專利名稱：一種水浴式氣化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣化器領(lǐng)域，特別涉及一種可采用溫水循環(huán)氣化的水浴式氣化器。
背景技術(shù)：
低溫流體氣化器的形式多種多樣，從結(jié)構(gòu)及工作原理上來說，一般可分為空溫式氣化器和水浴式氣化器。其主要用于液氮、液氧、液化天然氣、液化石油氣等低溫流體的氣化，即把低溫液體轉(zhuǎn)變?yōu)槌貧怏w，以滿足鋼鐵、化工、電子、切割等領(lǐng)域的應(yīng)用。其中水浴式氣化器一般通過外部的熱水與低溫液體進(jìn)行熱交換來實(shí)現(xiàn)低溫液體的氣化，極大的提升了單位面積的換熱效率，因此需要有專用的熱水供應(yīng)成為了水浴氣化器正常工作的必要條件。在鋼鐵、發(fā)電、冶煉等行業(yè)，現(xiàn)場一般都有空分系統(tǒng)，空分系統(tǒng)上所使用的壓縮機(jī)會產(chǎn)生大量的溫水(約30°C)，溫水通過龐大的冷卻塔等裝置使溫度降至(約10°C)后，再循環(huán)回壓縮機(jī)繼續(xù)使用。這樣不僅浪費(fèi)了大量的熱能，冷卻裝置還消耗了大量的電能，造成巨大浪費(fèi)。如果能采用這些溫水供應(yīng)水浴式氣化器進(jìn)行工作，便可使低溫液體與溫水進(jìn)行熱交換后氣化，溫水經(jīng)氣化器換熱后溫度降低可再循環(huán)至壓縮機(jī)使用，起到一舉兩得的效果， 從而大量的減少能源的浪費(fèi)，降低生產(chǎn)運(yùn)營成本?，F(xiàn)有水浴式氣化器，一般采用盤管式設(shè)計，選用不銹鋼材質(zhì)，(如圖3所示)，一般包括一個儲水腔35，儲水腔35上設(shè)有進(jìn)水口 36和出水口 31，儲水腔35內(nèi)設(shè)有數(shù)根換熱盤管 34，換熱盤管34的一端通過連接管33與流體入口 37連通，換熱盤管34的另一端與流體出口 32連通，該氣化器在使用時熱水從進(jìn)水口 36進(jìn)入儲水腔35，需要?dú)饣囊后w由流體入口 37進(jìn)入換熱盤管34，換熱盤管34內(nèi)的液體與儲水腔35內(nèi)的熱水進(jìn)行熱交換，完成液體的氣化。氣化后的氣體由流體出口 32流出，儲水腔35內(nèi)的熱水經(jīng)熱交換后溫度降低，由出水口 31流出。這種水浴式氣化器如果用溫水進(jìn)行氣化時會存在一定的問題，當(dāng)循環(huán)溫水進(jìn)入氣化器，在儲水腔內(nèi)流動，以平緩的方式至循環(huán)水出口，低溫流體進(jìn)入氣化器，在流體入口有巨大的冷量產(chǎn)生，由于換熱盤管間距較小，水的流速較慢，水溫又不高，這樣對流體入口處的換熱盤管沖刷很小，因此在液體入口附近的換熱盤管很容易結(jié)冰，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱效率低下，甚至?xí)?dǎo)致停產(chǎn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，要保證換熱盤管不結(jié)冰，可以采用提高用水流速、提高用水溫度和加大盤管間距的方式來實(shí)現(xiàn)。但加大盤管間距其氣化能力必然降低，所以一般保守的做法是氣化器用水采用常規(guī)的鍋爐用水，需要90°C熱水進(jìn)，換熱后70°C熱水出，這樣就不能有效的利用工廠內(nèi)空分系統(tǒng)所產(chǎn)生的溫水進(jìn)行熱交換，使這些溫水的熱量白白浪費(fèi)掉，而且在加熱鍋爐水過程中造成資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型結(jié)構(gòu)的水浴式氣化器。本氣化器采用鋁質(zhì)直管換熱管，換熱效率更高，并且只需20°C 30°C的溫水就可以正常工作，滿足既定用氣量，從而可有效的利用廢熱資源，提高系統(tǒng)能效。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種溫水循環(huán)水浴式氣化器，包括一儲水腔，所述儲水腔下部設(shè)有溫水入水口、出水口、流體入口和氣相出口。所述儲水腔內(nèi)設(shè)有數(shù)排鋁制翅片換熱管，各排換熱管由匯管連接，匯管一端與低溫流體入口連通，另一端與氣相出口連通。本發(fā)明氣化器的運(yùn)行方式為低溫流體與水的流向相反。本發(fā)明氣化器換熱管內(nèi)部和外部分別設(shè)有數(shù)根液相內(nèi)管和數(shù)根過水套管。所述液相內(nèi)管位于換熱管內(nèi)，下端與換熱管內(nèi)翅片板固定。液相內(nèi)管上端位于換熱管總長的1/3位置處。所述過水套管位于換熱管外，與換熱管支撐片連接固定。所述帶翅片板的換熱管，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為多個翅片板，均勻分布，翅片板與換熱管內(nèi)壁圓弧過渡，換熱管外有多個支撐片，通常為四個，截面形狀為圓桿型或方桿型。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)為閉架結(jié)構(gòu)，閉架即為封閉網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)，封閉是相對于空溫開放式氣化器來說，本發(fā)明的換熱部件全部封閉在罐體內(nèi)部，使溫水能夠循環(huán)利用。所述氣化器換熱管外部的各個支撐片分別與連接片連接，連接片另一端再與另一個換熱管連接，形成多行多排，成為網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間。本發(fā)明氣化器所述儲水腔內(nèi)還設(shè)有分程隔板。所述分程隔板位于儲水腔中間位置，將儲水腔分隔為兩部分，僅在儲水腔上部連通。本發(fā)明氣化器，還包括兩塊擋水板，所述擋水板位于換熱管下端，與過水套管下端相連接。本發(fā)明氣化器儲水腔下部還設(shè)有測溫裝置和排污口。通常氣化器罐壁設(shè)有1 4 個測溫裝置，其中至少一個為測溫遠(yuǎn)傳裝置具備報警功能，與進(jìn)液閥聯(lián)動。所述排污口處設(shè)有一排污閥。本發(fā)明氣化器，所述儲水腔上部設(shè)有排氣口，排氣口與自動排氣閥連接。上述技術(shù)方案具有如下有益效果
1.采用鋁材作為換熱介質(zhì)，鋁材的導(dǎo)熱系數(shù)為237w/m· °C，而不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)為80w/ m〃C左右。使用鋁制換熱管，可以極大地提升換熱效率。同時，帶翅片板的鋁制換熱管內(nèi)部設(shè)有翅片板，翅片板是換熱管的一部分，在換熱管內(nèi)部形成數(shù)十片板狀結(jié)構(gòu)，從而增大了單位長度鋁換熱管的換熱面積，使該氣化器換熱效率得到進(jìn)一步提高。2.液相內(nèi)管的使用，使換熱管與液相內(nèi)管之間的少量低溫液體先與溫水換熱氣化成為氣態(tài)，由于氣體的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)低于液態(tài)的傳熱系數(shù)，氣體再與液相內(nèi)管中的低溫液體換熱。降低了設(shè)有液相內(nèi)管部位的傳熱效率。3.水浴式氣化器的工作效率一般受到單位時間內(nèi)溫水供應(yīng)量的影響，而一般應(yīng)用場所所能提供的溫水量也是有限的。本方案采用過水套管及擋水板設(shè)計，使得溫水全部從過水套管以及換熱管之間的夾層通過，極大地提高了溫水的流速，有效的提高了溫水的利用率，同時也避免了結(jié)冰的可能性。4.在本水浴式氣化器中，換熱管之間、各排換熱管之間都通過支撐片或連接片連接固定，形成網(wǎng)架式連接。采用網(wǎng)架式連接有效地控制了各個換熱管之間以及各排換熱管之間的間距，合理地利用了氣化器內(nèi)的部空間，使氣化器在體積盡可能小的前提下實(shí)現(xiàn)更大的氣化能力。本發(fā)明所述換熱管及換熱管的組合連接方式均采用了特殊的結(jié)構(gòu)形式，使其具有安裝方便、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能高效等特點(diǎn)，該氣化器采用20°C -30°C的溫水即能正常工作，可滿足用氣量，而且還可以將工廠內(nèi)壓縮機(jī)產(chǎn)生的溫水進(jìn)行降溫循環(huán)利用，從而節(jié)省了大量的能源。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明氣化器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明氣化器換熱管的剖視圖。圖中，1-支腿、2-分程隔板、3-出水口、4_流體入口、5-匯管、6_測溫遠(yuǎn)傳裝置、 7-換熱管、8-過水套管、9-排氣口、10-吊耳、11-連接片、12-儲水腔、13-擋水板、14-氣相出口、15-入水口、16-排污口、17-液相內(nèi)管、18-支撐片、19-翅片板。圖3是現(xiàn)有循環(huán)水浴式氣化器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，31-出水口、32-流體出口、33-連接管、34-換熱盤管、35-儲水腔、36-進(jìn)水口、37-流體入口。其中，圖1為摘要附圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。如圖1所示，該氣化器固定在支腿1上，包括一儲水腔12，儲水腔12下部設(shè)有一入水口 15，一出水口 3，一流體入口 4和一氣相出口 14;儲水腔12內(nèi)設(shè)有數(shù)排鋁質(zhì)換熱管7， 鋁質(zhì)換熱管7通過匯管5與流體入口 4連通，鋁質(zhì)換熱管7的另一端與氣相出口 14連通； 儲水腔12由分程隔板2分隔成兩個部分，僅在儲水腔12上部連通。儲水腔12上部設(shè)有排氣口 9，排氣口 9與自動排氣閥連接。儲水腔下部還設(shè)有測溫裝置6和排污口 16。換熱管 7內(nèi)部和外部分別設(shè)有液相內(nèi)管17和過水套管8。如圖2所示，液相內(nèi)管17位于換熱管7內(nèi)部，下端與換熱管內(nèi)翅片板19連接。過水套管8位于換熱管7外部，與換熱管外支撐片18連接。液相內(nèi)管17上端位于換熱管7 總長的1/3位置處。所述帶翅片板的換熱管7，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為多個翅片板19，均勻分布，翅片板19與換熱管7內(nèi)壁圓弧過渡，換熱管7外有多個支撐片18，截面形狀為圓桿型或方桿型。 換熱管7外部的各個支撐片18分別與連接片11連接，連接片11另一端再與另一個換熱管 7連接，形成多行多排，成為網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)。該氣化器在工作中，低溫液體從流體入口 4進(jìn)入換熱管7及液相內(nèi)管17中，自下而上，流至氣化器上部，通過匯管5再自上而下流至分程隔板2另一側(cè)的換熱管7內(nèi)，不斷氣化，最后從氣相出口 14流出。溫水從入水口 15進(jìn)入儲水腔12，從換熱管7與過水套管8 之間的夾層流過。流至儲水腔上部，再通過另一側(cè)的換熱管夾層，充分換熱，最后從出水口 3流出。
本氣化器，采用了全新的設(shè)計理念，選用鋁材作為換熱介質(zhì)，鋁材的導(dǎo)熱系數(shù)為 237w/m · ，而不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)為80w/m 左右。導(dǎo)熱系數(shù)是原來的約4倍，同時，鋁換熱管內(nèi)部設(shè)有翅片板，單位長度鋁換熱管的換熱面積提高3倍以上，使換熱效率得到很大的提高。過水套管使得溫水幾乎全部從過水套管與換熱管之間的夾層通過，極大地減小了水流動的截面積，使溫水的流速提高近10倍，同時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順暢，不容易形成“死區(qū)”。使溫水得到充分的換熱。液相內(nèi)管的使用，使換熱管與液相內(nèi)管之間的少量低溫液體先與溫水換熱氣化成為氣態(tài)，由于氣體的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)低于液態(tài)的傳熱系數(shù)，氣體再與液相內(nèi)管中的低溫液體換熱。降低了設(shè)有液相內(nèi)管部位的傳熱效率，有效地避免了結(jié)冰的可能。本氣化器換熱管之間和各排換熱管之間都通過支撐片或連接片連接固定，形成網(wǎng)架式連接。網(wǎng)架式連接有效地控制了各個換熱管之間以及各排換熱管之間的間距，合理地利用了氣化器內(nèi)部空間，使氣化器在體積盡可能小的前提下大幅提高了水的流速和換熱效率，從而實(shí)現(xiàn)更大的氣化能力。本氣化器采用逆流的工藝運(yùn)行方式，有效地提高了流體入口處的換熱效率，從而使氣化器整體的氣化效率約提高了百分之三十。另外，通過理論技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)果顯示，水溫從循環(huán)水入口處25°C經(jīng)過換熱，可冷卻至10°C左右，可使液化天然氣從-163°c以下加熱到8°C左右，可滿足空分系統(tǒng)用水的需要。因此該溫水循環(huán)水浴氣化器采用溫水能正常工作，在滿足用氣量的同時還可以將工廠內(nèi)壓縮機(jī)產(chǎn)生的循環(huán)溫水進(jìn)行降溫，滿足壓縮機(jī)的用水需要，一舉兩得，從而節(jié)省了大量的能源。本氣化器上裝有壓力表、溫度計，測溫遠(yuǎn)傳裝置6以及排污口 16，可以用來定期檢修和清除儲水腔12內(nèi)的污垢，并且可以檢測水的壓力和溫度，可通過傳感器將測得的具體數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至中控室。為了吊裝方便，該氣化器殼體上還安裝有吊耳10。以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種閉架結(jié)構(gòu)溫水循環(huán)水浴式氣化器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水浴式氣化器，其特征在于采用直管換熱管(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水浴式氣化器，其特征在于換熱管(7)內(nèi)部設(shè)有液相內(nèi)管 (17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水浴式氣化器，其特征在于液相內(nèi)管(17)下端與換熱管內(nèi)翅片板(19)固定，液相內(nèi)管(17)上端位于換熱管(7)總長的1/3位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水浴式氣化器，其特征在于翅片板(19)與換熱管(7)內(nèi)壁圓弧過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4所述任意一種水浴式氣化器，其特征在于換熱管(7)外部設(shè)有過水套管(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5所述任意一種水浴式氣化器，其特征在于氣化器儲水腔(12) 內(nèi)設(shè)有分程隔板(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6所述任意一種水浴式氣化器，其特征在于換熱管(7)下端設(shè)有擋水板(13)，與過水套管(8)下端相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7所述任意一種水浴式氣化器，其特征在于氣化器整體結(jié)構(gòu)為封閉網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8所述任意一種水浴式氣化器，其特征在于換熱管(7)為鋁制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9所述任意一種水浴式氣化器，其特征在于氣化器用水為溫水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水浴式氣化器，本氣化器選用鋁材作為換熱介質(zhì)，換熱管之間和各排換熱管之間都通過支撐片或連接片連接固定，形成網(wǎng)架式連接。本氣化器包括一個儲水腔，所述儲水腔上設(shè)有入水口和出水口，所述儲水腔內(nèi)部排布多根鋁質(zhì)換熱管，一端與流體入口連接，另一端與氣相出口連接，所述換熱管及換熱管的組合連接方式均采用了特殊的結(jié)構(gòu)形式，使其具有安裝方便、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能高效等特點(diǎn)，該氣化器采用20℃～30℃的溫水即能正常工作，可滿足用氣量，而且還可以將工廠內(nèi)壓縮機(jī)產(chǎn)生的溫水進(jìn)行降溫循環(huán)利用，從而節(jié)省了大量的能源。
文檔編號F17C7/04GK102486259SQ201010571678
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者張貴寶 申請人:新地能源工程技術(shù)有限公司