[实用新型]一种多层主冷凝蒸发器

说明书

本实用新型属于空分设备领域，具体涉及一种多层主冷凝蒸发器，包括换热器芯体，换热器芯体包括多层竖向交替排布的液氧流道板束和氮气流道板束；氮气流道板束包括一对平行设置的隔板和夹设在两隔板之间的换热翅片；换热翅片与隔板之间形成多个竖直的氮气流道，任一氮气流道的至少一个桥接两隔板的侧壁上设有向该氮气流道内侧凸出的压痕。本实用新型在换热翅片上设置倾斜的压痕，氮气流道内的流体受到压痕阻挡而降低流速，从而有时间进行更为充分的热交换，以提高氮气的液化效率；部分流体在压痕上汇聚，成滴或成股流下，减少液膜的形成，达到节能的效果。

技术领域

本实用新型属于空分设备领域，具体涉及一种多层主冷凝蒸发器。

背景技术

空分设备，即空气分离设备，是利用空气中各组分的物理性质不同，从空气中分离出氧气、氮气的过程。冷凝蒸发器作为空分设备中的重要功能单元，用于液氧和气氮之间进行热交换。液氧从上塔底部来，在冷凝蒸发器内吸收热量而蒸发，一部分氧气作为产品引出，大部分作为上塔的上升蒸气，参与上塔的精馏过程；气氮来自下塔上部，在冷凝蒸发器内发出热量而冷凝成液氮，作为上、下塔的回流液，参与精馏过程。

主冷蒸发器以板式较为常见，主要包括连接上、下塔的外筒体，筒体内设置有至少一组换热器芯体。换热器芯体由多个竖向设置的液氧流道板束和氮气流道板束交替排布而成；每个板束包括两个平行设置的隔板，换热翅片夹设在两隔板之间，组成一夹层，形成竖直走向的流体流道；换热翅片与隔板的连接处设有封条。板束的上下两端装有封头，封头与流体流道之间设有导流翅片。多层主冷蒸发器的换热器芯体的氮气流道板束只有一层，即该组板束只有上下两个封头，其中上封头连接氮气入口，下封头氮气出口；液氧流道板束则可以包含多层，例可以是三层、五层甚至七层，各层的液氧独立与氮气进行热交换，每层都有换热流体流道、导流板及上下封头，下封头连接液氧入口，液氧入口没入液氧槽中；上封头连接氧气出口。

随着社会进步，人们的节能意识也逐渐增强，空分向着低压力方向发展，对于主冷的节能改造也日益增多。多层板式主冷蒸发器虽然具有诸多优点，但其氮气流道自上而下一通到底，其通道过长，自上而下被冷凝的过程中流体中的液氮含量增多，一方面侵占了主冷下部的换热面积，造成换热面积浪费；另一方面还会影响氮气的阻力，导致越往下通道内氮气流速越快。

针对上述问题，需要开发一种节能、高效的冷凝器。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种节能、高效的多层主冷凝蒸发器。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：一种多层主冷凝蒸发器，包括换热器芯体，换热器芯体包括多层竖向交替排布的液氧流道板束和氮气流道板束；氮气流道板束包括一对平行设置的隔板和夹设在两隔板之间的换热翅片；换热翅片与隔板之间形成多个竖直的氮气流道，每个氮气流道的至少一个桥接两隔板侧壁上设有向该氮气流道内侧凸出的压痕。氮气冷凝形成的液膜在凸出的压痕的作用下加快集聚，形成液流，从而达到减少液膜的目的。

为促使氮气冷凝形成的液膜及时集聚成液滴并向下流淌，压痕倾斜设置，与水平面的夹角为30°～60°，优选45°。

为进一步减少液膜，在同一个侧壁上自上而下设多个向同一侧面凸出且平行排列的压痕。

设有压痕的侧壁上位于压痕凸出的面上还设有竖直导流片，位于该侧壁上的压痕的向下的延长线与竖直导流片相交。液滴在压痕处集聚，在重力作用下沿压痕向下倾斜流淌并与竖直的导流片相撞，汇聚成更大股的流体，迅速导流至氮气流道底部。

进一步地，在同一侧壁上设有两竖列自上而下平行排列的压痕，竖直导流片设置在两列压痕之间，每个压痕靠近竖直导流片的一端向下倾斜。

进一步地，同列压痕等间距设置，相邻压痕之间的间距小于等于5mm。

进一步地，压痕分布在氮气流道的中下部。