釜式多层冷凝蒸发器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种釜式多层冷凝蒸发器。立式壳体内由上往下依次设有至少三层冷凝蒸发器单元；板翅式换热器的冷凝端接通所述的氮气进支管和液氮回流支管，氮气进支管与氮气进总管接通，液氮回流支管与液氮回流汇集总管接通；上下两个相邻的密封腔体用液氧溢流管接通；液氧进口管与立式壳体的接通口位于所述最上层的冷凝蒸发器单元的板翅式换热器的上方，并与该冷凝蒸发器单元的密封腔体相通；液氧出口管与立式壳体的接通口位于最下层的冷凝蒸发器单元的板翅式换热器的下方，并与该冷凝蒸发器单元的密封腔体相通。本实用新型成倍扩大了冷凝蒸发器的换热面积，可满足5万～12万等级空分设备冷凝蒸发器的换热面积要求。
【专利说明】釜式多层冷凝蒸发器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种釜式多层冷凝蒸发器，用于空分设备系统当中。
【背景技术】
[0002]随着空分设备规模的不断增大，5万?12万等级的空分设备市场需求越来越多，冷凝蒸发器的大型化也不可避免，冷凝蒸发器的规格大型化后，其技术难度也相应增加。目前，国内外的各大空分设备供货商均在投入大量的人力、物力、财力来解决冷凝蒸发器的大型化设计问题，并取得了一些成果，但是，由于研发难度大和技术问题过于复杂，使得冷凝蒸发器的大型化问题难以得到有效解决。
[0003]釜式多层冷凝蒸发器由壳体部分和板翅式换热器单元构成。正常工作时，板翅式换热器全部浸没于壳体的液氧中，由于是全浸操作，这样可以避免碳氢化合物的析出，浴式全浸主冷是目前安全性、可靠性最高的冷凝蒸发器的工作形式。
[0004]当前冷凝蒸发器从结构形式上区分，主要有立式单层、立式双层和卧式多列三种类型。其中立式单层结构简单，数只(I只、2只、3只或4只)板式排布壳体内，采用星型布置或者并列布置；立式双层有上下两层，通过溢流管与升气管连接上下两层；卧式多列其结构较长，工作容量大可满足5万等级以上空分装置主冷换热面积要求、但是在冷箱内占据空间较大，配管难度较大，同时支撑只能设置在冷箱壁面，会使得运行时受到的应力较大。
[0005]在立式单层冷凝蒸发器内，铝制板式单元个数一般为I只、2只、3只或4只，星型主冷凝蒸发器的铝制板式板式单元个数一般为3只。多只板式单元的冷凝蒸发器其氮气一般先由总管分流至支管，进入板式单元液化后由支管汇集进入总管，回流下塔。液氧自上塔进入釜内后，在板式单元内汽化，受到重度差作用，不断由下而上进入板式单元，如此形成循环。单层主冷凝蒸发器由于受到直径的限制原因，一般只能满足2万等级以下空分装置的换热面积要求。
[0006]立式双层冷凝蒸发器采用上下两层结构，板式单元多采用8只或12只布置，换热面积较立式单层扩大一倍，上下层之间设置液氧溢流管与氧气升气管，下塔的氮气与液氮通过汇集管与支管分流到各板式单元，同时每层设置测满管，顶部设置支撑架同上塔相连。但是双层主冷凝蒸发器的工作容量仍然受运输尺寸的限制，一般最大能做到4400_的直径，壳体内最多可装12只组合板式单元，因此立式双层一般能满足5万以下等级空分设备的换热需求，5万等级以上空分设备已经很难满足，需要外挂辅冷，这样配管难度大。
[0007]卧式多列为横置多列的板式单元结构，其优点是解决了大型空分大换热面积的要求，一般在5万等级及以上的空分装置中配置，但是其与上下塔相连接时管路较为复杂，且所占冷箱空间大，不紧凑，管道热补偿难以满足要求。
实用新型内容
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种结构设计合理的釜式多层冷凝蒸发器，成倍扩大了冷凝蒸发器的换热面积，可满足5万?12万等级空分设备的冷凝蒸发器的换热面积要求，其内部安装空间充分，易于保证制造质量。
[0009]本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是:一种釜式多层冷凝蒸发器，包括立式壳体、液氧溢流管、液氧进口管、液氧出口管、氧气汇集总管、氮气进总管、液氮回流汇集总管；立式壳体的上层接通液氧进口管，立式壳体的下层接通液氧出口管；其特征在于:所述的立式壳体内由上往下依次设有至少三层冷凝蒸发器单元；所述的每层冷凝蒸发器均包括密封腔体、板翅式换热器、氧气汇集支管、氮气进支管、液氮回流支管；密封腔体内安装有所述的板翅式换热器；密封腔体的上部接通所述的氧气汇集支管，氧气汇集支管与氧气汇集总管接通；所述的板翅式换热器的冷凝端接通所述的氮气进支管和液氮回流支管，氮气进支管与氮气进总管接通，液氮回流支管与液氮回流汇集总管接通；上下两个相邻的密封腔体用液氧溢流管接通；液氧进口管与立式壳体的接通口位于所述最上层的冷凝蒸发器单元的板翅式换热器的上方，并与该冷凝蒸发器单元的密封腔体相通；液氧出口管与立式壳体的接通口位于所述最下层的冷凝蒸发器单元的板翅式换热器的下方，并与该冷凝蒸发器单元的密封腔体相通。
[0010]本实用新型所述的立式壳体内由上往下依次设有四层冷凝蒸发器单元。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点:即采用多层化集成的理念，成倍扩大了冷凝蒸发器的换热面积，可满足5万等级以上的空分设备的换热面积要求。同时多层冷凝蒸发器可以使外形尺寸保持在合理范围以内，内部安装空间充分，易于保证制造质量，由于结构紧凑，也为空分设备的总体设计提供了便利条件；同时，不仅满足了空分装置大型化后对板式单元换热面积的需求，结构紧凑，强化了塔的稳定性，又解决了其工作容量的限制问题，避免了卧式多列的复杂结构及其缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。
[0014]参见图1，本实用新型实施例在立式壳体6内由上往下依次设有三层或四层冷凝蒸发器单元7，本实施例中冷凝蒸发器单元7为四层，由上往下依次为第一层、第二层、第三层、第四层。
[0015]每层冷凝蒸发器单元7均包括密封腔体9 (为每层工作空间)、板翅式换热器13、氧气汇集支管5、氮气进支管12、液氮回流汇集支管3。密封腔体7内安装有板翅式换热器13。密封腔体9的上部接通氧气汇集支管5，氧气汇集支管5与氧气汇集总管4接通。板翅式换热器13的冷凝端接通氮气进支管12，并且接通液氮回流支管3，氮气进支管12与氮气进总管2接通，液氮回流支管3与液氮回流汇集总管11接通。上下两个相邻的密封腔体9用液氧溢流管10接通。氧气汇集总管4为外压缩流程的氧气产品出管，或者氧气汇集总管4出的氧气去上塔作为上升气。
[0016]液氧进口管8与立式壳体6的上层接通，并且接通口位于最上层的冷凝蒸发器单元7 (即为第一层的冷凝蒸发器单元7)的板翅式换热器13的上方，该接通口并且与该冷凝蒸发器单元7的密封腔体9相通。液氧出口管I与立式壳体6的下层接通，并且接通口位于最下层的冷凝蒸发器单元7 (即为第四层的冷凝蒸发器单元7)的板翅式换热器13的下方，该接通口并且与该冷凝蒸发器单元7的密封腔体9相通。液氧出口管I为内压缩流程的液氧出口管。
[0017]最下方的冷凝蒸发器单元的密封腔体9连接有液氧泵控制系统。
[0018]本实施例工作原理:
[0019](I)氮气冷凝工作回路:氮气来自下塔，由于氮气的工作压力高，冷凝饱和点高，液氧工作压力低,蒸发饱和点低,得以使氮气冷凝,液氧蒸发。氮气自氮气进总管2分流至各氮气进支管12，进入第一至四层的板翅式换热器13冷凝为液氮，由各个液氮回流支管3汇集至液氮回流汇集总管11后进入下塔。
[0020](2)液氧蒸发工作回路:液氧来自上塔，由循环液氧泵将上塔底部的液氧加压通过液氧进口管8送入冷凝蒸发器上部，经过闪蒸槽气液分离后，液氧进入第一层冷凝蒸发器单元7的密封腔体9，当第一层冷凝蒸发器单元7的密封腔体9液氧液位高于板翅式换热器13顶部时，通过液氧溢流管10溢流至第二层冷凝蒸发器单元7的密封腔体9 ;氧气自密封腔体9上部抽出，由氧气汇集支管5汇集至氧气汇集总管4。第二层冷凝蒸发器单元7的液氧溢流至第三层冷凝蒸发器单元7，第三层冷凝蒸发器单元7的液氧溢流至第四层冷凝蒸发器单元7，氧气自各密封腔体9上部抽出，由各氧气汇集支管5汇集至氧气汇集总管4。第四层冷凝蒸发器单元7的液位与液氧泵控制系统进行联锁，使得冷凝蒸发器安全运行。
【权利要求】
1.一种釜式多层冷凝蒸发器，包括立式壳体、液氧溢流管、液氧进口管、液氧出口管、氧气汇集总管、氮气进总管、液氮回流汇集总管；立式壳体的上层接通液氧进口管，立式壳体的下层接通液氧出口管；其特征在于:所述的立式壳体内由上往下依次设有至少三层冷凝蒸发器单元；所述的每层冷凝蒸发器均包括密封腔体、板翅式换热器、氧气汇集支管、氮气进支管、液氮回流支管；密封腔体内安装有所述的板翅式换热器；密封腔体的上部接通所述的氧气汇集支管，氧气汇集支管与氧气汇集总管接通；所述的板翅式换热器的冷凝端接通所述的氮气进支管和液氮回流支管，氮气进支管与氮气进总管接通，液氮回流支管与液氮回流汇集总管接通；上下两个相邻的密封腔体用液氧溢流管接通；液氧进口管与立式壳体的接通口位于所述最上层的冷凝蒸发器单元的板翅式换热器的上方，并与该冷凝蒸发器单元的密封腔体相通；液氧出口管与立式壳体的接通口位于所述最下层的冷凝蒸发器单元的板翅式换热器的下方，并与该冷凝蒸发器单元的密封腔体相通。
2.根据权利要求1所述的釜式多层冷凝蒸发器，其特征在于:所述的立式壳体内由上往下依次设有四层冷凝蒸发器单元。
【文档编号】F25J5/00GK203572143SQ201320682241
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】蒋旭, 丁友胜, 崔新亭 申请人:中空能源设备有限公司