一種低溫液體汽化裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種低溫液體汽化裝置，包括箱體以及安裝在箱體內(nèi)部的集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管，箱體外部包覆有保溫層，箱體一側(cè)裝有低溫液體導(dǎo)入管和氣體導(dǎo)出管，另一側(cè)連接有排水管和出水管，箱體底部裝有循環(huán)熱水導(dǎo)入管，循環(huán)熱水導(dǎo)入管與箱體底部連接，箱體頂部裝有電加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器和液位計(jì)；本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，汽化效果好且占用空間小，通過(guò)充分利用外部散熱設(shè)備的余熱而具有三種汽化功能，可滿(mǎn)足不同情況下的供氣需求并實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化利用。此外電加熱器的功率線(xiàn)性可調(diào)，大幅度的提高了低溫液體汽化過(guò)程及供氣的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種低溫液體汽化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低溫液體汽化裝置，具體應(yīng)用于液氧、液氮、液氬等深冷液體的汽化過(guò)程。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著氫氧燃料電池、鋼鐵、半導(dǎo)體等行業(yè)的快速發(fā)展，氧氣、氮?dú)狻鍤獾裙I(yè)氣體的用量快速增長(zhǎng)，相關(guān)系統(tǒng)及設(shè)備對(duì)氣體供應(yīng)的穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。為保證所需氣體供應(yīng)的穩(wěn)定性，許多單位都配套建設(shè)了大型液氧、液氮等貯槽和配套的汽化系統(tǒng)。同時(shí)，一些單位還將所儲(chǔ)存的深冷液體的汽化過(guò)程作為供氣調(diào)峰手段，以降低氣體放散率和生產(chǎn)能耗。
[0003]目前廣泛使用的深冷液體汽化供氣系統(tǒng)主要由低溫液體貯槽、液體加壓泵、汽化器和管網(wǎng)系統(tǒng)組成，其中汽化器為關(guān)鍵設(shè)備之一。目前使用的汽化器主要有空溫式汽化器和水浴式汽化器兩種:空溫式汽化器一般為鋁合金材質(zhì)，占地面積大，單體蒸發(fā)量小，設(shè)備易損壞，維護(hù)檢修困難；水浴式汽化器大多采用不銹鋼材質(zhì)，占地面積小，單體蒸發(fā)量大，設(shè)備強(qiáng)度高，維護(hù)檢修方便，因此在鋼鐵冶煉、發(fā)電、半導(dǎo)體等諸多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。水浴式汽化器的不足之處在于，其工作時(shí)需持續(xù)開(kāi)啟大功率的電加熱器，以滿(mǎn)足液氧、液氮、液氬等深冷液體汽化的熱量需求。這種工作模式需要耗費(fèi)大量的電能。
[0004]氫氧燃料電池、鋼鐵冶煉等行業(yè)中，許多設(shè)備由于發(fā)熱，需要大量的循環(huán)水來(lái)進(jìn)行冷卻，而這些循環(huán)水中的熱量通常又被電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，通過(guò)風(fēng)量散發(fā)到大氣中，在耗能的同時(shí)，較高溫度的熱空氣對(duì)環(huán)境也有不良影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于普通原理的水浴式汽化器，通過(guò)設(shè)置外部循環(huán)水進(jìn)、出口，具備電加熱汽化、外部循環(huán)熱水加熱汽化以及兩種汽化模式同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)行汽化三種汽化功能的低溫液體汽化裝置。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種低溫液體汽化裝置，包括箱體以及安裝在箱體內(nèi)部的集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管，箱體外部包覆有保溫層，箱體一側(cè)裝有低溫液體導(dǎo)入管和氣體導(dǎo)出管，另一側(cè)連接有排水管和出水管，箱體底部裝有循環(huán)熱水導(dǎo)入管，該循環(huán)熱水導(dǎo)入管與箱體底部連接，箱體頂部裝有電加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器和液位計(jì)。
[0007]所述的一種低溫液體汽化裝置，其集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管位于箱體的正中央，由平行排列的多根直徑相同的金屬盤(pán)管以及連接在金屬盤(pán)管兩端的相互平行的兩個(gè)圓形集成盤(pán)組成，所述的圓形集成盤(pán)分別與低溫液體導(dǎo)入管和氣體導(dǎo)出管連接。
[0008]所述的一種低溫液體汽化裝置，其金屬盤(pán)管有2?30根，以0.2?1.0倍直徑的間距螺旋狀排列。
[0009]所述的一種低溫液體汽化裝置，其循環(huán)熱水導(dǎo)入管與箱體之間連接是通過(guò)呈“ 丫 ”字形均勻分布的3條金屬管連接。
[0010]所述的一種低溫液體汽化裝置，其保溫層為無(wú)機(jī)磷酸鹽類(lèi)保溫材料層。
[0011 ] 所述的一種低溫液體汽化裝置，其出水管從箱體的頂部引出。
[0012]所述的一種低溫液體汽化裝置，其電加熱器由I?6根設(shè)于箱體頂部并豎直插入集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管內(nèi)部的電加熱管組成。
[0013]所述的一種低溫液體汽化裝置，其低溫液體導(dǎo)入管、循環(huán)熱水導(dǎo)入管、排水管、出水管和氣體導(dǎo)出管上均安裝有電動(dòng)、氣動(dòng)或手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]1、克服了現(xiàn)有水浴式汽化器產(chǎn)品的不足，同時(shí)具有電加熱汽化、外部循環(huán)熱水加熱汽化以及兩種汽化模式同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)行汽化這三種汽化功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部設(shè)備余熱的充分利用，大幅度降低了電加熱水浴式汽化器的能耗；
[0016]2、電加熱器使得低溫液體在汽化過(guò)程中受熱更加均勻，根據(jù)汽化要求可實(shí)現(xiàn)其總功率的O?100%線(xiàn)性功率輸出，有利于保持水浴溫度恒定，進(jìn)而提高低溫液體汽化過(guò)程和供氣的穩(wěn)定性；
[0017]3、集成轉(zhuǎn)化盤(pán)管大幅度增加了低溫液體與熱水的換熱面積，有效的提高了汽化器的整體汽化效果，實(shí)現(xiàn)了發(fā)熱設(shè)備的熱量充分利用，大幅度降低了汽化器的能耗。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的主視圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型電加熱器的布置示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型循環(huán)水導(dǎo)入管的布置示意圖。
[0021]圖中標(biāo)記對(duì)應(yīng)的構(gòu)件名稱(chēng)為:1 一箱體,2 —保溫層,3 —低溫液體導(dǎo)入管,4 一循環(huán)熱水導(dǎo)入管，5 —排水管,6 —集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管,7 —出水管,8 —電加熱器,9 一溫度傳感器，10 一壓力傳感器，11 一液位計(jì)，12 一氣體導(dǎo)出管。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]參照?qǐng)D1、圖3所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種低溫液體汽化裝置，包括圓柱形的箱體I以及安裝在箱體I內(nèi)部的集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管6，箱體I外部包覆有保溫層2，所述的保溫層2材質(zhì)為無(wú)機(jī)磷酸鹽類(lèi)保溫材料，具有熱膨脹系數(shù)小、不燃且耐高低溫等特點(diǎn)，箱體I 一側(cè)裝有低溫液體導(dǎo)入管3和氣體導(dǎo)出管12，另一側(cè)連接有排水管5和出水管7，所述的出水管7從箱體I的頂部引出，保證箱體I內(nèi)部充滿(mǎn)水，箱體I底部裝有循環(huán)熱水導(dǎo)入管4，該循環(huán)熱水導(dǎo)入管4與箱體I底部連接，箱體I頂部裝有電加熱器8、溫度傳感器9、壓力傳感器10和液位計(jì)11，所述的集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管6位于箱體I的正中央，由平行有序排列的2?30根直徑相同的金屬盤(pán)管以及焊接在金屬盤(pán)管兩端的相互平行的兩個(gè)圓形集成盤(pán)組成，所述的金屬盤(pán)管以0.2?1.0倍直徑的間距螺旋狀排列，作為一種具體的實(shí)施例，集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管6由20根直徑為10mm、間距為5mm的金屬盤(pán)管與兩個(gè)直徑為90mm的圓形集成盤(pán)組成,所述的圓形集成盤(pán)分別與低溫液體導(dǎo)入管3和氣體導(dǎo)出管12焊接并聯(lián)通為一體，這種設(shè)計(jì)大幅度的增大了換熱面積，提高了汽化效果，所述的循環(huán)熱水導(dǎo)入管4與箱體I之間連接是通過(guò)呈“ 丫 ”字形均勻分布的3條相同規(guī)格的金屬管連接，由上述三條金屬管與箱體I底部聯(lián)通進(jìn)行供水，保證了循環(huán)水加熱汽化時(shí)，對(duì)低溫液體的加熱均勻性。
[0024]所述的電加熱器8由I?6根設(shè)于箱體I頂部并豎直插入集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管6所形成圓柱的內(nèi)部的電加熱管組成，作為一種具體的實(shí)施例，參照?qǐng)D2所示，電加熱管有5根，均勻分布在箱體I的頂部，電加熱器的功率可調(diào)，根據(jù)汽化要求，可實(shí)現(xiàn)其總功率的O?100%線(xiàn)性輸出，低溫液體導(dǎo)入管3、循環(huán)熱水導(dǎo)入管4、排水管5、出水管7和氣體導(dǎo)出管12上均安裝有電動(dòng)、氣動(dòng)或手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
[0025]電加熱汽化:通過(guò)液位計(jì)11判斷箱體I內(nèi)水位情況，保證液位正常，循環(huán)熱水導(dǎo)入管4、排水管5、出水管7上的閥門(mén)關(guān)閉，開(kāi)啟電加熱器8至100%總功率進(jìn)行加熱，使水溫升至預(yù)定溫度，然后開(kāi)啟低溫液體導(dǎo)入管3、氣體導(dǎo)出管12上的閥門(mén)，低溫液氧進(jìn)入汽化、供氣流程，根據(jù)熱水溫度及供氣需求及時(shí)調(diào)整加熱器的功率。
[0026]循環(huán)熱水汽化:外部發(fā)熱設(shè)備的循環(huán)冷卻水溫度達(dá)到一定值時(shí)，開(kāi)啟出水管7、循環(huán)熱水導(dǎo)入管4上的閥門(mén)，引入循環(huán)熱水，水溫基本穩(wěn)定后，開(kāi)啟低溫液體導(dǎo)入管3、氣體導(dǎo)出管12上的閥門(mén)，低溫液氧進(jìn)入汽化、供氣流程。
[0027]兩種汽化模式同時(shí)進(jìn)行:循環(huán)水汽化的過(guò)程中，當(dāng)循環(huán)熱水溫度達(dá)不到要求時(shí)，開(kāi)啟電加熱器8至一定功率進(jìn)行加熱，使水溫升至預(yù)定溫度，再根據(jù)熱水溫度及供氣需求及時(shí)調(diào)整加熱器的功率。
[0028]本汽化裝置結(jié)構(gòu)緊湊，汽化效果好且占用空間小，通過(guò)充分利用外部散熱設(shè)備的余熱而具有三種汽化功能，可滿(mǎn)足不同情況下的供氣需求并實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化利用。此外電加熱器的功率線(xiàn)性可調(diào)，大幅度的提高了低溫液體汽化過(guò)程及供氣的穩(wěn)定性。
[0029]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫液體汽化裝置，其特征在于:包括箱體(I)以及安裝在箱體(I)內(nèi)部的集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管(6 )，箱體(I)外部包覆有保溫層(2 )，箱體(I) 一側(cè)裝有低溫液體導(dǎo)入管(3 )和氣體導(dǎo)出管(12)，另一側(cè)連接有排水管(5)和出水管(7)，箱體(I)底部裝有循環(huán)熱水導(dǎo)入管(4)，該循環(huán)熱水導(dǎo)入管(4)與箱體(I)底部連接，箱體(I)頂部裝有電加熱器(8)、溫度傳感器(9)、壓力傳感器(10)和液位計(jì)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管(6)位于箱體(I)的正中央，由平行排列的多根直徑相同的金屬盤(pán)管以及連接在金屬盤(pán)管兩端的相互平行的兩個(gè)圓形集成盤(pán)組成，所述的圓形集成盤(pán)分別與低溫液體導(dǎo)入管(3)和氣體導(dǎo)出管(12)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的金屬盤(pán)管有2?30根，以0.2?1.0倍直徑的間距螺旋狀排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的循環(huán)熱水導(dǎo)入管(4)與箱體(I)之間連接是通過(guò)呈“ 丫 ”字形均勻分布的3條金屬管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的保溫層(2)為無(wú)機(jī)磷酸鹽類(lèi)保溫材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的出水管(7)從箱體(I)的頂部引出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的電加熱器(8)由I?6根設(shè)于箱體(I)頂部并豎直插入集成轉(zhuǎn)換盤(pán)管(6)內(nèi)部的電加熱管組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫液體汽化裝置，其特征在于，所述的低溫液體導(dǎo)入管(3)、循環(huán)熱水導(dǎo)入管(4)、排水管(5)、出水管(7)和氣體導(dǎo)出管(12)上均安裝有電動(dòng)、氣動(dòng)或手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)。
【文檔編號(hào)】F17C7/04GK203628260SQ201320823833
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】吳飛, 范晶, 管道安 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所