口与所述喷淋多孔板之间设有间距。
[0015]上述的多级串联气液均流器，所述液相进口的高度与所述喷淋多孔板的高度相同，便于减小液体流动阻力以及便于机械加工。
[0016]上述的多级串联气液均流器，所述分流管沿所述喷淋多孔板均匀布置。
[0017]本发明将所述缝隙沿所述分流管的高度方向设置，以使进入所述喷淋多孔板内的液相可通过所述缝隙进入所述分流管内与其内的气相混合。
[0018]本发明将溢流口沿所述分流管的高度方向设置，以使上方壳侧空间的液相可通过所述溢流口进入所述分流管内与其内的气相混合。
[0019]本发明将所述分流管从所述喷淋多孔板的两端延伸出，并在高出的部分两侧对称设有所述溢流口，便于收集从上端落下的液相流体，使其进入分流管中与气相流体均匀混口 ο
[0020]当将本发明用于直径的绕管式换热器时，可在所述芯筒的外壁面上对称设置多个两相入口和气相出口，便于气相流体在芯筒外壳侧空间均匀分布。
[0021]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0022](I)本发明提供的多级串联气液均流器的结构简单，易于制造，成本较低，且具有一定的承压能力。
[0023](2)本发明利用芯筒作为气液分离器，节省空间且避免现场安装。
[0024](3)气相流体冲击从缝隙和溢流口进入的液相流体实现了气液两相的掺混，喷淋多孔板上均匀布置的分流管实现了气相流量和液相流量在整个分流器横截面上的平均分配；分流管高于中空板并设有溢流口，便于回收上端落下的液相流体,并使其进入分流管中与气相流体均匀混合；气液两相的均匀分配，提高了绕管式换热器的工作效率并降低了压降，起到节能的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明多级串联气液均流器的结构示意图，其中的实箭头表示气相的流向，虚箭头表示液相的流向。
[0026]图2为图1的A-A剖视图。
[0027]图3为本发明多级串联气液均流器的圆盘内液位示意图。
[0028]图4为本发明多级串联气液均流器的喷淋多孔板的结构示意图。
[0029]图中各标记如下:
[0030]I分离板、2气液两相进口、3气相出口、4圆盘、5喷淋多孔板、6分流管、7缠绕管束、8隔板、9芯筒、10折流板、11中空板、12液相进口、13缝隙、14溢流口。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
[0032]如图1所示，本发明提供的多级串联气液两相均流器，它包括一芯筒9，该芯筒9的侧壁上设有I个气液两相进口 2和I个气相出口 3，且该气液两相进口 2与气相出口 3为相对设置；在芯筒9内设有一折流板10，且折流板10设于气液两相进口 2和气相出口 3之间；该折流板10由2个横竖相互垂直的板组成，在芯筒9内形成一个分离器I。
[0033]如图1?图3所示，在芯筒9的腔体内设有一个圆盘4，该圆盘4沿芯筒9的径向方向布置，且与芯筒9之间为密封配合。沿芯筒9外壁的圆周方向上设有8个喷淋多孔板5和隔板8，且喷淋多孔板5和隔板8为交替均匀排列。
[0034]如图4所示，该喷淋多孔板5为一个中空板11，该中空板11上沿其高度方向贯穿设置多个均匀布置的分流管6，且分流管6从中空板11的两端延伸出，该分流管6上沿其高度方向设有缝隙13与溢流口 14，且溢流口 14在中空板11的上方。其中圆盘4与喷淋多孔板5和隔板8的底部位于同一水平面上。且在喷淋多孔板5朝向芯筒9的一端面为液相进口 12，其高度与中空板11的高度相同。
[0035]本发明提供的多级串联气液两相均流器可适用于多级串联立式绕管式换热器，且位于换热器的中部和下部，当用于大直径的绕管式换热器时，可在芯筒壁面对称设置多个气液两相入口和气相出口。
[0036]使用本发明多级串联气液两相均流器时，将其设置在绕管式换热器中换热管段的上端，不占用其它空间。气液两相流从芯筒9上的气液两相进口 2进入芯筒9中，在内部分离器I内进行气液分离，气相从芯筒9上的气相出口 3流出芯筒9，进入壳侧，在压力差的作用下通过喷淋多孔板5上的分流管6上端的溢流口 14进入分流管6内，而液相落入圆盘4中，形成一定液位，由液相进口 12进入喷淋多孔板5中，由于重力作用通过分流管上的缝隙13溢流进入分流管6内，在气相的携带下，喷射出气液均流器。上端落下的液相流体在中空板上方形成一定液位，通过溢流口进入分流管内，与气相混合，喷射出均流器。
[0037]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对发明的技术方案可以做若干适合实际情况的改进。因此，本发明的保护范围不限于此，本领域中的技术人员任何基于本发明技术方案上非实质性变更均包括在本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多级串联气液均流器，其特征在于:它包括一芯筒；所述芯筒的侧壁上设有至少I个气液两相进口和至少I个气相出口，且所述气液两相进口与所述气相出口为相对设置； 所述芯筒的腔体内设有一折流板，且所述折流板设于所述气液两相进口和所述气相出口之间； 所述芯筒的腔体内于所述折流板的下部设有一圆盘，所述圆盘沿所述芯筒的径向方向布置，且与所述芯筒之间密封配合； 沿所述芯筒外壁的圆周方向上设有若干个喷淋多孔板，所述喷淋多孔板为一中空板；所述喷淋多孔板上贯穿设置若干个分流管，且所述分流管从所述喷淋多孔板的两端延伸出； 所述分流管上设有沿其长度方向延伸的缝隙和溢流口，所述缝隙设于所述喷淋多孔板的腔体内，所述溢流口位于所述喷淋多孔板的上部； 所述圆盘与所述喷淋多孔板的底部位于同一水平面上，且所述喷淋多孔板朝向所述芯筒的一端面和相应的所述芯筒的侧壁上设有液相进口。
2.根据权利要求1所述的气液均流器，其特征在于:所述折流板由相互垂直的板组成。
3.根据权利要求1或2所述的气液均流器，其特征在于:所述喷淋多孔板之间设有间距，且相邻所述喷淋多孔板之间设有隔板，所述隔板由一缠绕管束贯穿。
4.根据权利要求3所述的气液均流器，其特征在于:所述喷淋多孔板与所述隔板之间交替均匀排列。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的气液均流器，其特征在于:所述溢流口与所述喷淋多孔板之间设有间距。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的气液均流器，其特征在于:所述液相进口的高度与所述喷淋多孔板的高度相同。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的气液均流器，其特征在于:所述分流管沿所述喷淋多孔板均匀布置。
【文档编号】F28F9/22GK104215114SQ201410457967
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】陈杰, 浦晖, 密晓光, 鹿来运, 花亦怀, 姜益强 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油气电集团有限责任公司