[发明专利]气液两相流体均布装置

说明书

本发明提供了一种气液两相流体均布装置，位于换热器壳体内，与气液入口对应，包括：中心筒，设于其上部的气液分离器和设于下部的气液均布器；气液分离器包括挡板、支撑块和收集筒，收集筒与中心筒连接，挡板位于中心筒与气液入口之间，经支撑块固定；气液均布器包括间隔设于中心筒外侧的液体分配臂和气体通道，液体分配臂包括顶板、第一液体分配盘和第二液体分配盘，顶板、第一液体分配盘和第二液体分配盘的两径向侧经第一侧板连接，外周侧经第二侧板连接，第二侧板外与壳体连接；中心筒与液体分配臂连接处设侧向开口，第一液体分配盘和第二液体分配盘上均设分液孔。该装置可均匀分布气液两相流体，提高换热器的换热效率，降低换热器的能耗。

技术领域

本发明属于绕管式换热器技术领域，具体涉及一种气液两相流体均布装置。

背景技术

绕管式换热器以其承压性好、可适应大温差、传热温差小、传热面积大、效率较高、维修方便等特点，被广泛应用于大型石油化工、煤化工、大型陆基及海上LNG工厂的液化流程中。国内用于石油化工和煤化工的绕管式换热器的工程应用技术已经相当成熟，而中国天然气液化装置用大型绕管式换热器的设计和制造技术仍相对薄弱，全球90%以上的大型LNG绕管式换热器的设计和制造技术均被国外公司垄断，国产化进程缓慢。

LNG绕管式换热器中，天然气从管程向上逐渐被冷凝，与天然气换热的壳侧气液两相混合冷剂则向下进行降膜蒸发，因壳侧这种特殊的换热方式，LNG绕管式换热器在实际应用中会面临内部壳侧两相工质分布不均，导致局部传热恶化、换热效率降低等问题。为解决该问题，常在LNG绕管式换热器入口处设置壳侧介质分配器，而现有的壳侧介质分配器仍存在气液两相流体分配均布性差，气体对液体分配均匀性干扰大等问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种气液两相流体均布装置，该装置设置于绕管式换热器的入口处，可均匀分布气液两相流体，提高换热器的换热效率，降低换热器的能耗。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

气液两相流体均布装置，安装于绕管式换热器的壳体内，与气液入口相对应，包括：

中心筒，具有一体形成的上段部分和下段部分，所述下段部分的内侧下部设有封板；

气液分离器，安装于所述中心筒的上段部分，与所述气液入口相对应，用于气液分离；

气液均布器，安装于所述中心筒的下段部分，用于均匀分布气体和液体；

其中，所述气液分离器包括挡板、支撑块和收集筒，所述收集筒的底部与中心筒上端相连接，所述挡板位于所述收集筒内，经所述支撑块与所述中心筒或收集筒连接固定；

所述气液均布器包括多个沿所述壳体的圆周方向间隔分布于所述中心筒下段部分外侧的液体分配臂，相邻的液体分配臂之间的间隔空间形成供气体通过的气体通道，所述液体分配臂包括由上向下设置的顶板、第一液体分配盘和第二液体分配盘，所述顶板、第一液体分配盘和第二液体分配盘的两径向侧经第一侧板连接密封，所述顶板、第一液体分配盘和第二液体分配盘的外周侧经第二侧板密封连接，所述第二侧板外侧与所述壳体内侧连接；所述中心筒与液体分配臂连接处设有侧向开口，所述第一液体分配盘和第二液体分配盘上均设有分液孔。

在本申请的一种实施例中，所述挡板为向上凸起的弧面板，所述挡板在壳体轴向方向的投影面积大于所述气液入口和/或所述中心筒的投影面积。

在本申请的一种实施例中，所述收集筒的上部直径大于中心筒的直径且小于壳体的内径，收集筒的下部呈倒锥筒形与中心筒的上端连接。

在本申请的一种实施例中，所述收集筒的上沿高于所述挡板的顶部。

在本申请的一种实施例中，所述液体分配臂和气体通道的投影面积均呈扇形结构，所述气体通道连通所述气液均布器的上侧和下侧。