[其他]套管式冷凝蒸发器

说明书

本实用新型属于低温技术和化工技术，可用于空气分离装置及其他混合气体分离装置。

在一般的空气分离装置及其他混合气体分离装置中，都有冷凝蒸发器，目前实际使用的冷凝蒸发器有管式和板式两种。管式的效率很低，板式的价格昂贵且难以适用于小型设备。本实用新型是现有管式冷凝蒸发器的改进。现有的管式冷凝蒸发器中是一些单层的光滑管，效率较低，可参阅《制冷及低温技术》中册，第117－118页，机械工业出版社1981年出版。

本实用新型的目的是提高冷凝蒸发器的效率，降低其成本，并能适用于大、中、小型的各种设备。

本实用新型的外壳大体上呈圆筒形，但上部较粗，两端外凸（图1）。在外壳内固定着四块垂直于中心线的花板7，6，5，8，依次把外壳内的空间分为五个部分：顶腔17、上腔16、中腔20、下腔18和底腔19。在上花板6的中央有一个圆孔，在中腔的中央有一根中心管11，其上端焊接在上花板6的中央圆孔的边缘上，使中心管内的空间与上腔连通，中心管的下端固定在下花板5上，但中心管内的空间并不与下腔通连，而是通过一根细管23通向外壳的外面。在中腔中有许多平行于中心管的套管25，套管由套在一起的内、外两根管子构成（图2）。在花板6和花板5的相应位置上有许多小圆孔，每一根外管的上下两端刚好分别穿过花板6上的一个小圆孔和花板5上的一个小圆孔（图2），并分别与花板6和5焊接在一起，使得外管21和内管22之间的空间同上腔和下腔相通连，在顶花板7和底花板8上有一些更小的圆孔，每一根内管的上下两端刚好分别穿过花板7上的一个小圆孔和花板8上的一个小圆孔（图2），并与花板7和8焊接在一起，使内管中的空间同顶腔和底腔相通连。在上腔中放置了一些填料。在本实用新型的外壳上还有若干管道口通向内部，图1中画出了六个，其中9和12通向中腔，10，15，14，13分别通向顶腔、上腔、下腔和底腔。

在用于空气分离装置时，本实用新型的工作情况如下：下塔的氮气经过管路9和10分别进入中腔和顶腔，进入顶腔的部分再进入内管，两部分氮气分别在外管的外表面3和内管的内表面4上冷凝，冷凝后的液氮分别通过管路12和13送入上塔和下塔。液氧由上塔流出，经过管路14进入下腔，再进入外管和内管之间的空间并沸腾，产生的氧气和一些液滴一起进入上腔，经过填料24后，氧气由管路15流出，液滴则落入中心管的下方，用液泵通过细管23抽出部分液氧再送往液氧循环系统。

本实用新型的优点在于传热率高、成本低、体积紧凑，并使整个气体分离装置降低电耗。

由于采用了套管式，与单管式和板式相比，本实用新型的传热率较高；如果在传热面3和4上适当地作强化处理，其传热率更高。由于传热率的提高，可使温差缩小（在空气分离装置中可小于1.8K），从而降低下塔压力，使整个装置的电耗下降。与现有的板式冷凝蒸发器比较，本实用新型的成本显著地低，并能用于高压装置。除用于空气分离装置外，本实用新型还可用于天然气分离，合成氨尾气利用，石油气分离和制冷装置等。

附图说明，图1是本实用新型的整体示意图，其中的点划线25表示套管。图2是单根套管的示意图。在附图中，1是外管内表面，2是内管外表面，3是外管外表面，4是内管内表面，5是下花板，6是上花板，7是顶花板，8是底花板，9是中腔入口，10是顶腔口，11是中心管，12是中腔出口，13是底腔口，14是下腔口，15是上腔口，16是上腔，17是顶腔，18是下腔，19是底腔，20是中腔，21是外管，22是内管，23是细管，24是填料，25是套管。

制作本实用新型的材料可以是紫铜和黄铜，或铝合金。对外管的外表面3和内管的内表面4可以拉上一些槽或焊上一些金属条（平行于中心线），提高传热率；外管的内表面1和内管的外表面2可以是多孔性传热面。填料可以是铜丝或拉西环。