專利名稱：分置式主換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
分置式主換熱器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種由多個(gè)主換熱器構(gòu)成的分置式主換熱器。
技術(shù)背景[0002]請參考圖6，在空分設(shè)備中，在換熱流程中，氮?dú)?、氧氣、污氮?dú)獾确盗骼淞黧w和空氣、增壓空氣等熱流體，全部設(shè)置在同一臺主換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱；在內(nèi)壓縮流程中，還要把高壓空氣、高壓液氧蒸發(fā)氣也設(shè)置在主換熱器中。因此，在同一臺換熱器內(nèi)至少有五股流體進(jìn)行換熱。當(dāng)空分裝置還生產(chǎn)有氬氣等稀有氣體時(shí)，同一臺換熱器內(nèi)則至少要設(shè)置六股以上的換熱通道。當(dāng)采用內(nèi)壓縮流程時(shí)，主換熱器內(nèi)至少要設(shè)置七股流體通道。如此多的流體要在同一臺換熱器內(nèi)布置，給換熱氣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和管路連接帶來很大的困難。尤其是在換熱器的兩端，流體封頭的布置更是困難重重，有時(shí)甚至用增加換熱器的長度或流動阻力來滿足對流體封頭布置的需要；尤其是隨著空分需求規(guī)模的不但增大，在一套空分設(shè)備中往往要使用若干臺主換熱器并聯(lián)才可以滿足換熱量的需要。由于每一股流體的集氣管長度必須和主換熱器并聯(lián)數(shù)即并聯(lián)長度相適應(yīng)，從而導(dǎo)致每一股流體的集氣管長度都顯得十分庸長，正是這些庸長的集齊管，導(dǎo)致了換熱器冷箱內(nèi)管路復(fù)雜、氣流均勻分配困難、冷箱體積龐大、材料消耗增加，并由此導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低、能耗指標(biāo)增加、制造成本增加等很難克服的難題，而這些缺點(diǎn)都源自一臺主換熱器內(nèi)多股流體并存的現(xiàn)實(shí)造成的。[0003]請參考圖7，冷流體由總管進(jìn)入換熱器組時(shí)，首先分成兩股進(jìn)入換熱器組每一列的集氣管，由于每列的結(jié)構(gòu)情況不可能完全一致，因此流體分配到每列集氣管的量，不可能完全一致。然后在每列的集氣管中，再分成5股氣流進(jìn)入每一臺主換熱器中，5臺換熱器的結(jié)構(gòu)也不可能完全一致，因此分別到5臺換熱器中的流體流量不可能完全相等。如此所有冷氣流從總管，分別到每臺換熱器的進(jìn)口流量，10臺換熱器肯定有10個(gè)數(shù)據(jù)值。上述現(xiàn)象同樣要發(fā)生在熱流體的身上。對一臺換熱器來講，有幾股流就有幾種流體流量的差異，如此多的和設(shè)計(jì)工況的差異，自然要嚴(yán)重影響換熱器的換熱效率。換熱器效率的降低即意味著能耗的增加。其次，如此眾多數(shù)量的集氣管和分配支管，要有有效的冷箱空間來布置，無形中造成冷箱空間的擴(kuò)大，增大的冷箱體積，又增加了冷量的損失，進(jìn)一步增加了能耗指標(biāo)。眾多的集氣管和擴(kuò)大的冷箱，無形中增加了制造成本和設(shè)備安裝的占地面積。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種分置式主換熱器，解決如何使集氣管長度降低、提高氣流分別的均勻程度及降低流動阻力的技術(shù)問題。[0005]分置式主換熱器，由品種數(shù)量和冷流體品種數(shù)量相對應(yīng)的換熱器組成，在換熱器的側(cè)面從下到上分別設(shè)有冷流體進(jìn)口及冷流體出口，冷流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的冷端端面上，冷流體出口設(shè)置在換熱器的熱端端面上；在換熱器的側(cè)面的另一個(gè)位置從上到下分別設(shè)有熱流體進(jìn)口及熱流體出口，熱流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的熱端端面上，熱流體出口設(shè)置在換熱器的冷端端面上；在換熱器內(nèi)腔對應(yīng)的設(shè)有用于冷熱流體流通的冷流體通道及熱流3體通道。[0006]所述在換熱器的側(cè)面的第三位置處從上到下分別設(shè)置有第二個(gè)熱流體進(jìn)口及第二個(gè)熱流體出口，第二個(gè)熱流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的熱端端面上，第二個(gè)熱流體出口設(shè)置在換熱器的冷端端面上；在換熱器內(nèi)腔對應(yīng)的設(shè)有用于熱流體流通的第二個(gè)熱流體通道。[0007]所述各個(gè)品種的換熱器之間的冷流體進(jìn)口通過管道并接聯(lián)通。[0008]所述各個(gè)品種的換熱器之間的冷流體出口通過管道并接聯(lián)通。[0009]所述各個(gè)品種的換熱器之間的熱流體進(jìn)口通過管道并接聯(lián)通。[0010]所述各個(gè)品種的換熱器之間的熱流體出口通過管道并接聯(lián)通。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是，在每一品種的換熱器中，僅僅有三種流體冷流體分別為氧氣、氮?dú)?、污氮?dú)獾?，熱流體為空氣和增壓空氣，甚至在高壓換熱器內(nèi)有可能僅有高壓空氣和液氧蒸發(fā)氣兩股流體換熱的可能。如果有稀有氣體生產(chǎn)時(shí)，可以增加一臺稀有氣體換熱器。如此在每一臺換熱器中，冷流體僅僅是一股冷源，熱流體則為兩股空氣和增壓空氣。如此把冷源分開設(shè)置，使在每臺換熱器中，僅僅有三股流體存在，使換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常方便冷流體如氧氣、氮?dú)狻⑽鄣獨(dú)?、稀有氣體等設(shè)置在換熱器的兩個(gè)端頭上進(jìn)出，可以不設(shè)置進(jìn)出口導(dǎo)流片，大大降低了冷流體的進(jìn)出口阻力，提高了冷流體均勻分布的能力。熱流體設(shè)置在換熱器的兩個(gè)側(cè)面上進(jìn)出，每種換熱器可以單獨(dú)并聯(lián)組成該氣體的換熱器組。 在布置換熱器組時(shí)，把各種換熱器組按序排列在適當(dāng)?shù)睦湎淇臻g中即可。如此布置，使每種換熱器組的集氣管長度大大降低，提高了氣流分布的均勻程度，降低了流動阻力、制造成本，簡化了空分裝置冷箱內(nèi)的管路布置和連接，降低了冷量的損失，可以進(jìn)一步降低能耗指標(biāo)。并大大簡化了制造工序縮短了生產(chǎn)周期，降低了換熱器制造技術(shù)的要求和產(chǎn)品的廢品率，可進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。


[0012]圖1是優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2是圖1內(nèi)部冷流體通道的示意圖；[0014]圖3是圖1內(nèi)部熱流體通道的示意圖；[0015]圖4是圖1內(nèi)部另一熱流體通道的示意圖；[0016]圖5是優(yōu)選實(shí)施例的工作原理圖；[0017]圖6是現(xiàn)有主換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖7是現(xiàn)有主換熱器的工作原理圖；[0019]圖中1.冷流體出口、2.冷流體進(jìn)口、3.空氣進(jìn)口、4.空氣出口、5.增壓空氣進(jìn)口、 6.增壓空氣出口、7.冷流體通道、8.空氣通道、9.增壓空氣通道、10.氮?dú)狻?1.氧氣、12.空氣、13.污氮?dú)狻?4.氮?dú)鈸Q熱器、15.氧氣換熱器、16.污氮換熱器、17.增壓空氣。
具體實(shí)施方式
[0020]請參考圖6及圖7，冷流體如氧氣11、氮?dú)?0、污氮?dú)?3等由下而上從冷流體進(jìn)口 2流經(jīng)冷流體通道7并從位于換熱器熱端的冷流體出口 1流出換熱器。熱流體如空氣12、 增壓空氣17由上而下從空氣進(jìn)口 3及增壓空氣進(jìn)口 5流經(jīng)換熱器的空氣通道8、增壓空氣通道9，再從位于換熱器冷端的空氣出口 4及增壓空氣出口 6流出換熱器。每種品種的換熱器如氧氣換熱器15、氮?dú)鈸Q熱器14、污氮換熱器16等總共有三股流體，按各自的進(jìn)出口參數(shù)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。在允許的條件下，各種換熱器的幾何尺寸盡量使用等數(shù)值的設(shè)計(jì)，以便于空氣、增壓空氣17流經(jīng)各個(gè)換熱器的每一層時(shí)的流量可基本保持一致；每種換熱器組的使用臺數(shù)，按需設(shè)置。[0021]在本實(shí)施例中，相對于常規(guī)設(shè)計(jì)的10臺主換熱器，本實(shí)施例的主換熱器大體可以分成氧氣換熱器15有2臺，氮?dú)鈸Q熱器14有3臺，污氮換熱器16有5臺，氧氣換熱器15 組和氮?dú)鈸Q熱器14組可以布置在一列，而污氮換熱器16組則單獨(dú)布置成一列。氧氣換熱器15組僅僅有兩臺氧氣換熱器15并聯(lián)組成，因而氧氣總管到每臺換熱器的管路聯(lián)接非常簡單僅僅把總管分成兩根支管連到氧氣換熱器15上即可，不必設(shè)置集氣管。和常規(guī)的氧氣的流路布置相比較，本實(shí)施例的氧氣的管路連接顯得非常短而簡潔且布置容易，從而大大改善了氧氣均勻分配的程度，并可以進(jìn)一步降低流動阻力的消耗和氧氣管路的總長度。 同樣，氮?dú)鈸Q熱器14組的布置也很簡單總共3臺換熱器并聯(lián)組成的氮?dú)鈸Q熱器14組，把氮?dú)饪偣芊殖?個(gè)支管，分別連接到每臺換熱器的進(jìn)出口管路上即可。和常規(guī)的氮?dú)獾牧髀凡贾孟啾容^，本實(shí)施例的氮?dú)獾墓苈愤B接顯得也非常短集氣管由兩根變成一根，長度由五個(gè)支管變成三個(gè)支管，布置簡潔且容易，從而大大改善了氮?dú)饩鶆蚍峙涞某潭?，并可以進(jìn)一步降低流動阻力的消耗和氮?dú)夤苈返目傞L度。污氮換熱器16組的管路布置，剛好是圖7 表示的常規(guī)布置的一半，污氮總管分配到集氣管的數(shù)量由兩個(gè)僅存一個(gè)，支管總數(shù)由10根減少到5根，因此污氮?dú)饩鶆蚍峙涞某潭忍岣吡?50%，管路長度、流動阻力大體上也可以降低50%左右。圖5表示的管路連接與圖7表示的管路連接相比較，不僅使換熱器的性能得到提高，而且整套換熱器冷箱內(nèi)的管路少而且布置簡潔，從而可以降低冷箱的體積和保溫材料的消耗，使總冷量的損失降低，可以進(jìn)一步降低能耗指標(biāo)和制造成本。當(dāng)采用內(nèi)壓縮空分流程時(shí)，高壓換熱器的管路連接和原先的主換熱器管路連接相比較，其更加簡潔，其優(yōu)點(diǎn)超越任何其他一種換熱器的管路連接。由于在一臺換熱器內(nèi)僅有三種流體，因此換熱器內(nèi)使用的換熱翅片的種類、規(guī)格最多也只有三種。因此該換熱器翅片的剛性相差不大，尤其是把高壓流體如高壓空氣和高壓液氧等排除在該換熱器內(nèi)，使換熱器翅片的剛性差別大大降低，使換熱器的制造條件大大改善，因此可以大大提高換熱器的成品率，進(jìn)一步降低了制造成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。[0022]對于用分置式換熱器構(gòu)成的整套換熱器冷箱來講，其操作也應(yīng)作相應(yīng)的改進(jìn)，可以通過在流程閥門的設(shè)置上，適當(dāng)做一些更動，完全可以很方便的對運(yùn)行進(jìn)行控制、操作。 不存在操作困難的情況，更不存在無法操作的可能性。
權(quán)利要求1.分置式主換熱器，其特征在于由品種數(shù)量和冷流體品種數(shù)量相對應(yīng)的換熱器組成，在換熱器的側(cè)面從下到上分別設(shè)有冷流體進(jìn)口及冷流體出口，冷流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的冷端端面上，冷流體出口設(shè)置在換熱器的熱端端面上；在換熱器的側(cè)面的另一個(gè)位置從上到下分別設(shè)有熱流體進(jìn)口及熱流體出口，熱流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的熱端端面上，熱流體出口設(shè)置在換熱器的冷端端面上；在換熱器內(nèi)腔對應(yīng)的設(shè)有用于冷熱流體流通的冷流體通道及熱流體通道。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的分置式主換熱器，其特征在于所述在換熱器的側(cè)面的第三位置處從上到下分別設(shè)置有第二個(gè)熱流體進(jìn)口及第二個(gè)熱流體出口，第二個(gè)熱流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的熱端端面上，第二個(gè)熱流體出口設(shè)置在換熱器的冷端端面上；在換熱器內(nèi)腔對應(yīng)的設(shè)有用于熱流體流通的第二個(gè)熱流體通道。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的分置式主換熱器，其特征在于所述各個(gè)品種的換熱器之間的冷流體進(jìn)口通過管道并接聯(lián)通。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的分置式主換熱器，其特征在于所述各個(gè)品種的換熱器之間的冷流體出口通過管道并接聯(lián)通。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的分置式主換熱器，其特征在于所述各個(gè)品種的換熱器之間的熱流體進(jìn)口通過管道并接聯(lián)通。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的分置式主換熱器，其特征在于所述各個(gè)品種的換熱器之間的熱流體出口通過管道并接聯(lián)通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分置式主換熱器，由品種數(shù)量和冷流體品種數(shù)量相對應(yīng)的換熱器組成，在換熱器的側(cè)面從下到上分別設(shè)有冷流體進(jìn)口及冷流體出口，冷流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的冷端端面上，冷流體出口設(shè)置在換熱器的熱端端面上；在換熱器的側(cè)面的另一個(gè)位置從上到下分別設(shè)有熱流體進(jìn)口及熱流體出口，熱流體進(jìn)口設(shè)置在換熱器的熱端端面上，熱流體出口設(shè)置在換熱器的冷端端面上；在換熱器內(nèi)腔對應(yīng)的設(shè)有用于冷熱流體流通的冷流體通道及熱流體通道。本實(shí)用新型可解決如何使集氣管長度降低、提高氣流分別的均勻程度及降低流動阻力的技術(shù)問題。
文檔編號F25J5/00GK202254638SQ20112023424
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者章有虎 申請人:杭州中泰深冷技術(shù)股份有限公司