一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构

技术领域

本发明涉及浸没燃烧式气化器技术领域，具体涉及一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构。

背景技术

在现有的浸没燃烧式气化器领域中，传统设计下的换热器设备在换热的过程中由于管道内的阻力分布不均匀，极其容易发生直连偏流的现象，而偏流就会导致液体无法均匀分配到每一根换热管中，或导致有些换热管中的介质不能完全气化，出口温度偏低，进而影响正常的换热效率和气化量，并有可能给下游管道带来低温冷脆的爆炸危害的可能性。

公开号为CN209782233U的中国实用新型专利《浸没燃烧式气化器》公开了一种通过对传统的气化器结构进行改进解决了需要现场调试与大量安装工作量的新型气化器结构，气化器的各个部件譬如燃烧器、炉膛、烟气管道、水箱、气化管道、补水管道和烟囱等等均采用固定撬装的安装方式，使得浸没燃烧式气化器可以在制造工厂实现精密装配与整机调试工作，在客户需要时即可像集装箱一样直接将浸没燃烧式气化器输送至客户所在地，大大缩短了交付周期，实现了产品落地即可使用的功能。

但是，在实际使用生产过程中发现，该浸没燃烧式气化器虽然安装上变得更为简单了，但是依旧存在着管道内阻力不均，深冷液体容易发生偏流现象的问题，从而一定程度上若不解决深冷介质的进液分配问题会影响了设备的正常使用，给使用者带来的气化使用效果、气出口温度都会产生一定影响，甚至是产生危险。因此，解决管道内的深冷介质的偏流现象，可以说是当今行业中必须要解决的一个难题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构，所要解决的技术问题是如何通过对传统的集液分配管结构的改进来降低偏流现象产生的可能性，进而提高换热效率，防止危害的发生。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构，包括换热器本体，换热器本体内设置有进液管，进液管与外部管道相连通，进液管的外部包裹设置有缓冲管，进液管的底部均匀开设有若干个流通孔，缓冲管与进液管之间通过流通孔相连通，换热器本体内还设置有换热管，缓冲管的顶部均匀开设有若干个管道孔，换热管与缓冲管通过管道孔相连通，由此通过在进液管的外部加设缓冲管并使得深冷液体先从进液管的底部进入到缓冲管后，液面上升最终溢入到换热管的设计，使得深冷液体能够均匀地进入到多个换热管中，降低了偏流现象发生的可能性。

进一步地，流通孔垂直开设于进液管的底部，垂直开设的设计可以保障深冷液体足够的流动性，能够快速地进入到缓冲管中。

进一步地，流通孔的开口截面积之和大于进液管的截面积，这样可以保证足够的流量，防止由于加设了缓冲管导致进入到换热管的流量变小，影响正常的流量工作效率。

进一步地，缓冲管内还设置有稳压板，稳压板靠近换热管道孔，由此在缓冲管中加设了一个稳压装置，使得深冷液体在上升并即将溢入到换热管时能够被进一步地得到稳压效果，从而进一步防止了在换热管中由于阻力不均匀导致的偏流现象。

进一步地，稳压板通过固定柱安装在缓冲管上，固定柱有两个且分别对称设置在稳压板的两侧，由此对稳压板的安装方式进行了限定，通过固定柱与缓冲管固定连接的方式更为稳定，不容易发生晃动，从而能够有效地对深冷液体进行稳压作用，而固定柱设计在两侧的目的在于减少材料的使用，同时也尽量减少对深冷液体非稳压之外的影响。

进一步地，进液管上连通有导流管，导流管穿过缓冲管与外部管道相连通，导流管的截面直径小于进液管的截面直径，由此通过导流管的设计使得外部的液体从导流管导入后进入到进液管中，其起到专门用于连接进液管与外部管道的作用，其截面直径较小的设计目的在于保证足够流速的同时，能够实现进液管的正常工作，使得液体能够从进液管的流通孔穿过。

进一步地，导流管上设置有进液阀，这样可以方便工作人员根据需要选择开启或关闭进液阀，以进行或停止气化器的工作。

进一步地，换热器本体内设置有水，缓冲管设置在换热器本体的底部并浸没于水中，由此通过水浴的方式来实现气化器的正常工作。

进一步地，换热器本体的外部设置有温度检测器、压力感应器和甲烷浓度检测仪，这些检测器具分别用于检测出口烟囱处的温度、气压和甲烷浓度，以保证足够的安全性。

综上所述，本发明一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构，通过在进液管的外部加设缓冲管并使得深冷液体先从进液管的底部进入到缓冲管后，其液面上升并最终溢入到换热管的设计，使得深冷液体能够均匀地进入到多个换热管中，大大降低了在换热管中发生偏流现象的可能性，从而保证了足够的换热效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构在实施方式中的结构示意图；

图2为本发明一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构在实施方式中进液管和缓冲管的局部结构示意图；

图中：1-换热器本体、2-进液管、3-缓冲管、21-流通孔、4-换热管、31-管道孔、41-稳压板、42-固定柱、5-导流管、51-进液阀、11-水、12-温度监测器、13-压力感应器、14-甲烷浓度检测仪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、2所示，这种深冷介质换热器集液分配管结构，包括换热器本体1，其内部设置有进液管2，进液管2用于通如深冷介质到换热管4中进行换热工作。

在本实施例中，深冷介质会先进入到进液管2内，而进液管2的底部均匀开设有若干个流通孔21，且进液管2的外部包裹设置有缓冲管3，因此深冷介质会穿过流通孔21进入到缓冲管3中，并堆积于缓冲管3的底部。该流通孔21是垂直开设于进液管2的底部的，且所有流通孔21的开口截面积之和要大于进液管2的截面积，因此深冷介质在经过流通孔21进入缓冲管3的过程中流量不会产生变化。随着深冷介质的量进入的越多，其在缓冲管3的底部也会堆积的越多，因此其一部分将会满溢到缓冲管3的顶部，而缓冲管3的顶部均匀开设有多个管道孔31，这些管道孔31依次连通有换热管4，由此，这些满溢的深冷介质就能够通过管道孔31进入到换热管4中，整体流动非常均匀，不容易在换热管4中产生偏流现象，进而影响换热效率。在实际生产工作过程中，深冷液体在管道内的流动性是影响气化器工作效率的重要影响因素，因此，通过本技术方案中的结构设计并所起到的相应的技术效果，是改善传动结构中存在技术问题的重要解决方案，能够大大提高工作效率，提高使用者的使用体验。

与此同时，在本实施例中，缓冲管3内还设置有稳压板41，该稳压板4靠近管道孔31，这样可以使得当深冷介质的顶部即将溢入换热管4时，其将会受到稳压板4的进一步稳压，从而使得流量更加均匀，进一步提高了稳定性。在实际的生产工作过程中，稳压板41的可以说是既简单、又能够起到非常良好效果的设计，当流通孔21出现损坏或其他问题时，稳压板41可以及时起到一个保护稳压效果的作用。

关于该稳压板41的设计上，可以通过左右对称各设置固定柱42使其与缓冲管3固定连接的方式来保持稳定，由于稳压板41是一个相对来说简单又实用的设计，因此，其更需要一种相对来说稳定效果更好、比较牢固的固定安装方式，因此，固定柱42是一个非常适用的技术方案，同时，其分别位于稳定板41左右两侧的设计，一方面可以将稳压板41的受力更加均衡，另一方面也不会浪费过多的原材料，尽可能的避免对深冷液体造成的非稳压效果的影响。

在本实施例中，导流管5上还设置有进液阀51，这可以说是管道的一个通常设计，但是也正是有了这样的设计，使得整体的工作流程更加完整。打开进液阀51，就可以通过导流管5通入深冷液体开始进行气化器的正常工作，关闭进液阀51，也就关闭的气化器的正常工作。同时，阀门的设计也可以说是必须的，有了阀门才能够使得深冷液体的进液过程变得更加可控，其可以电性连接有外部的集成控制器，以方便工作人员对阀门开闭的控制。

在本实施例中，换热器本体1内设置有水11，缓冲管3设置在换热器本体1的底部并浸没于水11中，由此采用了水浴的方式来保证气化器整体的正常运行。在实际生产工作过程中，浸没燃烧式气化器就是通过充分利用天然气燃烧的方式，将天然气燃烧产生的高温烟气作为热源，对水直接进行加热，热水加热浸没池中的LNG盘管，进而完成气化器的正常工作。

在本实施例中，换热器本体1的外部设置有温度检测器12、压力感应器13和甲烷浓度检测仪14，这些检测仪器可以都安装在气化器本体1的烟囱出口处，分别用于检测烟囱处的温度、气压以及甲烷浓度，这些检测数据对整体设备以及环境的安全性都有着较大的影响，可以让工作人员更为具体、细节的观测到气化器是否有在正常工作以及是否存在一些安全上的隐患，也可以说是在设计中必不可少的部件。

综上所述，本发明一种深冷介质换热器防偏流集液分配管结构，通过在进液管2的外部加设缓冲管3并使得深冷液体先从进液管2的底部进入到缓冲管3后，其液面上升最终溢入到换热管4的设计，使得深冷液体能够均匀地进入到多个换热管4中，大大降低了在换热管4中发生偏流现象的可能性，解决了现有的结构设计偏流现象严重的问题，保证了足够的换热效率。根据多次实验数据表明，曾经的直连式换热器的偏流量高达15％～22％，而本设计中的偏流量只有2％～5％。

在换热效果上，相较于原有的结构，本技术方案所能达到的换热效果更好，同时对精细度的要求也更高，其单管的换热面积小于毛细换热管的外截面之和。在应用方面，本技术方案也可以很好地适用于大于或等于两万方深冷液体的使用场景，整体效果好，适用性广，稳定性高。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。