[发明专利]一种带有U型气液分离结构的冷凝换热器

说明书

本发明涉及一种带有U型气液分离结构的冷凝换热器，包括蒸气入口管、冷凝器联箱、管道换热单元、U型气液分离结构以及冷凝液出口管，所述冷凝器联箱包括至少四个联箱，这些联箱分为两组，这两组联箱分别位于冷凝换热器的左右两侧，两组的联箱数量相同或者数量相差一个，每组中的联箱上下排列。通过隔板以及U型气液分离结构，将管道换热单元分为多个换热管程，通过分液结构，分离每一管程形成的凝结液，梯级减少各管程的换热管数量，保证了每管程蒸气流速基本保持均匀，合理利用了换热面积，有效提高了冷凝器的整体换热效果。

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体为一种带有U型气液分离结构的冷凝换热器。

背景技术

冷凝换热器是一种伴随有蒸气凝结过程的换热器，是制冷系统、热泵、发电以及化工工业中的重要设备，随着经济的快速增长，能源消耗持续增加，冷凝器的优化可有效的节约设备能源消耗。

与单相流体换热相比，相变换热具有较高的换热系数。对于凝结换热而言，可分为珠状凝结和膜状凝结，目前的工程运用中，还不能形成合理的珠状凝结，通过采用新型换热管结构，可改变流体流动状态及分布，使得流体凝结趋近于珠状凝结。但随着管内蒸气的不断凝结，凝结液会在管(槽)道内积累，管(槽)内壁面液膜厚度的增加，增大换热热阻，严重影响了换热过程的进行，并且使流体流动阻力增加。

发明内容

为了解决现有技术中存在的由于凝结液膜增厚导致换热恶化的上述问题，本发明提供一种带有U型气液分离结构的冷凝换热器，其旨在通过将管(槽)道内凝结液及时分离出换热表面，提高下游管(槽)道内蒸气干度，有效利用换热面积，从而提高冷凝器换热性能。本发明的技术方案如下：

一种带有U型气液分离结构的冷凝换热器，包括蒸气入口管、冷凝器联箱、管道换热单元、U型气液分离结构以及冷凝液出口管，所述冷凝器联箱包括至少四个联箱，这些联箱分为两组，这两组联箱分别位于冷凝换热器的左右两侧，两组的联箱数量相同或者数量相差一个，每组中的联箱上下排列；

在两组的联箱数量相同的情况下，蒸汽入口管与位于左侧的联箱组中最上面的联箱相连，冷凝液出口管与位于右侧的联箱组中最下面的联箱相连；在两组的联箱数量相差一个的情况下，蒸汽入口管与联箱数量较多的那一组联箱中最上面的联箱相连，冷凝液出口管与联箱数量较多的那一组联箱中最下面的联箱相连；

连接有蒸汽入口管的联箱和在其下方的与其相邻的联箱之间设有隔板，其余的上下相邻的联箱之间设有U型气液分离结构；

左侧联箱与右侧联箱之间通过管(槽)道换热单元连接，管(槽)道换热单元包括多个管程换热通道，其中连接有蒸汽入口管的联箱与另一侧联箱组中最上面的联箱通过第一管程换热通道连接，所述另一侧联箱组中最上面的联箱通过第二管程换热通道与连接有蒸汽入口管的联箱的下侧联箱连接，所述连接有蒸汽入口管的联箱的下侧联箱通过第三管程换热通道与所述另一侧联箱组中最上面的联箱的下侧联箱连接，以此类推，使得蒸汽能够在两组联箱之间由上至下左右流动。

本申请中蒸汽能够在两组联箱之间由上至下左右流动的含义是蒸汽总体上是从位于最上面的蒸汽入口管向位于最下面的冷凝液出口管流动，但是在具体的流动过程中是在两组联箱之间从左至右、从右至左进行流动的。

优选地，每个联箱组包括三个联箱。

优选地，每个管程换热通道为微通道或细通道。

优选地，每个管程换热通道的长度相同。

优选地，所述管程换热通道中包括的换热管道的横截面为圆形或矩形。

优选地，每个管程换热通道中包括多个换热管(槽)道。

优选地，每个管程换热通道中包括的换热管(槽)道的数量从第一管程换热通道到最后一个管程换热通道逐渐减少。