[发明专利]热交换器及用于在热交换器中分配液相的方法

说明书

本发明涉及一种热交换器，其用于执行第一介质与第二介质之间的间接换热并包括：包围热交换器的壳空间的壳；沿着纵向轴线延伸的芯管，用于接收第一介质的多个管缠绕在芯管上，管形成管束，管的多个上端部汇集在一起并连接至固定在壳上的管板；沿着壳的周向延伸并用于接收第二介质的环形通道；侧向地设置在壳上的输入喷嘴并且第二介质通过输入喷嘴引入环形通道；和具有带有出口开口的基底的多个分配器臂，第二介质的液相通过出口开口分配到管束上，分配器臂与环形通道流动连接，分配器臂的基底布置于环形通道下方。根据本发明，管板于分配器臂的基底上方、环形通道下方固定在壳上。本发明还涉及一种用于将液相分配给热交换器的管束的方法。

技术领域

本发明涉及一种螺旋盘管式热交换器，所述热交换器用于执行在热交换器的管束中传送的至少一种第一介质与在热交换器的壳空间中运送的第二介质或流体之间的间接换热，本发明还涉及一种用于将第二介质的液相分配给热交换器的管束的方法。

背景技术

这种热交换器例如用在LNG设备中，其中，变为两相状态的制冷剂或第二介质通常在预分配器中借助于重力分离而分成气相和液相。这种分离优选地在环形通道中进行，所述环形通道沿着壳的周向方向在壳的内侧上延伸。第二介质/制冷剂的液相然后直接供入连接至环形通道的分配器臂。从分配器臂进行向热交换器的管束的分配。

在大容器的情况下，由于热交换器的壳的直径较大以及液相的由过程决定的持液高度，因而所谓的持液量(hold-up)的重量会非常大，这会影响热交换器的静力学并由此影响对应的壁厚度。

此外，由于环形通道和分配器臂的结构，管束与分配器臂之间具有较大的距离。由此，可能存在交叉流，而交叉流会导致壳侧上的液相的不良分配，并可能进而导致性能的损失。类似地，这还会导致管板与管束的上端之间的距离较大，从而需要更长且更重的芯管。这进而会影响制造和静力学。

此外，结构设计和所要求的制造顺序意味着管束和分配器系统难以并行地制造。这对这一背景，本发明所基于的目的是：提供一种在前述问题上改进的热交换器。

发明内容

该目的通过具有权利要求1的特征的热交换器来实现。根据本发明的热交换器的有利构造提供在从属权利要求中并在下文中予以描述。

根据权利要求1，一种用于执行至少一种第一介质与第二介质之间的间接换热的热交换器被提供，所述热交换器包括：

-壳，壳包围热交换器的壳空间，

-芯管，芯管设置成沿着纵向轴线延伸，并且用于接收第一介质的多个管缠绕在芯管上，所述管形成管束，其中，管束中的管的多个上端部汇集在一起并连接至管板，管板侧向地固定在壳上，

-用于接收第二介质的环形通道，

-输入喷嘴，输入喷嘴侧向地设置在壳上并且第二介质可以经由输入喷嘴引入环形通道中，

-多个分配器臂，所述多个分配器臂均具有基底，液相可以通过基底分配在管束上，其中，分配器臂均与环形通道流动连接，并且，分配器臂的基底在纵向轴线的方向上布置于环形通道下方。

根据本发明，还设置成，管板在纵向轴线的方向上于分配器臂的基底上方、环形通道的下方固定在壳上。换言之，至少一个管板于环形通道与分配器臂的基底之间固定或布置在壳上。术语管的“上端部”尤其涉及芯管的竖向定向的纵向轴线。

优选地，侧向地固定于壳上的管板连接至热交换器的壳的圆柱状部分。

还优选地将侧向地设置于壳上的输入喷嘴设置或固定在热交换器的壳的一圆柱状部分上或上述圆柱状部分上。

热交换器可以具有多个管板，管的上端部然后相应地汇集成多个组或多个管簇，其中，一个组或一个管簇中的上端部然后连接至或锚接在配属的管板中。在这种情况下，优选地，所有的管板在纵向轴线的方向上于分配器臂的基底上方、环形通道下方固定在壳上。