[发明专利]热交换器的流体分配器组件

说明书

一种热交换器，包括具有伸长形状和柱形几何形状的壳体。通过一个或多个第一进口管馈送的第一流体在所述壳体内流动，并且通过至少一个第二进口管馈送的第二流体在所述壳体内流动，以便与第一流体执行热交换。所述热交换器还包括放置在第一进口管处的流体分配器组件。所述流体分配器组件设有：第一穿孔板，所述第一穿孔板又设有第一通孔；和至少一个第二穿孔板，所述第二穿孔板又设有第二通孔。第二穿孔板相对于第一流体流入第一通孔和第二通孔的流动方向平行布置，并且被布置在第一穿孔板的下游。在第一穿孔板和第二穿孔板之间布置密闭密封装置。第一穿孔板和第二穿孔板彼此间隔开，使得第一穿孔板和第二穿孔板与密闭密封装置一起包围具有预定深度的平衡腔室，所述预定深度是沿第一流体流入第一通孔和第二通孔的流动方向测量得到的。各平衡腔室在第一穿孔板和第二穿孔板的周边边缘处封闭。

技术领域

本发明涉及一种用于一般热交换器类型的流体分配器组件，更具体地是涉及一种用于管壳式热交换器的流体分配器组件。

背景技术

热交换器是用于在两种或更多种流体之间传递热的装置。管壳式热交换器通常包括彼此平行布置的多根管，以便形成一个或多个管束100(参见图1)。管束100被轴向地插入具有伸长形状和柱形几何形状的壳体102中。通过一个或多个第一进口管104馈送的第一流体在管束100内部流动，并且通过至少一个第二进口管106馈送的第二流体在壳体102内部流动，以便与穿过管束100的管壁的第一流体进行热交换。

第一流体在管束的所有管之间的均匀分配是要实现的目标之一，以便优化热交换器表面的使用。根据热交换器的类型，流体分配能够为干膨胀管壳式蒸发器的管内部的制冷剂的分配，或者为第二流体在管束的外表面上的均匀分配，例如，制冷剂在降膜式管壳式蒸发器中的管的外表面上的分配，或者在紧凑型热交换器的情况下，即在具有开放通道的板式热交换器(也仅从将分配的流体的侧面开放)的情况下，流体分配能够为不同的平行通道之间以及每个通道内的流体分配。在热交换器是蒸发器的情况下，在蒸发器中，要分配的流体是例如处于两相气液物理状态的制冷剂，则在管/通道/通道段的质量流速和蒸汽质量两个方面上，流体的分配由于两相之间的不同流体动力学行为而受损。

因而，通常为热交换器提供流体分配系统，该流体分配系统具有以下目标中的一个或两者：

-从狭窄段到较宽段扩大制冷剂流量，狭窄段或多或少对应于分配系统的进口管段，较宽段具有近似与布置有将被馈送的管或通道的整个区域相对应的延伸部，即：如在管壳式或板式/板壳式热交换器的情况下那样，处于管或通道的内部的延伸部，或者如在具有管壳式结构的降膜或喷膜蒸发器的情况下那样，处于交换表面的外部的延伸部；和

-在待分配的流体中产生高压降，其中所述高压降与包括热交换器的设备的功能兼容，使得分配系统的进入口处的蒸汽质量尽可能得低。这样，相应的空隙率也将具有较低的值，并且流体的分配将受益于更大的液体含量。在蒸气质量等于零的极限条件下，分配效率将是最大的。

在待分配的流体处于单相(无论是液体还是蒸汽)状态的情况下，都在分配系统中引入高压降，该高压降位于每个管/通道/通道段的进入口处(例如通孔)，其中所述高压降远大于与流体沿着在集管和管或通道内部的整个热交换器长度的交叉相对应的压降，这将确保良好分配，因为“路径线路”的路径长度差的影响将较低，其中整个流体流沿整个热交换器长度(进口集管、管/通道、出口集管)分开。所产生的压降随应用类型而变化很大，因此主要考虑制冷剂类型、质量流速、蒸汽质量、温度和/或压力。