[其他]高效列管式冷凝蒸发器

说明书

所属技术领域：热交换装置（F28D）

列管式冷凝蒸发器是由许多直管组成管束的换热器。不同的工质在管的内侧沸腾，管外冷凝，或者相反，在管内冷凝，管外沸腾。

目前，空气分离装置的冷凝蒸发器的主要性能如下：

气液工质温差△T管长m工作压力P长管式1.8～2.5K2～3沸腾侧0.13MPa冷凝侧0.5～0.6MPa短管式3～3.5K0.4～1.0

现有列管式冷凝蒸发器在空气分离装置（以下称主冷）中的主要问题有三个：

1.空气分离装置耗电量大，有“电老虎”之称。

2.主冷的材料为铜板和紫铜管，紫铜管的需要量很大。例如：50nm³／h氧气的空气分离装置的主冷铜管需1030根×523mm。

3.高压和中压空气分离装置主冷中局部可能产生乙炔结晶聚集，引起爆炸。

如果主冷中气液温差△T减少1K，那未空气分离装置的电耗能即可减少3％～4％，同时相应缩小空分塔的尺寸，并采取措施减少铜管的数量或传热面，即可节约铜材。

本发明强化了沸腾侧和冷凝侧的传热率，降低气液温差并减少了铜管的数量达到节能，节约有色金属的目的，同时，由于冷凝蒸发器传热过程强化后，改变了热力工况和流动工况及其结构，因而减少了冷凝蒸发器爆炸的可能性。

本发明的高效列管式冷凝蒸发器，沸腾侧采取多孔层表面强化沸腾过程，如附图1所示。附图1中，1是上孔板；2是冷凝液槽；3是多孔层表面；4是锡层。多孔层表面（3）有铜粉烧结、喷涂、机械加工和综合加工四种。根据工质的热物理性能不同，选取不同的多孔层表面，对空气分离装置的高效列管式冷凝蒸发器用烧结或喷涂的多孔层表面为最好。如附图2所示。图2是烧结或喷涂的多孔层表面，颗粒尺寸为40至150微米，多孔层的厚度为0.1至0.5毫米。图4是凹式机械加工多孔层表面，凹口距离b为0.10至0.25毫米，表面A上也可采用0.1毫米厚的喷涂或烧结多孔层。图5是凸式机械加工多孔层表面，凸口距离C为0.10至0.30毫米。图3是烧结或喷涂与机械加工综合加工的多孔层表面。多孔层厚度为0.1至0.5毫米。

本发明的高效列管式冷凝蒸发器，冷凝液槽（2）采用槽形表面，工艺简单、成本低。冷凝液槽（2）的槽形有三种形式：锯齿形、矩形、钎接型。图6是锯齿形冷凝液槽，两齿之间的距离d为0.5至2毫米，齿高1～2毫米。图7是矩形冷凝液槽，槽宽e为1至0.5毫米，槽深1至0.5毫米。图8是钎接型冷凝液槽，钎接块的宽度和两块间距f均为1至0.5毫米，钎接块的高度为1至0.5毫米。

上述的高效列管式冷凝蒸发器，管外是沸腾侧、管内是冷凝侧。相反，也可以是管内作为沸腾侧，管外作为冷凝侧，那未，管内表面即是多孔层表面，管外为冷凝液槽。器中央有一根直径较大的光管。