一种相变换热器

技术领域

本发明涉及一种相变换热器，尤其涉及包含液体向气体相变过程的换热器。

背景技术

在换热过程中有相变时，尤其有液体向气体相变的换热过程，流体的密度急剧下降变成气体，过程中会伴随着剧烈的沸腾，由于气化潜热的影响，流体在达到饱和温度时仍需吸收一定量的热量才能产生相变。目前公知的相变换热器分为两类，一类为发生相变的流体在换热管内，由于相变过程有剧烈的沸腾，换热管极易受气蚀发生失效，设备寿命短，另一类为发生相变的流体在换热管外且有单独的气相空间，这种换热器只能获得饱和温度下的气体，无法获得过热的气体。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种相变换热器，解决剧烈沸腾产生气蚀导致设备寿命短的问题，并能获得过热的气体。

为解决上述问题，本发明的相变换热器包括沸腾段和过热段两大部分，沸腾段包括沸腾段封头、沸腾段壳体、沸腾段壳体法兰、沸腾段换热管、冷流进口、热流进口、热流沸腾段出口、液位计气相口、液位计液相口，过热段包括过热段壳体、过热段下管板、过热段换热管、折流板、过热段上管板、过流过热段进口、热流出口、管箱壳体、管箱法兰、管箱封头、冷流出口，热流沸腾段出口与热流过热段进口由连接管道连通。

液体状态的冷流体进入沸腾段，吸收热流体的热量，在界面处沸腾变成饱和气体，饱和气体进入换热段换热管内，与热流体进一步进行换热，获得过热气体。由于流体沸腾相变过程发生在较大的界面上，沸腾强度减小，沸腾区域与设备接触面积小，解决了沸腾气蚀导致的设备寿命短的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明的示意图。

具体实施方式

图1示出本发明的示意图。本发明相变换热器，包括沸腾段和过热段，设备为立式布置，沸腾段位于过热段底部，冷流体自冷流入口流入沸腾段壳体内，沸腾段有气相空间，流体吸热后在沸腾段相变成气体并流经过热段换热管内后自冷流出口排出，热流体自热流进口流入，流经沸腾段换热管内后自热流沸腾段出口流出，再自热流过热段进口流入，流经过热段壳体内后自热流出口排出，具体实施方式如下：

沸腾段壳体2为轴线垂直布置的圆柱形壳体，其下端与沸腾段封头1连接，其上端与沸腾段壳体法兰3连接，冷流体的液面在沸腾段壳体的某处，沸腾段壳体2液面以下部分设有热流进口、热流沸腾段出口、液位计液相口，液面以上部分设有液位计气相口，沸腾段封头1上设有冷流进口，沸腾段壳体2内部设有一组或多组沸腾段换热管4，沸腾段换热管4浸没在液体内，一端与热流进口连接并相通，另一端与热流沸腾段出口连接并相通。

过热段壳体7为轴线垂直布置的圆柱形壳体，其下端与过热段下管板6连接，其上端与过热段上管板10连接，过热段下管板6和过热段上管板10为圆形平板，在相同部位排布有多个管孔，周圈设有法兰螺栓孔，过热段换热管8位于过热段壳体7内部，一端穿过过热段下管板6的管孔并连接，另一端穿过过热段上管板10的管孔并连接，多块带有弓形缺口的折流板9位于过热段下管板6和过热段上管板10之间被过热段换热管穿过并交错布置，形成换热管外部折返的流道，过热段壳体7上一端设有热流过热段进口，另一端设有热流出口，管箱壳体12为轴线垂直布置的圆柱形壳体，其下端与管箱法兰11连接，其上端与管箱封头13连接，管箱封头13上设有冷流出口，过热段上管板10与管箱法兰11通过螺栓连接并形成静密封。

沸腾段壳体法兰3与过热段下管板6通过螺栓连接并形成静密封，使沸腾段与过热段冷流体腔连通。

热流沸腾段出口与热流过热段入口通过连接管道5连通，使沸腾段与过热段热流体腔连通。