專利名稱：大型空分用冷凝蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬低溫精餾法空氣分離技術(shù)，尤其適用于大型的空分設(shè)備。
隨著空分設(shè)備容量的增大，所需換熱面積越來越大，為了滿足這一要求，在常規(guī)的冷凝蒸發(fā)器中，使用多只單元并聯(lián)安裝的結(jié)構(gòu)，由于其直徑尺寸受運輸條件的限制不能太大，因此出現(xiàn)了雙層結(jié)構(gòu)的型式，如下層四個單元并聯(lián)，上層三個單元并聯(lián)，上下層之間用隔板分開，以解決運輸?shù)睦щy，即在直徑一定的條件下，利用在高度方向上的擴展來滿足換熱面積的需要。由于單元尺寸在高度方向上受傳熱溫差的限制，如果單元做得很高，液氧溫度會因壓頭的增加而增加，從而減小了傳熱溫差，又導(dǎo)致了換熱面積的增加，所以往往板式單元被做成“矮胖子”，這無疑增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，同時帶來了金屬耗量的增加等弊端。
為克服上述大型空分裝置中冷凝蒸發(fā)器的不利因素，美國專利4606745介紹了多種單元結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)雖然在總體上克服了常規(guī)結(jié)構(gòu)的弊端，但沒達到最完善的地步，本實用新型的目的是在同等的條件下，使冷凝蒸發(fā)器的金耗更少，尺寸更緊湊，結(jié)構(gòu)更簡化。
設(shè)置在上塔15和下塔2之間的冷凝蒸發(fā)器3主要由板式單元21、中心筒4、支管5和封頭6構(gòu)成，為使該冷凝蒸發(fā)器單元更緊湊，在同樣換熱面積下板式單元更輕，板式單元21內(nèi)部不設(shè)置導(dǎo)流片，且沒有無用區(qū)存在。為使液氧蒸發(fā)時的流動更暢通，減少流阻，液氧蒸發(fā)側(cè)翅片19的方向和氣氮冷凝側(cè)封條16、翅片17之間的角度α最好可以按需任意決定，而不受其他條件的約束，而角度變更后，給板式單元的經(jīng)濟指標(biāo)不帶來任何影響，為使氣氧上升流暢，金屬耗量少，起動快，各級液氧槽最好是獨立的，由二個板式單元的側(cè)面和附件組成。


圖1為大型空分用的冷凝蒸發(fā)器示意圖。
圖2為板式單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為大型空分用的冷凝蒸發(fā)器俯視圖。
設(shè)置在上塔15和下塔2之間的冷凝蒸發(fā)器3是由幾個板式單元21組成的，由下塔2上升的氣 經(jīng)中心筒4分配到各支管5a，5b…，該支管和板式單元的封頭6a，6b…相聯(lián)。氣氮經(jīng)氣氮冷凝側(cè)翅片17和經(jīng)液氧蒸發(fā)側(cè)翅片19的液氧進行熱交換，液氧由上塔經(jīng)溢流管1a，1b…流下，翅片17是由單元21的頂端一直通到單元21的底端，冷凝的液氮由板式單元的下封頭10a，10b…匯集，經(jīng)管路11a，11b…流入管路12中，經(jīng)管路13引出塔外，而上塔溢流下的液氧，首先被引入第Ⅰ級中，在其中部分液氧被蒸發(fā)，從液氧槽7a，7b…之上由氧氣出口管14引出或進入上塔，未被蒸發(fā)的液氧由第Ⅰ級經(jīng)溢流管8a，8b…流入第Ⅱ級，液氧在第Ⅱ級的液氧通道中氣化，從液氧槽9a，9b…中冒出，流入上塔，在第Ⅱ級中沒被氣化的液氧，最后從液氧槽9a，9b…中流到第Ⅲ級，繼續(xù)蒸發(fā)，如有第Ⅳ級則繼續(xù)流下去，液氧被分成多級蒸發(fā)，克服了由于板式單元高度增加造成溫差下降的弊端，使主冷結(jié)構(gòu)緊湊，如需排光液氧，則可通過各級排液管20a，20b、20c排出主冷外。
為了增加液氧在主冷筒殼內(nèi)的橫向流動能力，充分考慮了溢流管的設(shè)置，從而使液氧的混合較完善。液氧從上塔經(jīng)溢流管1a，1b…降至第Ⅰ級低液位接液槽7a′，7b′…液氧被蒸發(fā)的同時被帶至高液位的液氧槽7a，7b…，被第一次蒸發(fā)后的液氧在高液位的液氧槽7a，7b…中混合后，從各級的溢流腔22〔Ⅰ〕回流到低液位接液槽7a′，7b′，再次混合，然后經(jīng)溢流管8a8b…降至第Ⅱ級的低液位接液槽9a′，9b′…，液氧被第二次蒸發(fā)的同時，被帶到高液位的液氧槽9a，9b…中，經(jīng)第三次混合后，從各自的溢流腔22〔Ⅱ〕中，回流到低液位接液槽9a′9b′…，經(jīng)混合后，又降到第Ⅲ級…，如此使液氧不斷的混合。
本實用新型為降低能耗，安全運行，降低了液氧蒸發(fā)時的壓力，充分使液氧混合；防爆能力強，為減小設(shè)備的外型尺寸，充分提高了板式單元的有效換熱面積，減小了冷凝蒸發(fā)器的高度。它沒有無效的換熱面積及無效體積，它沒有復(fù)雜的多層式的主冷隔板結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的各級升氣管，因此金耗最省，重量最輕，是目前大型空分裝置中冷凝蒸發(fā)器最完善的結(jié)構(gòu)型式。
權(quán)利要求1.一種大型空分用冷凝蒸發(fā)器，設(shè)置在上塔15和下塔2之間，主要由板式單元21、中心筒4、支管5、封頭6構(gòu)成，其特征在于該板式單元21內(nèi)部不設(shè)置導(dǎo)流片，且沒有無用區(qū)存在，液氧蒸發(fā)側(cè)翅片19的方向和氣氮冷凝側(cè)翅片17之間的角度α可按需確定。
2.一種如權(quán)利要求1所述的冷凝蒸發(fā)器，其特征在于液氧流入的各級液氧槽是獨立的，由二個單元的側(cè)面和附件組成。
專利摘要一種大型空分用的冷凝蒸發(fā)器，設(shè)置在上、下塔之間，主要由板式單元21、中心筒4、支管5、封頭6構(gòu)成。在板式單元的內(nèi)部不設(shè)置導(dǎo)流片，且沒有無用區(qū)存在，液氧蒸發(fā)側(cè)翅片19的方向和氣氮冷凝側(cè)翅片17之間的角度可按需確定。具有能耗低，防爆能力強，有效換熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊的特點。金耗省，重量輕。
文檔編號F25J3/04GK2057739SQ8920724
公開日1990年5月30日 申請日期1989年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月13日
發(fā)明者閻振貴 申請人:杭州制氧機廠