[实用新型]星形多层冷凝蒸发器

说明书

本实用新型涉及一种星形多层冷凝蒸发器，属于空分设备技术领域。若干个换热器呈星形布置，氮气通道为单层密封结构，液氧通道为多层结构，每层液氧通道的底部两侧设有液氧进口，顶部两侧设有氧气出口，在各换热器之间分别设置有连接在各换热器两侧的液斗，液斗为多层结构且层与层之间设置有溢流降液管，除了液氧通道的最下层不设置液斗外，液斗的每层和液氧通道的每层结构一一对应，液斗连通液氧进口，液斗层与层之间设有缺口，缺口连通所述氧气出口。本实用新型成倍扩大了冷凝蒸发器的换热面积，且能耗降低，可满足8‑10万等级空分设备冷凝蒸发器的换热面积要求。

技术领域

本实用新型属于空分设备技术领域，尤其涉及一种换热量大的星形多层冷凝蒸发器。

背景技术

冷凝蒸发器是低温法空气分离设备中的核心设备，它主要是将来自精馏塔下塔的压力氮气冷凝，精馏塔上塔的液氧蒸发。目前，空气分离设备中常用的冷凝蒸发器有浴式和膜式两种，其换热单元均为铝制板翅式。浴式冷凝蒸发器的换热单元浸泡在低压的液氧中，液氧与冷凝蒸发器换热通道内的氮气换热后汽化，氮气冷凝。膜式冷凝蒸发器，其原理是液氧依靠重力或液氧泵输送到膜式冷凝蒸发器顶部，通过那里的液体分配器均匀分布到换热单元的通道内，在通道的垂直壁面上形成一层向下流动的液膜，液氧膜在沿壁面向下流动的同时与氮气通道中的气氮换热自身汽化。相较于浴式冷凝蒸发器，膜式冷凝蒸发器传热系数较大，所以换热温差可以控制得更小，在节能降耗上有明显的优势，但其制造难度和运行风险高于浴式冷凝蒸发器，因其风险较大，目前国内应用较少。

当前浴式冷凝蒸发器从结构形式上区分，主要有立式单层、立式双层和卧式多列三种类型。其中立式单层结构简单，数只（1只、2只、3只或4只）板式排布壳体内，采用星型布置或并列布置；立式双层有上下两层，通过溢流管与升气管连接上下两层；卧式多列其结构较长，工作容量大，可满足5万等级以上空分装置主冷换热面积要求，但是在冷箱内占据空间较大，配管难度较大，同时支撑只能设置在冷箱壁面，会使得运行时受到的应力较大。

随着空分装置的大型化及特大型化的进程不断推进，6-12万等级的空分设备不断问世，传统的单层冷凝蒸发器及立式双层冷凝蒸发器由于直径受限制使其换热面积不能满足要求，卧式多列主冷由于其配管及支撑问题缺点较多使其不能推广，多层主冷制造较为复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的星形多层冷凝蒸发器，相较于同高度的浴式冷凝蒸发器，相同换热量时设备直径更小，耗能更少，可满足8-10万等级空分设备的冷凝蒸发器的换热面积要求。

为实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：一种星形多层冷凝蒸发器，包括立式壳体、在所述立式壳体内部的换热器、液氧进口总管、氮气进口总管及液氮出口管，所述立式壳体为密封结构，所述换热器包括冷凝侧的氮气通道及蒸发侧的液氧通道，所述液氧进口总管通过液氧进口支管连通所述立式壳体，所述氮气进口总管的一端通过氮气进口支管连通所述氮气通道的顶部，另一端连通所述立式壳体的外部，所述液氮出口管一端连通所述氮气通道的底部，另一端连通所述立式壳体的外部，若干个所述换热器呈星形布置，分别竖直固定在所述立式壳体的底部，所述氮气进口总管设置在星形中心，所述氮气通道为单层密封结构，所述液氧通道为多层结构，每层液氧通道的底部两侧设有液氧进口，顶部两侧设有氧气出口，在各所述换热器之间分别设置有连接在各所述换热器两侧的液斗，所述液斗为多层结构且层与层之间设置有溢流降液管，所述液斗的最上层连通所述液氧进口支管，除了所述液氧通道的最下层不设置所述液斗外，所述液斗的每层和所述液氧通道的每层结构一一对应，所述液斗连通所述液氧进口，所述液斗层与层之间设有缺口，所述缺口连通所述氧气出口。

所述液氧通道的每层上下两端设有V形导流片，液氧通过所述液氧进口后经下端的所述V型导流片进入所述液氧通道，氧气通过上端的所述V形导流片后经所述氧气出口释放至所述壳体内。

所述液氧通道由上往下依次设有四层。

所述缺口为V形结构。