[发明专利]单级气液均流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种单级气液均流器，属于气液两相流动技术领域。

背景技术

绕管式换热器是大型石油化工、天然气液化工厂应用的重要设备，因工艺计算复杂导致制造难度极大，工程技术一直被国外公司垄断，国产化进展缓慢。近十几年来，我国才陆续开展对绕管式换热器国产化的一系列研究，并实现小型多股流绕管式换热器的国产化。

绕管式换热器结构紧凑，两相流流动工况复杂，两相流入口的分配结构设计困难，加上流量震荡，均匀分配有很大困难。若两相流分布不均匀，可能出现偏流或短路等现象，造成某些换热管段换热不均，换热管之间出现温差，产生热应力，减少换热设备寿命，降低换热器效率的同时增加了能耗。因此，气液分布均匀的重要性对绕管式换热器更加突出。然而，国内外已有专利技术均为抽吸式和溢流式均流器，用于解决空调冷媒的单相流、加氢反应器和板翅式换热器的气液两相流，以及石油炼制和石油化学工业中气液固三相流的均布问题，而抽吸式和溢流式均流器尚不适用于绕管式换热器的气液均布，主要存在如下问题：1）抽吸式的均布装置结构复杂，压降损失大；溢流式的均布装置气液混合分配效果差，严重影响换热器效率。2）抽吸式和溢流式均布装置无法满足绕管式换热器结构紧凑、密封性高、节能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种单级气液均流器，本发明可解决气液两相流进入绕管式换热器壳侧内的换热管束段后分布不均匀，从而导致绕管式换热器的工作效率低、气液两相流流过设备时产生的压降大、换热器的寿命减短等问题。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案如下：

本发明所提供的一种单级气液均流器，它包括一芯筒，所述芯筒的侧壁上设有至少1个气液两相进口和至少1个气相出口，且所述气液两相进口与所述气相出口为相对设置；所述芯筒内设有一折流板，且所述折流板设于所述气液两相进口和所述气相出口之间；

所述芯筒的腔体内设有一圆盘，所述圆盘沿所述芯筒的径向方向布置；

沿所述芯筒外壁的圆周方向上设有若干个喷淋多孔板，所述喷淋多孔板包括一中空板，所述中空板内设有若干个分流管，所述分流管上设有缝隙，所述分流管沿所述中空板的高度方向布置，且所述分流管的高度不小于所述中空板的高度；所述圆盘的底部与所述喷淋多孔板的底部位于同一水平面上；所述喷淋多孔板朝向所述芯筒的一端面为液相进口。

上述的单级气液均流器中，所述折流板可由两块相互垂直的板组成；

上述的单级气液均流器中，所述喷淋多孔板之间设有间距，且相邻所述喷淋多孔板之间设有隔板，所述隔板由一缠绕管束贯穿，所述隔板的作用是将所述缠绕管束周围密封，防止液相和气相未经分流直接留到下端的换热管段。

上述的单级气液均流器中，所述喷淋多孔板与所述隔板可为交替均匀排列。

上述的单级气液均流器中，所述缝隙沿所述分流管的高度方向设置，则进入所述中空板内的液相可通过所述缝隙进入所述分流管内与其内的气相混合。

上述的单级气液均流器中，所述分流管的高度与所述中空板的高度相同，便于调节流入的气相流体的流量以及便于机械加工。

上述的单级气液均流器中，所述液相进口的高度与所述中空板的高度相同，便于调节流入的气相流体的流量以及便于机械加工。

当将本发明用于直径的绕管式换热器时，可在所述芯筒的外壁面上对称设置多个两相入口和气相出口。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的单级气液均流器的结构简单，易于制造，成本较低，且具有有一定的承压能力。本发明利用芯筒作为气液分离器，节省空间且避免现场安装。气相流体冲击从缝隙进入的液相流体实现了气液两相的掺混，喷淋多孔板上均匀布置的分流管实现了气相流量和液相流量在整个分流器横截面上的平均分配。气液两相流体的均匀分配，提高了绕管式换热器的工作效率并降低了压降，起到节能的作用。

附图说明

图1为本发明单级气液两相均流器的结构示意图。

图2为本发明图1的A-A剖视图。

图3为本发明单级气液两相均流器的圆盘内液位示意图。

图4是本发明单级气液两相均流器的喷淋多孔板的结构示意图。

图中各标记如下：1分离器、2气液两相进口、3气相出口、4圆盘、5喷淋多孔板、6分流管、7缠绕管束、8隔板、9芯筒、10折流板、11中空板、12液相进口、13缝隙。

具体施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并局限于以下实施例。