[发明专利]一种立式蒸发器结构

说明书

本发明公开了一种立式蒸发器结构，蒸发器壳体上部与上端管板连接；上端管板上方固定设置上端管箱，上端管箱由空心的内封头和空心外封头固定套接而成，内封头和外封头之间设置气态制冷剂通道，内封头内为载冷剂通道，气态制冷剂通道通过外封头顶部设置的出气口与外部管路连通；气态制冷剂通道还通过上端管板的气态制冷剂通道与蒸发器壳体内连通；载冷剂通道通过换热管与载冷剂进出口连通。特定的上端管板和上端管箱相结合形成制冷剂的气相空间；降低了制冷剂的充装量，并使整机的结构更加紧凑，有利于提高材料的利用率。

技术领域

本发明属于工业制冷换热技术领域，具体涉及一种冷水机组用立式蒸发器结构。

背景技术

换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。

换热器在形式上可分为卧式换热器与立式换热器两种，它们的区别主要有：

卧式换热器：稳定安全，能承受较高的工作压力和温度；占地大，安装空间净高要求不高，维护和清理方便，一般不需要平台；冷热两种流体可逆流、顺流；传热系数中等，加热停留时间短,换热效果中等。

立式换热器：稳定安全，需要垂直铺设，通常采用塔状结构；占地少，安装空间净高要求高，结构紧凑，配管容易；冷热两种流体一般逆流；传热系数较大，加热滞留时间短，换热效果较好。

蒸发器是将液态制冷剂蒸发为气态的设备，液态制冷剂在换热过程中会出现剧烈沸腾的情况；通常在液态与气态制冷剂之间设计一定的空间高度，来保证蒸发器出气不带液；对于卧式管壳式蒸发器而言，通常为保证这样的空间高度，固定换热管的管板截面上布管率不高(约50％)，从而造成换热器体积大，材料成本高的缺点；而采用立式蒸发器结构，不仅占地面积小，而且可以大大提高管板布管率(提高到约90％)，减小换热器体积，降低材料成本；但现有常规立式蒸发器结构依然有以下技术缺点：

1)出气口设置在两管板之间，位于筒体中上部位，造成部分换热管裸露在气态制冷剂中，换热管不能全部用来换热，造成蒸发器换热效率低；

2)出气口设置在壳体一侧，使得蒸发器上部气流气体流速分布不均匀、蒸发器液面高低不平，吸气带液风险高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、换热效率高、具有独特上端管箱结构的立式蒸发器结构。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种立式蒸发器结构，包括竖直设置的筒式蒸发器壳体，蒸发器壳体的上下端分别设置上端管板和下端管板，在蒸发器壳体中设置换热管和支撑板；其特征在于：蒸发器壳体上部与上端管板连接；上端管板上设置换热管孔，该换热管孔中设置换热管，在换热管孔外围，换热管孔与外部螺栓孔之间开有沿周向均匀布置的通孔作为气态制冷剂通道；上端管板上方固定设置上端管箱，上端管箱由空心的内封头和空心外封头固定套接而成，内封头和外封头之间设置气态制冷剂通道，内封头内为载冷剂通道，气态制冷剂通道通过外封头顶部设置的出气口与外部管路连通；气态制冷剂通道还通过上端管板的气态制冷剂通道与蒸发器壳体内连通；载冷剂通道通过换热管与载冷剂进出口连通。

进一步的，上端管箱由两直径大小不同的内封头和外封头通过夹套法兰组焊而成；夹套法兰上开有气态制冷剂通道，该气态制冷剂通道与上端管板的气态制冷剂通道一一对应，该通道位于外封头内侧与内封头外侧之间的夹层中；外封头顶部中心处设置出气口。

进一步的，蒸发器壳体至少包括一个直筒段，或者为直筒段与变径管结合的形式；直筒段直径所在截面为换热器布管区域。