[实用新型]热交换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种包括用于使各流体进入热交换关系的一系列通路的热交换器，该交换器包括构造成将至少一种两相液体/气体混合物分配到一系列通路之一中的至少一个混合装置。

特别地，本实用新型可应用于通过与至少一种其它流体如天然气进行热交换来使至少一股液体/气体混合物流、特别是具有多种成分的混合物如烃混合物的流气化的热交换器。

背景技术

当前用于交换器的技术属于具有钎焊板和翅片的铝交换器，其实现了提供大的交换表面积的非常紧凑的装置。

这些交换器包括板，热交换波状结构插入所述板之间；这些结构由一系列波形腿或翅片形成，从而构成一叠气化通路和冷凝通路，气化通路用于使致冷流体气化且冷凝通路用于使发热气体冷凝。流体之间的热交换可在进行或不进行相变的情况下发生。

为了确保使用液体/气体混合物的交换器的良好功能，液相和气相的比例在所有通路中必须相同并且在同一通路内必须均匀。

通过假设各相的均匀分配和因此与混合物的露点温度相等的液相气化结束时的单一温度来计算交换器的尺寸。

对于具有多种成分的混合物而言，气化结束温度将取决于通路中的液相和气态的比例。

在两相的不均等分配的情况下，致冷流体的温度曲线/分布因此将在各通路之间变化，或甚至在同一通路内变化。由于这种不均匀的分配，与两 相混合物成交换关系的一种或多种致冷流体在交换器的出口处的温度高于指定温度，这因而降低了热交换器的性能。

一种用于尽可能均匀地分配混合物的液相和气相的方案在于将它们分开导入交换器中并且然后仅在交换器内部将它们混合在一起。

文献FR-A-2563620描述了这种交换器，其中诸如带槽棒的混合装置插入用来传导两相混合物的一系列通路中。该混合装置包括用于液相和气相的单独入口，所述入口通向配备有用于朝热交换区分配液体/气体混合物的出口的共用混合物容积。

然而，供给混合装置的液相然后不可避免地处于与在另一系列通路的相邻通路中循环的一种或多种发热流体进行热交换的状况。这可能引起相应入口内的液相的气化的开始，从而引起该系列的某些通路中以及同一通路内的某些区中的混合物的两相的不均等分配。

为了最大限度地减少混合装置中可能发生的热交换，一种方案是将混合装置安装在交换器的没有其它流体在其中循环的区中。于是将有必要将混合装置安置在交换器的不存在流体排出或供给装置的一端，这将需要整体上重构交换器并且必定将导致其尺寸的加大。此外，这种方案也不允许将两相混合物导入交换器的中间，而这(即，将两相混合物导入交换器的中间)在工艺的特定特征需要这样的情况下可能是理想的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于特别是通过提出一种热交换器来解决全部或一部分上述的问题，在所述热交换器中，混合物的液相和气相的分配尽可能均匀而不会使交换器的结构过于复杂或加大其尺寸。

根据本实用新型的方案于是为一种热交换器，其包括：

-多个板，所述板彼此平行地布置以便限定用于传导至少一种致冷(frigorigenic)流体的第一系列通路和用于传导至少一种发热(calorigenic)流体以至少与所述致冷流体成热交换关系的第二系列通路，每个通路都被限定在两个连续的板之间并且平行于纵向轴线延伸，和

-布置在第一系列的至少一个通路中的至少一个混合装置，所述混合装置构造成接收致冷流体的液相和气相并且将所述相的混合物分配到所述至少一个通路中，

其特征在于，第二系列的与第一系列的所述至少一个通路相邻的至少一个通路包括沿纵向轴线z至少被分割成沿纵向轴线并置的第一部分和第二部分的热交换结构，

第二部分与混合装置的至少一部分对向地延伸，并且构造成具有比第一部分的热交换系数小的热交换系数。

视情况而定，本实用新型的交换器可包括以下技术特征中的一个或多个技术特征：

-所述第一和第二部分分别包括至少一个第一波状结构和至少一个第二波状结构，所述第一波状结构和第二波状结构沿纵向轴线z并置并且各自都具有通过在起伏方向上彼此相接的波峰和波谷交替地连接的多个波形翅片，第二波状结构与混合装置的至少一部分对向地延伸并且构造成具有比第一波状结构的热交换系数小的热交换系数。

-第二波状结构具有比第一波状结构的密度低的密度，各波状结构的密度定义为在起伏方向上测定的单位长度的波形翅片的数目。

-第二波状结构的密度在第一波状结构的密度的20％与80％之间，优选地25％与50％之间。