殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，該換熱器包括殼體，同軸地設置在殼體內的中心筒，設置在殼體內中心筒上方的氣液分配器，和同軸地布置在中心筒外周的若干圓筒隔板；其中，各圓筒隔板的內徑由內至外依次增大；位于最內側的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側的圓筒隔板與殼體之間均沿周向間隔地設置多個孔板，殼體的腔體被多個圓筒隔板和孔板分隔成多個獨立小腔體；多根纏繞管分別從孔板上穿過，分為多層纏繞中心筒設置。本實用新型專利技術結構簡單，制造方便，可以廣泛應用于海上天然氣浮式平臺的主低溫換熱器。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種纏繞管式換熱器，尤其涉及一種殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器。
技術介紹
纏繞管式換熱器是大型海上天然氣浮式平臺的首選主低溫換熱器，在《液化天然氣技術》(顧安忠著，2004年第1版，P160-169)等公開資料中均有描述。纏繞管式換熱器由多層圓管纏繞中心筒制成，其殼體是一個完整的腔體，殼側制冷劑能夠自由流通，管內熱介質與殼體內冷介質進行熱交換。當纏繞管式換熱器應用于海上浮式平臺時，換熱器會隨平臺一同運動，并可能因這些運動導致換熱器的性能下降。如圖1所示，平臺的運動主要為搖動與轉動。搖動時，換熱器傾斜，使殼側液相制冷劑向傾斜一側流動，傾斜反方向的管壁缺少液相制冷劑覆蓋而不能發揮傳熱的作用，導致整個換熱器的性能下降。轉動時，殼側液相制冷劑在離心力作用下向殼體外層流動，使得殼體內層管壁缺少液相制冷劑覆蓋而不能發揮傳熱的作用，導致整個換熱器的性能下降。如圖2所示，現有技術中有一種在腔體內設置豎直隔板的纏繞管式換熱器，通過將腔體空間分隔成周向分布的扇形空間，解決纏繞管式換熱器因為搖動導致換熱器性能下降問題，但依然無法解決纏繞管式換熱器的轉動導致換熱器性能下降的問題。
技術實現思路
針對上述問題，本技術的目的是提供一種殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，可以同時有效解決轉動、搖動導致的換熱器性能下降問題。為實現上述目的，本技術采取以下技術方案：一種殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，其特征在于，該換熱器包括：殼體，同軸地設置在殼體內的中心筒，設置在殼體內中心筒上方的氣液分配器，和同軸地布置在中心筒外周的若干圓筒隔板；其中，各圓筒隔板的內徑由內至外依次增大；位于最內側的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側的圓筒隔板與殼體之間均沿周向間隔地設置多個孔板，殼體的腔體被多個圓筒隔板和孔板分隔成多個獨立小腔體；多根纏繞管分別從孔板上穿過，分為多層纏繞中心筒設置。各圓筒隔板的頂端和底端分別與氣液分配器的下端板壁面和殼體的下端板壁面固定連接。各孔板沿中心筒周向等角度間隔地設置，且各孔板交錯布置。各孔板上均開設有多個定位孔，多根纏繞管分別從孔板的定位孔內穿過。圓筒隔板、孔板和殼體均采用鋁板或不銹鋼板加工而成。圓筒隔板的厚度為0.5～10毫米；位于最內側的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側的圓筒隔板與殼體之間的間距相等，且均能夠容納不超過5根的纏繞管。孔板的厚度為0.5～5毫米，孔板的寬度與相鄰圓筒隔板的間距一致，定位孔的大小與纏繞管的外徑一致。該換熱器的工作溫度為-162℃～120℃，工作壓力為0～10MPa。本技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本技術的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，通過在纏繞管式換熱器殼體內設置圓筒隔板和孔板，將腔體分割成沿徑向及周向分布的若干獨立腔；在轉動時，殼側制冷劑在離心力作用下向殼體外層流動過程中，會受到徑向分布的圓筒隔板阻擋，保證殼體內層管壁有充足的液相制冷劑覆蓋并參與換熱，解決轉動導致的換熱器性能下降問題；在搖動時，殼側制冷劑向傾斜一側流動過程中，會受到孔板的阻擋，保證傾斜反方向的管壁有足夠的制冷劑覆蓋并參與換熱，解決搖動導致的換熱器性能下降問題；從而可以同時有效解決轉動、搖動導致的換熱器性能下降的問題。2、本技術的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，結構簡單，制造方便，可以廣泛應用于海上天然氣浮式平臺的主低溫換熱器。附圖說明圖1是普通纏繞管式換熱器轉動時殼體內制冷劑的分布示意圖；圖2是帶豎直隔板的纏繞管式換熱器轉動時殼體內制冷劑的分布示意圖；圖3是本技術的結構示意圖；圖4是本技術轉動時殼體內制冷劑的分布示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本技術進行詳細的描述。圖3中虛線箭頭表示熱介質的流動方向，空心箭頭表示制冷劑的流動方向。如圖3和圖4所示，本技術提供的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，其包括殼體1、中心筒2、氣液分配器3、圓筒隔板4、孔板5和纏繞管6；其中，中心筒2同軸地設置在殼體1的腔體內；氣液分配器3設置在中心筒2上方的殼體1的腔體內；若干圓筒隔板4同軸地布置于中心筒2的外周，各圓筒隔板4的內徑由內至外依次增大且相鄰兩圓筒隔板4之間的徑向間距相等，各圓筒隔板4的頂端和底端分別與氣液分配器3的下端板壁面和殼體1的下端板壁面固定連接；位于最內側的圓筒隔板4與中心筒2之間、相鄰兩圓筒隔板4之間以及位于最外側的圓筒隔板4與殼體1之間均沿周向等角度間隔地設置多個孔板5，且各孔板5交錯布置，各孔板5上均開設有多個定位孔51；殼體1的腔體被多個圓筒隔板4和孔板5分隔成多個獨立小腔體；多根纏繞管6分別從孔板5的定位孔51內穿過，分為多層纏繞中心筒2設置。上述實施例中，圓筒隔板4、孔板5與殼體1的材質保持一致，均采用鋁板或不銹鋼板加工而成。上述實施例中，由于殼體1內是0.4MPa以下的低壓空間，圓筒隔板4的厚度設置在0.5毫米至10毫米之間；各層圓筒隔板4的直徑由中心筒2的直徑、纏繞管6的直徑決定，從而保證最內層圓筒隔板4與中心筒2之間、相鄰兩層圓筒隔板4之間能夠容納的纏繞管6不超過5根，同時間距相等。上述實施例中，孔板5的厚度為0.5～5毫米，孔板5的寬度與相鄰圓筒隔板4的間距一致，定位孔51的大小與纏繞管6的外徑一致。上述實施例中，本技術的工作溫度為-162℃～120℃，工作壓力為0～10MPa。本技術的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，在使用時，制冷劑從殼體1上部經氣液分配器3流入由圓筒隔板4和孔板5分隔出的獨立小腔體內，并自上而下沿纏繞管6壁面降膜流下，最后從換熱器底部流出。熱介質在纏繞管6內自下而上流動，通過纏繞管6管壁與殼體1內的制冷劑發生熱交換，最后從換熱器頂部流出。本技術與現有技術相比，通過在殼體1腔體內設置圓筒隔板4，阻擋換熱器轉動時液相制冷劑在離心力作用下向殼體1外層流動，從而保證殼體1內層的纏繞管6管壁有充足的液相制冷劑覆蓋并參與換熱，有效解決了轉動導致換熱器性能下降的問題。上述各實施例僅用于說明本技術，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本技術技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本技術的保護范圍之外。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，其特征在于，該換熱器包括：殼體，同軸地設置在殼體內的中心筒，設置在殼體內中心筒上方的氣液分配器，和同軸地布置在中心筒外周的若干圓筒隔板；其中，各圓筒隔板的內徑由內至外依次增大；位于最內側的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側的圓筒隔板與殼體之間均沿周向間隔地設置多個孔板，殼體的腔體被多個圓筒隔板和孔板分隔成多個獨立小腔體；多根纏繞管分別從孔板上穿過，分為多層纏繞中心筒設置。

【技術特征摘要】
1.一種殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，其特征在于，該換熱器包括：殼體，同軸地設置在殼體內的中心筒，設置在殼體內中心筒上方的氣液分配器，和同軸地布置在中心筒外周的若干圓筒隔板；其中，各圓筒隔板的內徑由內至外依次增大；位于最內側的圓筒隔板與中心筒之間、相鄰兩圓筒隔板之間以及位于最外側的圓筒隔板與殼體之間均沿周向間隔地設置多個孔板，殼體的腔體被多個圓筒隔板和孔板分隔成多個獨立小腔體；多根纏繞管分別從孔板上穿過，分為多層纏繞中心筒設置。2.如權利要求1所述的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，其特征在于，各圓筒隔板的頂端和底端分別與氣液分配器的下端板壁面和殼體的下端板壁面固定連接。3.如權利要求1所述的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構的纏繞管式換熱器，其特征在于，各孔板沿中心筒周向等角度間隔地設置，且各孔板交錯布置。4.如權利要求1所述的殼體內設置圓筒隔板和孔板結構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳杰，密曉光，鹿來運，余思聰，胡蘇陽，浦暉，丁超，
申請(專利權)人：中國海洋石油總公司，中海石油氣電集團有限責任公司，
類型：新型
國別省市：北京;11