【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及換熱器，具體涉及一種套管換熱器系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隔膜式壓縮機(jī)是氫能產(chǎn)業(yè)的重要裝備，本技術(shù)以22mpa為對(duì)象。其工作原理是氫氣依次通過(guò)兩個(gè)缸體壓縮，由入口的2mpa提升到11mpa，然后再提升到22mpa。氫氣加壓后溫度大幅升高，需將套管換熱器分別設(shè)置在兩級(jí)缸體排氣口處，將高壓氫氣溫度從約130℃降低到常溫(約30℃)，以便進(jìn)入下一級(jí)氣缸或氫氣儲(chǔ)罐。
2、套管換熱器在達(dá)到熱交換效果的同時(shí)盡量減少壓力損失。由于空間有限，傳統(tǒng)套管換熱器通過(guò)彎頭和聯(lián)通管依次串聯(lián)各條等徑管道。等徑管道內(nèi)徑約為35mm，氫氣在該等徑管道內(nèi)流動(dòng)速度較低，傳熱系數(shù)不高，因而必須采用3條等徑管道串聯(lián)才能達(dá)到換熱要求。3條等徑管道串聯(lián)存在兩處拐彎處，氫氣流經(jīng)該3組等徑管道的過(guò)程中壓力損失較大，導(dǎo)致制造成本偏高。
3、根據(jù)氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)方程，相同容積情況下氣體的壓力與溫度成正比。傳統(tǒng)套管換熱器內(nèi)的氫氣流經(jīng)相同管徑的換熱管，溫度從約130℃快速降低到30℃左右，壓力會(huì)出現(xiàn)約20％的降低，導(dǎo)致無(wú)論繼續(xù)壓縮或儲(chǔ)存都難以達(dá)到最初設(shè)計(jì)壓力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的是提供一種套管換熱器系統(tǒng)，其能夠減少套管換熱器的彎頭數(shù)量，減小換熱過(guò)程的壓力損耗，同時(shí)確保換熱效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種套管換熱器系統(tǒng),包括隔膜式壓縮機(jī)、一級(jí)套管換熱器和二級(jí)套管換熱器，隔膜式壓縮機(jī)包括一級(jí)壓縮缸和二級(jí)壓縮缸，一級(jí)套管換熱器包括一級(jí)第一管道
4、具體地，一級(jí)第一管道的內(nèi)徑為28mm，一級(jí)第二管道的內(nèi)徑為24mm，二級(jí)第一管道的內(nèi)徑為20mm，二級(jí)第二管道的內(nèi)徑為17mm。
5、具體地，一級(jí)第一管道與一級(jí)第二管道平行且并列設(shè)置，一級(jí)第一管道的出氣端通過(guò)一級(jí)第一彎頭與一級(jí)聯(lián)通管的進(jìn)氣端連接，一級(jí)聯(lián)通管的出氣端通過(guò)一級(jí)第二彎頭與一級(jí)第二管道的進(jìn)氣端連接，一級(jí)聯(lián)通管的內(nèi)壁呈錐狀，一級(jí)第一管道的內(nèi)徑與一級(jí)第一彎頭及一級(jí)聯(lián)通管的進(jìn)氣端內(nèi)徑相同，一級(jí)聯(lián)通管的出氣端內(nèi)徑與一級(jí)第二彎頭及一級(jí)第二管道的內(nèi)徑相同。
6、具體地，一級(jí)聯(lián)通管的內(nèi)壁錐度為0.027-0.029。
7、具體地，二級(jí)第一管道與二級(jí)第二管道平行且并列設(shè)置，二級(jí)第一管道的出氣端通過(guò)二級(jí)第一彎頭與二級(jí)聯(lián)通管的進(jìn)氣端連接，二級(jí)聯(lián)通管的出氣端通過(guò)二級(jí)第二彎頭與二級(jí)第二管道的進(jìn)氣端連接，二級(jí)聯(lián)通管的內(nèi)壁呈錐狀，二級(jí)第一管道的內(nèi)徑與二級(jí)第一彎頭及二級(jí)聯(lián)通管的進(jìn)氣端內(nèi)徑相同，二級(jí)聯(lián)通管的出氣端內(nèi)徑與二級(jí)第二彎頭及二級(jí)第二管道的內(nèi)徑相同。
8、具體地，二級(jí)聯(lián)通管的內(nèi)壁錐度為0.027-0.029。
9、具體地，兩個(gè)一級(jí)殼程套筒通過(guò)兩條第一液流管連通，兩條第一液流管分別靠近于一級(jí)殼程套筒的頭端和尾端。
10、具體地，兩個(gè)二級(jí)殼程套筒通過(guò)兩條第二液流管連通，兩條第二液流管分別靠近于二級(jí)殼程套筒的頭端和尾端。
11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果：
12、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體狀態(tài)方程p×v＝n×r×t，在氫氣流經(jīng)一級(jí)第一管道與一級(jí)第二管道而被冷卻的過(guò)程中，其壓強(qiáng)也會(huì)隨之下降，為避免其壓強(qiáng)下降，一級(jí)第一管道的內(nèi)徑為28mm，為現(xiàn)有技術(shù)中的等徑管道(圖未示出，內(nèi)徑為35mm)內(nèi)徑的80％。一級(jí)第二管道的內(nèi)徑為24mm，為一級(jí)第一管道內(nèi)徑的87％。如此，管道內(nèi)單位長(zhǎng)度段的“氫氣柱”在輸送過(guò)程中，其直徑不斷減小，從而迫使該“氫氣柱”的體積不斷縮小，從而抵消溫度降低對(duì)其壓強(qiáng)的影響。再者，由于一級(jí)第一管道與一級(jí)第二管道的內(nèi)徑均比現(xiàn)有技術(shù)中的等徑管道小，使得流經(jīng)其內(nèi)的氫氣流速相對(duì)較快，從而提高了單位時(shí)間氫氣與冷卻水的熱交換效率，使得增壓升溫后的氫氣(11mpa,130℃)只經(jīng)過(guò)一級(jí)第一管道與一級(jí)第二管道這兩條管道的長(zhǎng)度距離(經(jīng)過(guò)一次拐彎)，即冷卻至合適的溫度而輸送至二級(jí)壓縮缸。由于在上述過(guò)程中氫氣只經(jīng)過(guò)一次拐彎，其壓力損失相對(duì)較小。
13、在上述兩個(gè)因素的共同作用下，一級(jí)第二管道出氣口輸出的氫氣得以保壓降溫(11mpa,約30℃)，該氫氣被輸入至二級(jí)壓縮缸進(jìn)一步加壓。經(jīng)二級(jí)壓縮缸進(jìn)一步加壓后得到高壓升溫的氫氣(22mpa,130℃)，該氫氣依次通過(guò)二級(jí)第一管道和二級(jí)第二管道而被冷卻但保持壓強(qiáng)。從二級(jí)第二管道出氣口輸出的氫氣壓強(qiáng)保持為22mpa，溫度降至約30℃，可輸送至下級(jí)壓縮機(jī)或氫氣儲(chǔ)罐。二級(jí)第一管道于二級(jí)第二管道的冷卻保壓原理如上述，在此不再贅述。
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1.一種套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：包括隔膜式壓縮機(jī)、一級(jí)套管換熱器(2)和二級(jí)套管換熱器(3)，隔膜式壓縮機(jī)包括一級(jí)壓縮缸(11)和二級(jí)壓縮缸(12)，一級(jí)套管換熱器(2)包括一級(jí)第一管道(21)和一級(jí)第二管道(22)，一級(jí)第一管道(21)與一級(jí)第二管道(22)通過(guò)一級(jí)聯(lián)通管(23)連接，一級(jí)第一管道(21)與一級(jí)第二管道(22)外均包裹有一級(jí)殼程套筒(24)，兩個(gè)一級(jí)殼程套筒(24)通過(guò)液流管連通，兩個(gè)一級(jí)殼程套筒(24)分別設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口，二級(jí)套管換熱器(3)包括二級(jí)第一管道(31)和二級(jí)第二管道(32)，二級(jí)第一管道(31)與二級(jí)第二管道(32)通過(guò)二級(jí)聯(lián)通管(33)連接，二級(jí)第一管道(31)與二級(jí)第二管道(32)外均包裹有二級(jí)殼程套筒(34)，兩個(gè)二級(jí)殼程套筒(34)通過(guò)液流管連通，兩個(gè)二級(jí)殼程套筒(34)分別設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口，一級(jí)壓縮缸(11)的出氣口與一級(jí)第一管道(21)連接，一級(jí)第二管道(22)與二級(jí)壓縮缸(12)的進(jìn)氣口連接，二級(jí)壓縮缸(12)的出氣口與二級(jí)第一管道(31)連接，一級(jí)第一管道(21)的內(nèi)徑為27mm-29mm，一級(jí)第二管道(
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：一級(jí)第一管道(21)的內(nèi)徑為28mm，一級(jí)第二管道(22)的內(nèi)徑為24mm，二級(jí)第一管道(31)的內(nèi)徑為20mm，二級(jí)第二管道(32)的內(nèi)徑為17mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：一級(jí)第一管道(21)與一級(jí)第二管道(22)平行且并列設(shè)置，一級(jí)第一管道(21)的出氣端通過(guò)一級(jí)第一彎頭(27)與一級(jí)聯(lián)通管(23)的進(jìn)氣端連接，一級(jí)聯(lián)通管(23)的出氣端通過(guò)一級(jí)第二彎頭(28)與一級(jí)第二管道(22)的進(jìn)氣端連接，一級(jí)聯(lián)通管(23)的內(nèi)壁呈錐狀，一級(jí)第一管道(21)的內(nèi)徑與一級(jí)第一彎頭(27)及一級(jí)聯(lián)通管(23)的進(jìn)氣端內(nèi)徑相同，一級(jí)聯(lián)通管(23)的出氣端內(nèi)徑與一級(jí)第二彎頭(28)及一級(jí)第二管道(22)的內(nèi)徑相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：一級(jí)聯(lián)通管(23)的內(nèi)壁錐度為0.027-0.029。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：二級(jí)第一管道(31)與二級(jí)第二管道(32)平行且并列設(shè)置，二級(jí)第一管道(31)的出氣端通過(guò)二級(jí)第一彎頭(37)與二級(jí)聯(lián)通管(33)的進(jìn)氣端連接，二級(jí)聯(lián)通管(33)的出氣端通過(guò)二級(jí)第二彎頭(38)與二級(jí)第二管道(32)的進(jìn)氣端連接，二級(jí)聯(lián)通管(33)的內(nèi)壁呈錐狀，二級(jí)第一管道(31)的內(nèi)徑與二級(jí)第一彎頭(37)及二級(jí)聯(lián)通管(33)的進(jìn)氣端內(nèi)徑相同，二級(jí)聯(lián)通管(33)的出氣端內(nèi)徑與二級(jí)第二彎頭(38)及二級(jí)第二管道(32)的內(nèi)徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：二級(jí)聯(lián)通管(33)的內(nèi)壁錐度為0.027-0.029。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：兩個(gè)一級(jí)殼程套筒(24)通過(guò)兩條第一液流管(25)連通，兩條第一液流管(25)分別靠近于一級(jí)殼程套筒(24)的頭端和尾端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：兩個(gè)二級(jí)殼程套筒(34)通過(guò)兩條第二液流管(35)連通，兩條第二液流管(35)分別靠近于二級(jí)殼程套筒(34)的頭端和尾端。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：包括隔膜式壓縮機(jī)、一級(jí)套管換熱器(2)和二級(jí)套管換熱器(3)，隔膜式壓縮機(jī)包括一級(jí)壓縮缸(11)和二級(jí)壓縮缸(12)，一級(jí)套管換熱器(2)包括一級(jí)第一管道(21)和一級(jí)第二管道(22)，一級(jí)第一管道(21)與一級(jí)第二管道(22)通過(guò)一級(jí)聯(lián)通管(23)連接，一級(jí)第一管道(21)與一級(jí)第二管道(22)外均包裹有一級(jí)殼程套筒(24)，兩個(gè)一級(jí)殼程套筒(24)通過(guò)液流管連通，兩個(gè)一級(jí)殼程套筒(24)分別設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口，二級(jí)套管換熱器(3)包括二級(jí)第一管道(31)和二級(jí)第二管道(32)，二級(jí)第一管道(31)與二級(jí)第二管道(32)通過(guò)二級(jí)聯(lián)通管(33)連接，二級(jí)第一管道(31)與二級(jí)第二管道(32)外均包裹有二級(jí)殼程套筒(34)，兩個(gè)二級(jí)殼程套筒(34)通過(guò)液流管連通，兩個(gè)二級(jí)殼程套筒(34)分別設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口，一級(jí)壓縮缸(11)的出氣口與一級(jí)第一管道(21)連接，一級(jí)第二管道(22)與二級(jí)壓縮缸(12)的進(jìn)氣口連接，二級(jí)壓縮缸(12)的出氣口與二級(jí)第一管道(31)連接，一級(jí)第一管道(21)的內(nèi)徑為27mm-29mm，一級(jí)第二管道(22)的內(nèi)徑為23mm-25mm，二級(jí)第一管道(31)的內(nèi)徑為19mm-21mm，二級(jí)第二管道(32)的內(nèi)徑為16mm-18mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：一級(jí)第一管道(21)的內(nèi)徑為28mm，一級(jí)第二管道(22)的內(nèi)徑為24mm，二級(jí)第一管道(31)的內(nèi)徑為20mm，二級(jí)第二管道(32)的內(nèi)徑為17mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管換熱器系統(tǒng),其特征在于：一級(jí)第一管道(21)與一級(jí)第二管道(22)平行且并列設(shè)置，一級(jí)第一管道(...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊能源，陶然，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣東佛燃科技有限公司，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：
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