[发明专利]中间排液式高效冷凝系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种冷凝装置，主要用于将气体或蒸气冷凝为液体。

技术背景

包括蒸气冷凝在内的冷凝凝结传热主要有两种形式：一种是膜状冷凝；另一种是珠状（滴状）冷凝。珠状冷凝，其表面传热系数要比膜状冷凝大几倍甚至大一个数量级。蒸气在水平管（或管板）内的冷凝，基本属于膜状冷凝。膜状冷凝时，壁面总是被一层液膜覆盖着，凝结放出相变热（潜热）必须穿过液膜才能传到冷却壁面上。因此，膜状冷凝的主要特点，就是冷凝传热过程的热阻几乎全部集中在冷凝液膜内。对于膜状冷凝，要想提高其换热系数，就必须减薄液膜厚度，或产生湍流膜状凝结换热，这样热量的传递，除了靠近壁面的极薄的层流底层仍然依靠导热方式外，层流底层以外以湍流传递为主，使换热效率大幅增加。

现有的冷凝器均未解决上述技术问题，由于其出液端集管内一般会形成气液混合相，不仅气相回流阻碍换热管路内流体的流动，而且不利于减薄液膜厚度，因此换热效率较低，冷凝效果不能令人满意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种换热系数和冷凝效率更高的中间排液式高效冷凝系统。

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。

中间排液式高效冷凝系统，包括前级换热器，前级换热器的换热管后端连接有前级引出端集管，其特征在于：还包括后级换热器，后级换热器的换热管前端连接有后级进入端集管，后端连接有后级引出端集管；前级引出端集管通过管路与后级进入端集管相连接，用于将前级换热器排出的气体引入后级换热器；前级引出端集管还连接有中间排液管；前级换热器和后级换热器位于同一箱体内或者分别位于不同箱体内，所述箱体下端带有进风口、上端安装有轴流风机。

还包括位于换热器上方的喷淋管。

前级引出端集管和后级引出端集管分别连接有液封。或者，还包括辅助冷凝器；最后一级换热器的引出端集管连接有储液器；储液器通过出气管与所述辅助冷凝器相连接。本发明具有以下特点。

本发明在前级换热器末端实施了中间排液，并且前级引出端集管通过管路与后级进入端集管相连接，将前级换热器排出的气体引入后级换热器中，有利于换热管路内流体的流动，并加速了换热管路内液膜的排出。加速液膜的排出，相当于减薄液膜厚度甚至液膜被带离壁面，局部产生类似滴状冷凝效果，从而使换热系数大幅上升。由于增加了顺液膜流动方向的蒸气流速，会使液膜产生湍流，另一方面也会使液膜被吹离壁面，从而使换热系数增大。

中间排液可有效提高换热器换热面的利用率，因此本发明的结构能够保证前级换热器始终处于高效换热状态。

附图说明

图1是本发明实施例一和实施例二的结构和工作原理示意图。其中实施例一不涉及图1中的部件A4、A5、A6、A13和A14。

图2是本发明实施例三和实施例四的结构和工作原理示意图。其中实施例三不涉及图1中的部件B4、B5、B6、A10和填料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

实施例一

本实施例为一种整体风冷式冷凝器。

如图1所示，本发明的实施例包括下端带有A进风口A7、上端安装有A轴流风机A15的A箱体A1。A箱体A1内安装有A前级换热器A3和A后级换热器A2，A前级换热器A3的换热管前端连接有A前级进入端集管A10，后端连接有A前级引出端集管A9。A后级换热器A2的换热管前端连接有A后级进入端集管A12，后端连接有A后级引出端集管A11。A前级引出端集管A9通过管路与A后级进入端集管A12相连接，用于将A前级换热器A3排出的气体引入A后级换热器A2。

A前级引出端集管A9连接的中间排液管和包括最后一级换热器的引出端集管在内的A后级引出端集管A11可以分别通过A液封A8连接储液器。

最后一级换热器的引出端集管也可以直接连接储液器，此时，需设置辅助冷凝器，并且储液器设有分别与辅助冷凝器相连接的出气管和回液管。储液器中的气体经过辅助冷凝器冷凝液化后回流到储液器。储液器也可以仅设有与辅助冷凝器相连接的出气管，储液器中的气体经过辅助冷凝器冷凝液化后流到其它储液器。而最后一级换热器之外的其它换热器引出端集管一般通过A液封A8与储液器相连接。

    A轴流风机A15作用下，冷风从A进风口A7进入A箱体A1内并流经A前级换热器A3和A后级换热器A2，与换热管内流体进行热交换后从A箱体A1上端排出。

实施例二

本实施例为一种整体蒸发式冷凝器。