[发明专利]一种多介质深冷用绕管式能量交换器

说明书

本发明公开了一种多介质深冷用绕管式能量交换器，涉及热交换技术领域，交换器包括外壳和内壳，外壳与内壳之间填充有隔热材料，通过隔热材料将外界温度与内壳内部的温度隔绝，内壳中安装有若干根换热管，每根换热管均由多段换热管组成，每相邻两段换热管之间通过笔直的直管连通，内壳中在每个直管处均安装有搅流斗，搅流斗对内壳中流动的介质进行搅动，使介质在流动过程中产生乱流，提高介质与换热管之间的能量交换效果，多个搅流斗在内壳中对介质进行多次搅流，提高介质的能量利用效率，以及提高换热管中介质的降温效果。

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，具体为一种多介质深冷用绕管式能量交换器。

背景技术

深冷是指-100℃以下的温度，在工业上可以分为化工行业的气体液化技术，以及材料行业的深冷处理。达到-100℃以下低温的冷冻技术，实质上就是气体液化的技术。

据调查，全球百万吨级大型天然气液化工厂都采用LNG绕管式换热器作为主低温换热器， LNG绕管式换热器是天然气液化领域的大国重器。LNG绕管式换热器具有结构紧凑、可以多种介质同时换热、热膨胀可自行补偿、操作压力高等特点，可实现单体设备大型化，能有效避免多台板翅式换热器并联带来的分配不均等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多介质深冷用绕管式能量交换器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多介质深冷用绕管式能量交换器，所述能量交换器包括交换器，所述交换器上设置有进液管、出液管，交换器内部安装有上管板及下管板，所述上管板及下管板之间安装有若干根换热管以及中心筒，每根所述换热管均由多段换热管组成，所述交换器内部在每相邻两段换热管安装有搅流斗。交换器包括外壳和内壳，外壳与内壳之间填充有隔热材料，通过隔热材料将外界温度与内壳内部的温度隔绝，内壳中安装有若干根换热管，每根换热管均由多段换热管组成，每相邻两段换热管之间通过笔直的直管连通，内壳中在每个直管处均安装有搅流斗，搅流斗对内壳中流动的介质进行搅动，使介质在流动过程中产生乱流，提高介质与换热管之间的能量交换效果，多个搅流斗在内壳中对介质进行多次搅流，提高介质的能量利用效率，以及提高换热管中介质的降温效果。

所述搅流斗包括外环、若干个承载环以及一个内管，所述外环位于若干个承载环外侧，所述内管位于若干个承载环的内侧，若干个所述承载环的外径及内径均不相同，若干个承载环套设在一起且圆心在同一条直线上，位于外圈的承载环的内径大于位于内圈的承载环的外径，位于内圈的所述承载环的高度低于位于外圈的承载环的高度，若干个所述承载环之间通过支板连接，每个所述承载环上均设置有搅流板，所述外环与交换器内壁连接，所述内管套设在中心筒上。外环固定在交换器的内壁上，内管套在中心筒的外壁上，外环、若干个承载环以及内管形成斗状结构，承载环对流动在交换器中的介质或制冷液进行分流，斗状的设置减少对介质流速的影响，搅流板转动安装在承载环上，搅流板在介质的冲击下在介质中摇摆，搅流板对分流后的介质进行搅动，实现介质的流动和位置的更换。

每个所述承载环上均开设有若干个限位槽，每个所述限位槽的位置均转动安装有套管，所述搅流板与套管固定，搅流板一端安装有搅流爪，所述搅流爪中安装有重心体。搅流爪为弧形结构且弯曲角度最大的位置处安装有重心体，重心体改变搅流爪的重心，从而影响搅流板与承载环之间的角度，使搅流板倾斜在承载环上，且搅流板倾斜时，搅流爪的前端(即搅流爪远离搅流板的一端)突出搅流板，介质在经过搅流板时冲击在搅流爪上，使搅流爪带动搅动板转动，当搅流板与介质的流动方向平行时，搅流爪的前端与搅流板平行，此时搅流爪受到的介质的冲击力变小，搅流板在重心体的影响下再次发生倾斜，之后，搅流爪再次被介质冲击，以此反复，搅流板实现对介质的搅流。

所述承载环上在每个限位槽的位置处均安装有压电环，每个所述套管内侧均转动安装有压电球，所述压电球使压电环发生形变，所述压电球由导电材料制成，所述承载环内部安装有导线；

所述搅流板上安装有若干个控温板；