低溫換熱器的製作方法

2023-11-07 18:41:07 1

專利名稱：低溫換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及換熱器領域，尤其涉及一種應用於低溫條件下的換熱器。
背景技術：
目前，低溫貯運技術，如乙烯的低溫貯運技術因為其貯運成本低、貯運安全性高、 操作方便等優點，得到越來越廣泛的應用。其中，乙烯的液化是實現這一技術的重要前提。 現有的低溫換熱主要採用傳統管殼式換熱器進行，換熱效果差，液氮的揮發嚴重，乙烯液化效果不好，造成能源的巨大浪費。並且換熱管韌性差，低溫易脆化而造成斷管，存在一定的安全隱患。發明內容
本發明要解決的技術問題是為克服現有換熱器結構不合理、換熱效果差等不足， 而對現有換熱器進行改進設計，得到一種換熱效率高、安全性能好、適用於超低溫工況的低溫換熱器。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是，提供一種低溫換熱器，包括換熱芯，設置在換熱芯上側面的乙烯進口，設置在該換熱芯左側面的上部的氮氣出口，以及分別設置在該熱芯左右側面的下部的乙烯出口和氮氣進口。其中，換熱芯為鋁製板翅式換熱芯。 乙烯進口的直徑大於乙烯出口的直徑，氮氣出口的直徑大於氮氣進口的直徑。
本發明的第一優選方案為，乙烯進口的直徑為乙烯出口的直徑的7 7. 5倍。
本發明的第二優選方案為，氮氣出口的直徑為氮氣進口的直徑的6 7倍。
本發明的技術優勢在於由於該發動機換熱器採用的是板翅式換熱芯進行換熱， 換熱面積大，換熱係數高，有利於換熱效率的提高。又因為採用的是鋁作為換熱器的材料，鋁在低溫環境中的機械性能和強度仍舊很好，甚至有所提高。當換熱器完成初始溫度為_195°C低溫液氮與初始溫度為37. 8°C的乙烯的低溫換熱時，不會出現一般碳鋼的低溫脆性問題，換熱性能和安全性能均得到有效提高。換熱後，氮氣由液態變為氣態，體積由小變大』乙烯由氣態變為液態，體積由大變小。當乙烯進口的直徑大於乙烯出口的直徑，氮氣出口的直徑大於氮氣進口的直徑時，則可以有效保持換熱芯內部壓強的恆定，保證氮氣和乙烯在換熱芯中能夠完成充分的熱交換以及順利流通。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖I是本發明低溫換熱器實施例的主視圖。
圖2是本發明低溫換熱器實施例的左視圖。
具體實施方式
由圖I所示的低溫換熱器的主視圖以及圖2所示的低溫換熱器的左視圖可知，一種低溫換熱器包括換熱芯1，設置在該換熱芯I上側面的乙烯進口 4，設置在該換熱芯I左側面的上部的氮氣出口 3，以及分別設置在該換熱芯I左右側面的下部的乙烯出口 5和氮氣進口 2。其中，換熱芯I為鋁製板翅式換熱芯，乙烯進口 4的直徑大於乙烯出口 5的直徑，氮氣出口 3的直徑大於氮氣進口 2的直徑。
此外，當乙烯進口 4的直徑為乙烯出口 5的直徑的7 7. 5倍，氮氣出口 3的直徑為氮氣進口 2的直徑的6 7倍時，低溫氮氣與乙烯進行熱交換後，均發生相變，這樣的進出口設計可以有效保證氮氣和乙烯在換熱芯I中的充分熱交換以及保持換熱芯I內壓強恆定，不會使換熱器產生變形和洩漏。
使用設備時，溫度為_195°C低溫液氮從位於換熱芯I右側面的下部的氮氣進口 2 進入換熱芯I中，而溫度為37. 8°C的乙烯從位於換熱芯I上側面的乙烯進口 4進入換熱芯 I中。兩者在換熱芯I中進行熱交換後，液氮吸熱汽化成溫度為-68°C的氮氣從換熱芯I左側面的上部的氮氣出口 3流出，氣態乙烯的熱量被液氮吸收後液化成溫度為_120°C的液態乙烯從換熱芯I左側面的下部的乙烯出口 5流出。由於換熱芯I採用的是鋁製板翅式換熱芯，使得在這樣的超低溫環境下，換熱芯I仍然具有較高的機械性能和強度，換熱效率高， 安全性能好。
本發明並不限於上述實施方式和實施例，在本技術領域人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明構思的前提下做出各種變化。
權利要求
1.ー種低溫換熱器，包括換熱芯(1)，設置在該換熱芯(I)上側面的こ烯進ロ(4)，設置在該換熱芯(I)左側面的上部的氮氣出ロ(3)，以及分別設置在該換熱芯(I)左右側面的下部的こ烯出口( 5 )和氮氣進ロ( 2 )，其特徵在於所述換熱芯(I)為鋁製板翅式換熱芯，所述こ烯進ロ(4)的直徑大於所述こ烯出ロ(5)的直徑，所述氮氣出ロ(3)的直徑大於所述氮氣進ロ(2)的直徑。
2.按照權利要求I所述的低溫換熱器，其特徵在於所述こ烯進ロ(4)的直徑為所述こ烯出ロ(5)的直徑的7 7. 5倍。
3.按照權利要求I或2所述的低溫換熱器，其特徵在於所述氮氣出口(3)的直徑為所述氮氣進ロ(2)的直徑的6 7倍。
全文摘要
本發明公開了一種低溫換熱器，包括換熱芯(1)，設置在該換熱芯上側面的乙烯進口(4)，設置在該換熱芯左側面的上部的氮氣出口(3)，以及分別設置在該換熱芯左右側面的下部的乙烯出口(5)和氮氣進口(2)。換熱芯為鋁製板翅式換熱芯，乙烯進口的直徑大於乙烯出口的直徑，氮氣出口的直徑大於氮氣進口的直徑。採用這樣的結構後，可以得到一種換熱效率高、安全性能好、適用於超低溫工況的低溫換熱器。
文檔編號F25J1/02GK102980425SQ20121045503
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者殷敏偉 申請人:無錫市豫達換熱器有限公司