專利名稱：空分設(shè)備用熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于利用低溫精餾方法的空氣分離設(shè)備上的熱交換器。
技術(shù)背景目前，小型空分設(shè)備精餾塔中的熱交換器，即通常所說(shuō)的冷凝蒸發(fā)器，一直采用傳統(tǒng)的普通管殼式換熱器，它由上連接錐體、下連接錐體、中間筒體、上管板、下管板和一組由傳熱管所構(gòu)成的管束所組成，上述的傳熱管下端開(kāi)口與下塔相通，上端封口，并固定于上、 下兩管板上，由于上下塔的壓力不同，上塔的液氧沸騰溫度比下塔氣氮的冷凝溫度要低，上下形成溫差從而實(shí)現(xiàn)熱交換，液氧在管間沸騰，氣氮在管內(nèi)冷凝，從而保證了上下塔低溫精餾過(guò)程的正常進(jìn)行，但上述結(jié)構(gòu)的熱交換器，由于液氧在管外沸騰并蒸發(fā)，管外的空間較大，而且相互連通，類似于大容器內(nèi)的沸騰過(guò)程，所以它產(chǎn)生的汽泡只能沿管壁上升，很難形成劇烈的泡核沸騰，造成管間沸騰的放熱系數(shù)小，而在管內(nèi)，氣氮在管壁冷凝形成冷凝液膜，該冷凝液膜的熱阻較大，因而氣氮的冷凝放熱系統(tǒng)也不大，造成了兩種介質(zhì)之間的傳熱效率低，它是小型空分設(shè)備單位能耗高的主要原因之一。另外，這種結(jié)構(gòu)的熱交換器，還由于液氧在管外沸騰，造成局部液氧流動(dòng)性不好，使液氧中乙炔和碳?xì)浠衔锏臐舛仍诰植课恢煤鼙蝗菀桩a(chǎn)生過(guò)飽和而折出固定，它們積聚在冷凝蒸發(fā)器傳熱管平滑表面的氣液交界面上，在外界引爆源的作用下，如靜電、氣流的沖擊等很容易引起爆炸。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種傳熱效率高、能耗低、使用安全可靠的空分設(shè)備用熱交換器。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種空分設(shè)備用熱交換器，它包括上連接錐體、下連接錐體、筒體、上管板、下管板及由一組傳熱管所組成的管束等，其主要技術(shù)特征在是所述的傳熱管外表面是帶有眾多微孔的多孔表面層，內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有沿周向均布的多個(gè)縱槽。本實(shí)用新型提高了管外的沸騰放熱系數(shù)和管內(nèi)的冷凝放熱系數(shù)，增加了熱交換器的傳熱效果。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳熱管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為傳熱管內(nèi)表面縱槽結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3所示，熱交換器即冷凝蒸發(fā)器1設(shè)在精餾塔的中部，連接于上塔 2和下塔3，其上部都有上連接錐體4與上塔2相連接，下部有下連接錐體5與上塔2相連接，下部有下連接錐體5與下塔3相連接，中間為筒體6，筒體6的上下兩端固定有上下兩管板7、8，由一組傳熱管9所組成的管束10均布在兩管板之間，傳熱管的下端開(kāi)口與下塔3相通，上端封口，下管板8與傳熱管將上下塔相隔開(kāi)，液氧積聚在上塔底部，即管束9之間，氣氮集中在下塔頂部，進(jìn)入傳熱管內(nèi)，傳熱管的外表面是帶有眾多微孔的多孔表面層11，內(nèi)表面則開(kāi)設(shè)有沿周向均布的多外縱槽12，由于傳熱管外表面多孔表面層上有大量相互串通的微小孔穴，這些微小孔穴提供了眾多的汽化核心，使液氧在表面張力的作用下不斷進(jìn)入孔穴補(bǔ)充汽化的液體，而孔穴中液體只需要很小的過(guò)熱度便可以產(chǎn)生蒸汽泡，汽泡在孔隙中生產(chǎn)、長(zhǎng)大，最后破裂，新的液體不斷進(jìn)入孔穴補(bǔ)充汽化液體，汽化液體在多孔表面作用下有較高的循環(huán)率，起了一個(gè)新型泡核沸騰加速器的作用，使多孔表面的沸騰放熱系數(shù)有了顯著的提高。傳熱管的內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有縱槽，能使上升的汽氮在釋放潛熱后在管內(nèi)壁冷凝成液氮的冷凝液膜，這些液膜受液體表面張力的作用而流入槽底，使槽峰的冷凝液膜變得非常薄，從而大大降低了槽峰處液膜的熱阻，而流至槽底處的冷凝液在重力作用下迅速排出， 使得縱槽膜狀冷凝放熱系數(shù)提高3-4倍。
權(quán)利要求1. 一種空分設(shè)備用熱交換器，它包括上連接錐體、下連接錐體、筒體、上管板、下管板及由一組傳熱管所組成的管束等，其特征在于所述的傳熱管外表面是帶有眾多微孔的多孔表面層，內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有沿周向均布的多個(gè)縱槽。
專利摘要一種空分設(shè)備用熱交換器，涉及一種適用于利用低溫精餾方法的空氣分離設(shè)備上的熱交換器。它包括上連接錐體、下連接錐體、筒體、上管板、下管板及由一組傳熱管所組成的管束等，其主要技術(shù)特征在是所述的傳熱管外表面是帶有眾多微孔的多孔表面層，內(nèi)表面開(kāi)設(shè)有沿周向均布的多個(gè)縱槽。本實(shí)用新型提高了管外的沸騰放熱系數(shù)和管內(nèi)的冷凝放熱系數(shù)，增加了熱交換器的傳熱效果。
文檔編號(hào)F28D7/00GK202126195SQ20112011697
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者施英虎 申請(qǐng)人:浙江遠(yuǎn)大空分設(shè)備有限公司