本發(fā)明涉及一種板翅式換熱器氣液兩相均布裝置，屬于氣液兩相流動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

板翅式換熱器從20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用于空氣分離和化工流程等深冷裝置中。由于其結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高、輕巧和適應(yīng)性大，能夠適合于多股流同時(shí)換熱，同時(shí)具有良好的低溫性能，因此，隨著相應(yīng)制造技術(shù)的提高得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前通常作為中小型天然氣液化工廠常用的主低溫?fù)Q熱器。

然而板翅式換熱器冷箱在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于板翅式換熱器入口形式和各層通道阻力不同，使得兩相流體在板翅式換熱器內(nèi)各層通道之間難以均勻分配，因此容易導(dǎo)致傳熱惡化，大大地降低了板翅式換熱器的總體換熱效率。兩相流體在板翅式換熱器流道沸騰換熱時(shí)，如果氣液兩相流體在每一通道內(nèi)分配不均，就會(huì)導(dǎo)致液體“蒸干”現(xiàn)象的發(fā)生，造成傳熱溫差急劇變化，不僅降低總體換熱效率，而且將會(huì)對其安全性產(chǎn)生不利影響。另外，對于海上作業(yè)的LNG(液化天然氣)船而言，晃蕩的海上工況會(huì)對板翅式換熱器的流動(dòng)均布和換熱產(chǎn)生影響。

常用的板翅式換熱器兩相流均布方法主要包括導(dǎo)流片分配、液體噴射管分配、封頭內(nèi)孔板結(jié)構(gòu)、通道內(nèi)細(xì)管分配等。但是，應(yīng)用導(dǎo)流片分配，容易導(dǎo)致氣液兩相均勻分布到板翅式換熱器的每一層通道會(huì)比較困難，而且由于流體流動(dòng)速度比較高，因此流動(dòng)阻力也比較大。應(yīng)用液體噴射管分配，容易造成氣液兩相流體在同層通道中的不均勻分配問題。應(yīng)用通道內(nèi)細(xì)管分配，該方法不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對細(xì)管的安裝位置精度要求也很高，否則容易導(dǎo)致實(shí)際效果差，不僅如此，在板翅式換熱器芯體整體釬焊時(shí)，還必須留有安裝細(xì)管的空間，該空間即相當(dāng)于釬焊沒有焊牢的空間，這對設(shè)計(jì)壓力很高的板翅式換熱器芯體來說是一個(gè)致命的弱點(diǎn)。由于釬焊后試驗(yàn)壓力很高，而且該空腔內(nèi)又無翅片連接支撐，因此巨大的拉伸力會(huì)造成產(chǎn)品損壞。均配的注液封條結(jié)構(gòu)簡化，加工成本降低，可靠性大大提高。但是，在注液封條運(yùn)行過程中，由于氣液相的流量容易受到封條內(nèi)部壓力波動(dòng)的影響，特別是液相流量顯著地受到氣相壓力的波動(dòng)影響，因此封條的流動(dòng)均布性會(huì)變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠使氣液兩相流體均勻分布的板翅式換熱器氣液兩相均布裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種板翅式換熱器氣液兩相均布裝置，其特征在于：它包括設(shè)置在板翅式換熱器芯體內(nèi)部流道的注液封條，在所述板翅式換熱器芯體的端部設(shè)置有氣相入口封頭，在所述氣相入口封頭上設(shè)置有氣相接管，在所述板翅式換熱器芯體的外壁兩側(cè)分別設(shè)置有液相入口封頭，在所述液相入口封頭上均設(shè)置有液體接管，在其中一所述液體接管上設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)氣相和液相流體壓力解耦的壓差閥，所述注液封條包括液相開槽和設(shè)置在所述液相開槽頂部的氣相開槽，所述液相開槽的兩端與兩所述液體接管連通，所述氣相開槽的一端通過氣相信號(hào)管與所述壓差閥連接，所述氣相開槽的另一端為封閉端，在所述液相開槽和所述氣相開槽的側(cè)壁上均間隔設(shè)置有多個(gè)通孔，所述注液封條第一側(cè)側(cè)壁與所述板翅式換熱器芯體的內(nèi)壁緊固連接，所述注液封條第二側(cè)側(cè)壁與所述板翅式換熱器芯體內(nèi)部流道相對應(yīng)的內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙形成介質(zhì)通道。

在所述注液封條第二側(cè)的側(cè)壁上間隔設(shè)置有多個(gè)用于控制氣相流體均勻流動(dòng)的擋板。

所述液相開槽和所述氣相開槽均與所述壓差閥連通。

所述壓差閥為電動(dòng)壓差閥。

所述注液封條的兩端分別釬焊在所述板翅式換熱器芯體內(nèi)部流道的兩側(cè)內(nèi)壁上。

在所述板翅式換熱器芯體內(nèi)所述注液封條的底部設(shè)置有導(dǎo)流片；在所述板翅式換熱器芯體內(nèi)所述注液封條的頂部設(shè)置有換熱翅片。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明設(shè)置了注液封條，在注液封條的內(nèi)部設(shè)置了液相開槽和氣相開槽，在液相開槽和氣相開槽的側(cè)壁上均間隔設(shè)置有多個(gè)通孔，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。2、本發(fā)明設(shè)置了壓差閥，液相開槽和氣相開槽均與壓差閥連通，可以實(shí)現(xiàn)氣相流體和液相流體的壓力解耦，從而使得氣相流體的壓力波動(dòng)不會(huì)對液相流體的流量造成影響，提高了氣液兩相流體流動(dòng)的均布性，進(jìn)而提高了板翅式換熱器的傳熱性能和工作效率。3、本發(fā)明注液封條的兩端釬焊在板翅式換熱器芯體內(nèi)部流道的兩側(cè)內(nèi)壁上，能夠避免注液封條的端部與板翅式換熱器芯體的內(nèi)壁之間存在空隙，本發(fā)明的可靠性好。4、本發(fā)明壓差閥為電動(dòng)壓差閥，能夠通過電動(dòng)機(jī)控制輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)調(diào)節(jié)作用在電動(dòng)壓差閥感壓膜上的預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)液相開槽內(nèi)的液相流量調(diào)節(jié)，以達(dá)到調(diào)節(jié)制冷劑干度的目的，本發(fā)明穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是圖1注液封條A-A截面的示意圖

圖3是本發(fā)明壓差閥與注液封條連接的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是本發(fā)明注液封條一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是本發(fā)明注液封條另一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖6是本發(fā)明壓差閥工作原理的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1～3所示，本發(fā)明提出的板翅式換熱器氣液兩相均布裝置，它包括設(shè)置在板翅式換熱器芯體1內(nèi)部流道的注液封條2。在板翅式換熱器芯體1的端部設(shè)置有氣相入口封頭3，在氣相入口封頭3上設(shè)置有氣相接管4。在板翅式換熱器芯體1的外壁兩側(cè)分別設(shè)置有液相入口封頭5，在液相入口封頭5上均設(shè)置有液體接管6。其中，在其中一液體接管6上設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)氣相和液相流體壓力解耦的壓差閥7。注液封條2包括液相開槽8和設(shè)置在液相開槽8頂部的氣相開槽9。液相開槽8的兩端與兩液體接管6連通，氣相開槽9的一端通過氣相信號(hào)管10與壓差閥7連接，氣相開槽9的另一端為封閉端。在液相開槽8和氣相開槽9的側(cè)壁上均間隔設(shè)置有多個(gè)通孔11(如圖4所示)。注液封條2第一側(cè)側(cè)壁與板翅式換熱器芯體1的內(nèi)壁緊固連接，注液封條2第二側(cè)側(cè)壁與板翅式換熱器芯體1內(nèi)部流道相對應(yīng)的內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙形成介質(zhì)通道12。

上述實(shí)施例中，壓差閥7為電動(dòng)壓差閥。電動(dòng)壓差閥7連接電動(dòng)機(jī)，通過電動(dòng)機(jī)控制輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，以調(diào)節(jié)作用在電動(dòng)壓差閥7感壓膜上的預(yù)應(yīng)力，從而能夠調(diào)節(jié)液相流體進(jìn)入液相開槽8內(nèi)的壓力。

上述實(shí)施例中，如圖3所示，液相開槽8和氣相開槽9均與壓差閥7連通。

上述實(shí)施例中，如圖5所示，在注液封條2第二側(cè)的側(cè)壁上間隔設(shè)置有多個(gè)用于控制氣相流體均勻流動(dòng)的擋板13。

上述實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，在板翅式換熱器芯體1內(nèi)注液封條2的底部設(shè)置有導(dǎo)流片14，能夠提高氣體流動(dòng)的均勻性。在板翅式換熱器芯體1內(nèi)注液封條2的頂部設(shè)置有換熱翅片15。

上述實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，注液封條2的兩端分別釬焊在板翅式換熱器芯體1內(nèi)部流道的兩側(cè)內(nèi)壁上，能夠避免注液封條2與板翅式換熱器芯體1之間存在空隙。

如圖6所示，本發(fā)明使用時(shí)，液相流體從電動(dòng)壓差閥7的進(jìn)口流入，經(jīng)過電動(dòng)壓差閥7閥塞的調(diào)壓，從電動(dòng)壓差閥7的出口流出，繼而進(jìn)入注液封條2的液相開槽8內(nèi)。氣相流體通過導(dǎo)流片14后(如圖1、圖3所示)，一部分進(jìn)入經(jīng)位于氣相開槽9上的通孔11進(jìn)入氣相開槽9內(nèi)后流經(jīng)氣相信號(hào)管10，繼而進(jìn)入電動(dòng)壓差閥7感壓膜的上方，并將氣相壓力作用在感壓膜上，同時(shí)，液相流體的液相壓力作用在電動(dòng)壓差閥7的閥塞上。利用電動(dòng)壓差閥7給感壓膜施加一個(gè)可調(diào)節(jié)的外力，此時(shí)，流入液相開槽8內(nèi)液相流體的液相壓力為電動(dòng)壓差閥7感壓膜上方的氣相壓力與電動(dòng)壓差閥7上外加壓力之和。液相開槽8內(nèi)的液相流體通過位于液相開槽8上的通孔11噴入板翅式換熱器芯體1內(nèi)，并在介質(zhì)通道12內(nèi)的氣相流體攜帶下進(jìn)入換熱翅片15內(nèi)(如圖1、圖3所示)。由于該液相流體還受到通孔11外的氣相流體的壓力，因此，此時(shí)液相流體的外力之和為電動(dòng)壓差閥7上施加的可調(diào)節(jié)的外力值，從而實(shí)現(xiàn)了氣相和液相壓力解耦。電動(dòng)壓差閥7可以消除氣相壓力波動(dòng)引起的電動(dòng)壓差閥7進(jìn)口處液相流量偏差，其具體過程如下：當(dāng)氣相壓力P1增大，則液相流體在相應(yīng)通孔11處受到的氣相壓力P1增大，電動(dòng)壓差閥7進(jìn)口處液相流體受到感壓膜的壓力P1也增大，且壓力增大的數(shù)值相同，使電動(dòng)壓差閥7進(jìn)口處液相流體受到的相對壓力P2(P1+P2-P1)不變，進(jìn)而使得在不進(jìn)行電動(dòng)壓差閥7的電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的條件(P2不變)下，電動(dòng)壓差閥7進(jìn)口處液相流體流量保持恒定。這樣，采用電動(dòng)壓差閥7可以方便地調(diào)節(jié)作用在電動(dòng)壓差閥7感壓膜上的預(yù)應(yīng)力，從而控制電動(dòng)壓差閥7進(jìn)口處液相流體的壓力，再通過改變電動(dòng)壓差閥7閥門的開度，以控制電動(dòng)壓差閥7進(jìn)口處液相流體的流量，達(dá)到調(diào)節(jié)制冷劑干度的目的。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。