[发明专利]一种组合管程式深冷工质气化换热设备

权利要求书

1.一种组合管程式深冷工质气化换热设备，其特征在于：包括依次连接的管箱Ⅰ（1）、管箱Ⅱ（2）、壳程（3）和管箱Ⅲ（4）；还包括连通管箱Ⅰ（1）的空间、管箱Ⅱ（2）的空间与管箱Ⅲ（4）的空间的换热管组（5），所述换热管组（5）贯穿所述管箱Ⅱ（2）和壳程（3）设置；所述管箱Ⅰ（1）上设有用于输入管程介质的管程介质进口（a），管箱Ⅲ（4）上设有用于输出管程介质的管程介质出口（b），壳程（3）上分别设有用于输入壳程介质的壳程介质进口（c）和用于输出壳程介质的壳程介质出口（d）；

所述管箱Ⅰ（1）包括通过管箱筒体Ⅰ（12）连接的封头Ⅰ（11）和设备法兰Ⅰ（13），管箱Ⅱ（2）包括通过管箱筒体Ⅱ（22）连接的设备法兰Ⅱ（23）和兼做设备法兰的管板Ⅰ（21），管箱Ⅲ（4）包括通过管箱筒体Ⅲ（42）连接的封头Ⅱ（41）和设备法兰Ⅲ（43），壳程（3）包括壳程筒体（33）和分别设置在壳程筒体（33）两端的兼做设备法兰的管板Ⅱ（31）、管板Ⅲ（32）；所述设备法兰Ⅰ（13）与管板Ⅰ（21）之间法兰连接，设备法兰Ⅱ（23）与管板Ⅱ（31）之间法兰连接，管板Ⅲ（32）与设备法兰Ⅲ（43）之间法兰连接；所述管程介质进口（a）设置在封头Ⅰ（11）上，管程介质出口（b）设置在封头Ⅱ（41）上，壳程介质进口（c）和壳程介质出口（d）分别设置在壳程筒体（33）的两端；

所述换热管组（5）包括换热管束Ⅰ（51）、换热管束Ⅱ（52）和换热管束Ⅲ（53）；所述换热管束Ⅰ（51）和换热管束Ⅲ（53）的两端部均呈贯通状，所述换热管束Ⅱ（52）的一端部呈贯通状、另一端部呈封闭状；所述换热管束Ⅱ（52）贯穿管板Ⅱ（31）设置，且换热管束Ⅱ（52）的贯通端与管箱Ⅱ（2）的空间连通，换热管束Ⅱ（52）的封闭端设置在壳程（3）的空间内；所述换热管束Ⅰ（51）贯穿管板Ⅰ（21）设置，且换热管束Ⅰ（51）插入换热管束Ⅱ（52）内，所述换热管束Ⅰ（51）一端与管箱Ⅰ（1）的空间连通，换热管束Ⅰ（51）的另一端靠近换热管束Ⅱ（52）的封闭端设置，且换热管束Ⅰ（51）的通道与换热管束Ⅱ（52）的通道连通；所述换热管束Ⅰ（51）的外管面与换热管束Ⅱ（52）的内管面之间，设有用于支撑换热管束Ⅰ（51）和流通管程介质的螺旋形翅片（54）；所述换热管束Ⅲ（53）的两端部均呈贯通状，且换热管束Ⅲ（53）贯穿管板Ⅱ（31）和管板Ⅲ（32）设置，所述换热管束Ⅲ（53）的一端与管箱Ⅱ（2）的空间连通，换热管束Ⅲ（53）的另一端与管箱Ⅲ（4）的空间连通；

所述管箱Ⅰ（1）的空间和换热管束Ⅰ（51）的管内通道组成本换热设备的第一管程，换热管束Ⅱ（52）的管内通道、管箱Ⅱ（2）的空间、换热管束Ⅲ（53）的管内通道和管箱Ⅲ（4）的空间组成本换热设备的第二管程，壳程（3）的空间为本换热设备的壳程；

所述换热管束Ⅰ（51）与管箱Ⅰ（1）空间连通的一端为进口端，换热管束Ⅰ（51）的靠近换热管束Ⅱ（52）封闭端的另一端为出口端，所述换热管束Ⅰ（51）自其进口端穿过管箱Ⅱ（2）并通过换热管束Ⅱ（52）的贯通端插入换热管束Ⅱ（52）中，所述换热管束Ⅰ（51）穿过管箱Ⅱ（2）的一段为第一管段，所述换热管束Ⅰ（51）位于换热管束Ⅱ（52）中一段为第二管段；

管程工质通过换热管束Ⅰ（51）的进口端进入换热管束Ⅰ（51），且管程工质通过换热管束Ⅰ（51）的出口端进入换热管束Ⅱ（52），并通过换热管束Ⅱ（52）的贯通端进入管箱Ⅱ（2），然后经管箱Ⅱ（2）进入换热管束Ⅲ（53）中；在此过程中，第一管段中的管程工质与管箱Ⅱ（2）中的管程工质发生热交换，第二管段中的管程工质与换热管束Ⅱ（52）中的管程工质发生热交换，换热管束Ⅱ（52）、换热管束Ⅲ（53）中的管程工质在运行过程中与其外侧的壳程介质进行热交换，从而防止了换热管束Ⅰ（51）、换热管束Ⅱ（52）和换热管束Ⅲ（53）外侧发生结冰现象。

2.根据权利要求1所述的一种组合管程式深冷工质气化换热设备，其特征在于：所述换热管束Ⅰ（51）、换热管束Ⅱ（52）和换热管束Ⅲ（53）均平行于壳程（3）的轴向设置；所述换热管束Ⅰ（51）和换热管束Ⅱ（52）均位于换热管束Ⅲ（53）的下部。