液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器的製作方法

2023-06-11 16:35:21

專利名稱：液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種低溫沸騰換熱器，特別是一種採用穩定筒來穩定換熱筒液位的液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器。屬於低溫工程與低溫技術領域。
背景技術：
隨著製冷、氣體分離、低溫技術的迅速發展，低溫換熱器的應用越來越廣泛，在國防、航空、醫學等領域佔有越來越重要的位置。低溫換熱器作為低溫設備的主要組成部分，其性能直接影響到低溫設備的經濟指標、安全可靠與發展前途。傳統的低溫沸騰換熱是在一個換熱容器中進行的，在沸騰的狀況下，會引起液位很大的波動，影響了換熱器的整體換熱性能。已有技術中，專利號為CN97235940.0，名稱為「常壓液膜擾動式沸騰換熱器」的實用新型專利是通過燃燒室產生的高溫煙氣將熱量傳給熱媒工質，熱媒工質在一定真空度的密閉容器內相應的飽和溫度下，達到沸騰狀態。然後，熱媒工質以沸騰的方式將熱量傳給冷流體，於是冷流體的溫度升高。根據設置在密閉容器上的液位計顯示當密閉容器內的液位低於設定值時，開啟單向補液閥，將熱媒工質補至液位設定值。從而保證密閉容器內的蒸汽壓力低於當地大氣壓，熱媒液位在正常液位限定範圍內，使換熱器維持正常運行工況。由於液位值對換熱器的正常運行起著重要的作用，但是該實用新型沒有考慮沸騰對液位計顯示值的影響，從而會給液位計的顯示值帶來一定的偏差，沸騰劇烈的情況下，液位波動很大時，將會影響換熱器的正常運行。專利號為CN200510024942.4，名稱為「滿液型緊湊管束蒸發換熱器」的發明專利是在低溫差的條件下也能發生強烈的沸騰現象，從而大大提高換熱器的換熱性能。但是當沸騰現象非常強烈時對液面產生很大的影響，進而會降低換熱器的換熱性能。在低溫下，冷量的價值隨溫度水平的降低而提高，因此必須使冷量損失減到儘可能小的程度。低溫下的沸騰多在小溫差下進行，沸騰會使液面發生劇烈的波動，給液位計的顯示值帶來一定的偏差，從而影響換熱器的換熱量，達不到工程實際所需要的換熱性能。

發明內容
為了克服已有技術的不足和缺陷，本發明提供一種液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器。本發明是通過下述技術方案實現的，本發明將加注液體及裝液位計的穩定筒與沸騰換熱的換熱筒分開，通過氣相連通管、液相連通管和連接板相互連接在一起，減小了沸騰引起的液位計信號波動。本發明包括穩定筒、換熱筒、軸向支撐、徑向支撐、連接板、氣相連通管、液相連通管、液位計、換熱盤管、補液管和匯氣管。其中換熱筒是由換熱筒上封頭、換熱筒下封頭和換熱筒筒體相互焊接而成，穩定筒是由穩定筒上封頭、穩定筒下封頭和穩定筒筒體相互焊接而成。換熱筒和穩定筒通過氣相連通管、液相連通管和兩塊連接板相互連接在一起，液位計安裝在穩定筒筒體外壁上，四根軸向支撐分別對稱固定在穩定筒筒體和換熱筒筒體上部外側，兩根徑向支撐分別固定在穩定筒筒體和換熱筒筒體中部外側相對應的位置上。穩定筒上封頭中部開有排氣口，兩側分別開有液體入口和進氣口；穩定筒下封頭中部開有液體出口。換熱筒上封頭中部開有出氣口；換熱筒下封頭中部開有液體入口，兩側分別開有換熱盤管入口和換熱盤管出口。液相連通管的兩端分別與換熱筒下封頭液體入口和穩定筒下封頭液體出口相連；氣相連通管的一端與換熱筒上封頭出氣口相連，另一端穿過穩定筒上封頭進氣口與匯氣管相連，匯氣管是一圓環形的管子，水平置放在穩定筒上部，圓環形匯氣管的內側均勻開有若干小孔。換熱盤管兩端分別與換熱筒下封頭的換熱盤管入口和換熱盤管出口相連。補液管從穩定筒上封頭的液體入口插入穩定筒底部。
該換熱器採用雙面鍍鋁滌綸薄膜或鋁箔與隔熱紙一一間隔組合的絕熱結構。換熱器穩定筒筒體比換熱筒筒體高，而且穩定筒的頂部高於換熱筒的頂部。這樣的布置使得穩定筒中的氣腔高度增高，減少了過量的加注液體，換熱筒中氣體發生夾帶液滴的話，在穩定筒內起到氣液分離器的作用，有效防止了液體的損失。
本發明將將加注液體及裝液位計的穩定筒與沸騰的換熱筒分開布置，通過氣相連通管、液相連通管和連接板相互連接在一起。換熱筒殼體內低溫液體沸騰後生成的氣體通過氣相連通管進入到穩定筒上部，與圓環形的匯氣管相連接。在穩定筒內，進入穩定筒的氣體會對液面產生衝擊力。為了降低氣流對液位的衝擊，在匯氣管內側均勻開有小孔，使氣體沿水平方向噴出。匯氣管的作用一是為了使氣流均勻，另一個是起到氣液靜止分離器的作用，降低氣流對液位的衝擊，使液位指示穩定。另外，補液管從穩定筒上封頭的液體入口插入穩定筒底部，也減小了加注低溫液體對穩定筒液面的衝擊。最終使該換熱器的液面指示穩定。
本發明的有益效果由於低溫液體的沸騰換熱與液位計的指示是分別在兩個筒體中進行的，減小了沸騰引起的液位計信號波動；圓環形匯氣管的使用，使氣流均勻，降低氣流對液位的衝擊。使低溫沸騰換熱器的液位指示穩定，提高了低溫沸騰換熱器的換熱性能，具有顯著的經濟效益和社會效益。


圖1是本發明低溫沸騰換熱器外形結構主示意圖；圖2是本發明低溫沸騰換熱器外形結構左側示意圖；圖3是本發明低溫沸騰換熱器內部結構示意圖；圖中，1是軸向支撐、2是補液管、3是穩定筒液體入口、4是穩定筒上封頭、5是穩定筒筒體、6是差壓式液位計、7是徑向支撐、8是連接板、9是穩定筒下封頭、10是穩定筒液體出口、11是液相連通管、12是換熱筒液體入口、13是換熱筒下封頭、14是換熱筒筒體、15是換熱筒上封頭、16是穩定筒進氣口、17是氣相連通管、18是換熱盤管入口、19是換熱盤管出口、20是穩定筒排氣口、21是匯氣管、22是換熱盤管、23換熱筒出氣口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施作進一步描述。如圖1、圖2和圖3所示，本發明包括穩定筒、換熱筒、四根軸向支撐1、兩根徑向支撐7、連接板8、氣相連通管17、液相連通管11、差壓式液位計6、換熱盤管22、補液管2和匯氣管21。其中換熱筒是由換熱筒上封頭15、換熱筒下封頭13和換熱筒筒體14相互焊接而成，穩定筒是由穩定筒上封頭4、穩定筒下封頭9和穩定筒筒體5相互焊接而成。換熱筒和穩定筒通過氣相連通管17、液相連通管11和兩塊連接板8相互連接在一起，差壓式液位計6安裝在穩定筒筒體5的外壁上，四根軸向支撐1分別對稱固定在穩定筒筒體5和換熱筒筒體14上部外側，兩根徑向支撐7分別固定在穩定筒筒體5和換熱筒筒體14中部外側相對應的位置上。穩定筒上封頭4中部開有穩定筒排氣口20，兩側分別開有穩定筒液體入口3和穩定筒進氣口16；穩定筒下封頭9中部開有穩定筒液體出口10。換熱筒上封頭15中部開有換熱筒出氣口23；換熱筒下封頭13中部開有換熱筒液體入口12，兩側分別開有換熱盤管入口18和換熱盤管出口19。液相連通管11的兩端分別與換熱筒液體入口12和穩定筒液體出口10相連；氣相連通管17的一端與換熱筒出氣口23相連，另一端穿過穩定筒進氣口16與匯氣管21相連，匯氣管21是一圓環形的管子，水平置放在穩定筒上部，圓環形匯氣管21的內側均勻開有若干小孔。換熱盤管22兩端分別與換熱筒的換熱盤管入口18和換熱盤管出口19相連。補液管2從穩定筒液體入口3插入穩定筒底部。
該換熱器採用雙面鍍鋁滌綸薄膜或鋁箔與隔熱紙一一間隔組合的絕熱結構。換熱器穩定筒筒體5比換熱筒筒體14高，而且穩定筒的頂部高於換熱筒的頂部。這樣的布置使得穩定筒中的氣腔高度增高，減少了過量的加注液體，換熱筒中氣體發生夾帶液滴的話，在穩定筒內起到氣液分離器的作用，有效防止了液體的損失。
為了減小系統漏熱，本發明的軸向支撐1和徑向支撐7均採用玻璃鋼材料。除了軸向支撐1和徑向支撐7外，所有部件材料都採用0Cr18Ni9不鏽鋼。
權利要求
1.一種液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器，包括換熱筒、四根軸向支撐(1)、兩根徑向支撐(7)、差壓式液位計(6)、換熱盤管(22)和補液管(2)，其特徵在於還包括穩定筒、連接板(8)、氣相連通管(17)、液相連通管(11)和匯氣管(21)，其中換熱筒是由換熱筒上封頭(15)、換熱筒下封頭(13)和換熱筒筒體(14)相互焊接而成，穩定筒是由穩定筒上封頭(4)、穩定筒下封頭(9)和穩定筒筒體(5)相互焊接而成，換熱筒和穩定筒通過氣相連通管(17)、液相連通管(11)和兩塊連接板(8)相互連接在一起，差壓式液位計(6)安裝在穩定筒筒體(5)的外壁上，四根軸向支撐(1)分別對稱固定在穩定筒筒體(5)和換熱筒筒體(14)上部外側，兩根徑向支撐(7)分別固定在穩定筒筒體(5)和換熱筒筒體(14)中部外側相對應的位置上，穩定筒上封頭(4)中部開有穩定筒排氣口(20)，兩側分別開有穩定筒液體入口(3)和穩定筒進氣口(16)；穩定筒下封頭(9)中部開有穩定筒液體出口(10)，換熱筒上封頭(15)中部開有換熱筒出氣口(23)；換熱筒下封頭(13)中部開有換熱筒液體入口(12)，兩側分別開有換熱盤管入口(18)和換熱盤管出口(19)，液相連通管(11)的兩端分別與換熱筒液體入口(12)和穩定筒液體出口(10)相連；氣相連通管(17)的一端與換熱筒出氣口(23)相連，另一端穿過穩定筒進氣口(16)與匯氣管(21)相連，匯氣管(21)是一圓環形的管子，水平置放在穩定筒上部，圓環形匯氣管(21)的內側均勻開有若干小孔，換熱盤管(22)兩端分別與換熱筒的換熱盤管入口(18)和換熱盤管出口(19)相連，補液管(2)從穩定筒液體入口(3)插入穩定筒底部。
2.根據權利要求1所述的液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器，其特徵是所述的換熱器穩定筒筒體(5)比換熱筒筒體(14)高，穩定筒的頂部位置高於換熱筒的頂部。
3.根據權利要求1所述的液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器，其特徵是所述的軸向支撐(1)和徑向支撐(7)均採用玻璃鋼材料，除了軸向支撐(1)和徑向支撐(7)外，所有部件材料都採用0Cr18Ni9不鏽鋼。
4.根據權利要求1所述的液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器，其特徵是所述的換熱器的絕熱結構是採用雙面鍍鋁滌綸薄膜或鋁箔與隔熱紙一一間隔組合而成。
全文摘要
液位指示穩定的補液式低溫沸騰換熱器屬於低溫工程與低溫技術領域，包括穩定筒、換熱筒、軸向支撐、徑向支撐、連接板、氣相連通管、液相連通管、液位計、換熱盤管、補液管和匯氣管。本發明將加注液體及裝液位計的穩定筒與沸騰換熱的換熱筒分開，通過氣相連通管、液相連通管和連接板相互連接在一起。由於低溫液體的沸騰換熱與液位計的指示是分別在兩個筒體中進行的，減小了沸騰引起的液位計信號波動；圓環形匯氣管的使用，使氣流均勻，降低氣流對液位的衝擊。使低溫沸騰換熱器的液位指示穩定，提高了低溫沸騰換熱器的換熱性能，具有顯著的經濟效益和社會效益。
文檔編號F28F23/00GK1936488SQ20061011727
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月19日 優先權日2006年10月19日
發明者汪榮順, 石玉美, 陳樹軍 申請人:上海交通大學