一種配管以及具有該配管結構的大型冷箱的製作方法

2023-06-18 21:01:36

本實用新型屬於低溫換熱技術領域，尤其是涉及一種配管以及具有該配管結構的大型冷箱。

背景技術：

大型冷箱是化工換熱工藝中的重大核心設備，可應用於超大型空分、百萬噸級乙烯、大型液化以及大型煤制油等生產裝置。由於面臨裝置大型化與工作條件極端化的發展趨勢，冷箱內的流體均配與傳熱優化已成為其發展的主要技術瓶頸。

板翅式換熱器是冷箱中的核心部件，在使用中經常將兩個或多個相同的板翅式換熱器進行串聯或並聯，從而組成大型的板翅式換熱器組裝體。實際冷箱中各串並聯板翅式換熱器組裝體通過相應的配管進行連接。由於配管結構問題一般都無法保證流入每個板翅換熱器入口的流量相等，從而造成不同板翅式換熱器通過流體的流量不等，降低整個板翅式換熱器組的換熱效率。

經對現有技術的文獻檢索發現，已有專利CN200680027238，通過在配管中設置將配管流路分成多個細流路的分流結構來解決配管分流不均勻的問題。但該技術僅能解決換熱器流道兩相流體分布不均問題，無法解決換熱器串並聯時總體上的流體分布不均問題。

技術實現要素：

針對大型冷箱的配管分流不均造成的換熱器組裝體性能而下降的不足，本實用新型提出一種新的配管的結構。

本實用新型是通過以下技術方案實現，一種配管，包括分配管和支路匯合管；分配管上設置有N個支路開口，N>1；支路匯合管為三叉管，包括第一分支、第二分支和第三分支；第二分支與第三分支是以第一分支為軸的軸對稱結構；分配管和支路匯合管的數量分別為2根和N件；一根分配管上的支路開口與另一根分配管上的支路開口通過第二分支和第三分支逆序對應連接。

進一步地，還包括總管；總管為分叉管，分叉數量為M個，分別為第一分叉管路、第二分叉管路、……第M-1分叉管路和第M分叉管路，M>2；第二分叉管路、……第M-1分叉管路和第M分叉管路兩兩之間均是以第一分叉管路為軸的軸對稱結構；兩根分配管分別與第二分叉管路、……第M-1分叉管路和第M分叉管路中的任意兩條管路連接。

進一步地，M＝3，總管呈T字形。

進一步地，支路匯合管的直徑是總管的直徑的1/3～1/2。

進一步地，總管與分配管以焊接方式連接；分配管與和支路匯合管以焊接方式連接。

在一種具體實施方式中，總管、分配管和支路匯合管的材質為鋁或不鏽鋼。

在另一種具體實施方式中，總管、分配管和支路匯合管的材質與大型冷箱的其他管道材質保持一致。由於大型冷箱的殼體內是是大於2mPa的高壓空間，管壁厚度需要根據實際壓力決定；管直徑由具體設計流量決定。

進一步地，支路匯合管呈T字形。

進一步地，分配管呈L字形。

進一步地，分配管包括彼此連接的垂直段和水平段；分配管的N個支路開口均設置在水平段上。

本實用新型還涉及一種大型冷箱，包括如上所述的配管。

進一步地，配管的數量為多個。

有益效果是：解決了換熱器組裝體的性能下降問題，尤其是板翅式換熱器組裝體的性能下降問題。通過在配管中設置對稱的流路結構，並在最後的出口處對對稱流路的支路進行匯合來均衡多個支路的流體流量，減少進入不同換熱器(比如板翅式換熱器)流體的流量不均勻性，改善換熱器組裝體的性能。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個具體實施方式中的配管的結構示意圖。

圖2是現有技術中的配管對流體進行分布的結構示意圖。

圖3是本實用新型所涉及的配管對流體進行分布的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作詳細說明。

圖1示出了本實用新型的一個具體實施例。在該實施例中，配管包括總管1、分配管2和支路匯合管3。總管1為M叉管(這裡M為3)，呈T字形，包括第一分叉管路11、第二分叉管路12和第三分叉管路13；第二分叉管路12與第三分叉管路13是以第一分叉管路11為軸的軸對稱結構。兩根分配管2分別與第二分叉管路12和第三分叉管路13連接。分配管2呈L字形，包括垂直段21和水平段22。在水平段22上設置有N個支路開口221，這裡N為3。支路匯合管3為三叉管，呈T字形，包括第一分支31、第二分支32和第三分支33。支路匯合管3的數量與一根分配管2上的支路開口221的數量相同，這裡也為3。一根分配管2上的支路開口221與另一根分配管2上的支路開口221通過第二分支32和第三分支33逆序對應連接。

逆序對應連接具體可見圖3，從與總管1的連接方向向前數，分配管2上依次設置的支路開口包括第一支路開口23、第二支路開口24和第三支路開口25。通過3根支路匯合管3，一根分配管2上的第一支路開口23、第二支路開口24和第三支路開口25分別與另一根分配管2上的第三支路開口25、第二支路開口24和第一支路開口23連接。

現有技術中流體很難實現均分，如圖2所示。經過3支分流後，每支分得的流體的百分含量分別為25％、30％和45％，完全不等。從而造成不同換熱器通過流體的流量不等，降低整個換熱器組的換熱效率。

在圖2和圖3中，箭頭表示流體方向；以最初進入配管的流體為100％，百分數值表示流體的量佔最初進入配管的流體的百分含量。

本實用新型的配管則可以基本上均分流體，如圖3所示。從總管1進入的流體(含量100％)均分成兩股，分別進入2根分配管2，每根分配管2得到50％的流體。這50％的流體通過第一支路開口23、第二支路開口24和第三支路開口25的流體百分含量分別為12.5％、15％和22.5％。當兩根分配管2上的第一支路開口23、第二支路開口24和第三支路開口25通過支路匯合管3逆序對應連接後，則從支路匯合管3的第一分支31流出的流體的百分含量大體上均分為三股，分別為35％、30％和35％。這樣就比現有技術，比如圖2所示的分配均勻了很多，從而解決了換熱器組裝體的性能下降問題。

上述實施例中M＝3，N＝3。實際上M可以為任意>2的整數，N可以為任意>1的整數。

本實用新型還涉及一種大型冷箱，具有如上所述的配管。配管的數量為1個或者多個。

以上詳細描述了本實用新型的一個具體實施方式，僅為了說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓本領域技術人員能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。