[发明专利]一种新型液体升温气化装置及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体升温气化装置，具体涉及一种新型液体升温气化装置及工作方法。

背景技术

传统的液体气化装置从液态到气体逐步气化，温差逐渐减小，热交换效率低；换热不均匀，气化器内外换热部位容易出现结霜、结冰冻结现象；同时由于热传导的延迟，一般最终输出的气体温度至少低于热源约5摄氏度。不能达到高效的换热效率。 

发明内容

本发明根据流体力学原理，利用入口待气化的液态气体的动能，吸入部分已经气化的气体混合，实现物理雾化和初步汽化，尽可能使待气化的液态气体在吸热汽化、气化过程中保持较低温度，与热源保持较大的温差，因而具有尽可能大的吸热能力，并使得热交换均匀，提高换热效率。还利用流体力学原理中可压缩的流体当流管截面积增加，会引起流速下降，温度下降，压力降低的原理，使换热中的气体通过增加管路横截面（流管截面）尽可能保持较低温度，尽可能保持较大温差，最大限度提高吸热能力。最终使汽化、气化的气体在同等热源条件下具有较高的温度，较高的压力。 

进一步，利用涡流管的特殊性能，将气化的气体通过涡流管进一步分成更冷、更热两股气流，热气流输出；冷气流经过回流管返回真空发生器，进入再一次的换热循环，最大程度吸取热源的温度，最大程度提升输出的气体温度，使得输出的气体温度能高于换热热源的温度。 

     根据本发明的一个方面，提供了一种新型液体升温气化装置，包括：气化器、热源液出口、气化液体入口、热源液入口及涡流高温气体出口；所述热源液出口连接气化器；所述气化液体入口设置在气化器外部；所述热源液入口连接气化器；所述涡流高温气体出口设置在气化器外部；所述气化器内设有真空发生器、回气管、真空发生器出口、第一连接器、细换热管、第二连接器、中换热管、第三连接器、粗换热管、第四连接器、渐变管及涡流管；所述气化液体入口连接真空发生器；所述真空发生器连接真空发生器出口；所述回气管连接真空发生器；所述真空发生器出口连接第一连接器；所述第一连接器连接细换热管；所述细换热管连接第二连接器；所述第二连接器连接中换热管；所述中换热管连接第三连接器；所述第三连接器连接粗换热管；所述粗换热管连接第四连接器；所述第四连接器连接渐变管；所述渐变管连接涡流管；所述涡流管分别连接涡流高温气体出口和回气管。 

根据本发明的又一方面，提供了一种新型液体升温气化装置工作方法，包括以下步骤： 

    S1，所述热源液入口输入热源液；

    S2，用泵把待气化的液体从气化液体入口输入到真空发生器；

    S3，所述真空发生器待汽化的液态形成的射流带动周围液体或气体一起流动，在回气管形成抽真空作用，因而通过管路吸入部分已经气化的气体，与射流混合，气体温度下降，部分气体释放汽化热使液体温度上升，一部分液体气化，根据从回气管吸入的气体温度不同，所含热量不同，形成雾化、汽化、气化效果； 

S4，所述真空发生器内随着射流与回气管吸入气体混合形成雾状或汽状或完全气化的气体通过真空发生器出口输出；

S5，所述真空发生器出口输出的雾状液体或汽状液体或气体通过第一连接器输出到细换热管；

S6，处于气态或温度较低的汽化或雾化的液态气体， 以雾状或汽状或气体形式进入细换热管中，随着外壁和充斥于气化器中的热源液所含热量的传入管路中换热，里面尚处于液态的液体开始沸腾汽化，已经汽化、气化的气体升温，随着沸腾，随着升温，体积膨胀，由液态的不可压缩流体变成可压缩流体，压力升高，温度接近管壁外的提供热量的热液源；

S7，气化的液体经过第二连接器进入到横截面面积增加的中换热管后，因实现膨胀，压力下降，温度下降，管路中气体和管路外热源液温差增加，吸热能力增加，继续升温，压力逐步回升，管路内外温差逐渐接近，趋向于传热平衡；再通过第三连接器进入到粗换热管，换热管路面积再次增加，管路内已经气化、汽化的气体压力又一次下降，温度又一次下降，和管路外热源液温差增加，吸热能力增加，又继续吸热升温，吸热升压，然后通过第四连接器输出到连接渐变管；

S8，在经过连接渐变管时，管路面积逐步缩小，压力逐步增加，温度上升，达到或能略高于热源液的温度，然后进入涡流管，通过涡流管内气流又一分二，分别输出较高温度气体和较低温度气体；高温的气体通过涡流高温气体出口输出；另一部分较低温气体从涡流低温气体出口通过回气管倒回到真空发生器，再次在真空发生器中进行混合;

S9，进入下一个工作循环。