竖管式热交换器和热交换方法技术

具有沿竖直方向(V)延伸的管(32)的热交换器(5A)，其具有：‑第一室(25)，第一室具有：下部(44)，下部配有用于包括至少一种液体和含有雾气的第一蒸汽的二相流体的至少一个入口(12)；上部(46)；以及第一回收件(42)，第一回收件适于由第一蒸汽通过和适于以向下部返回液体的形式回收雾气，然后第一蒸汽到达上部中，‑中央室(30)，形成在管上流动并至少部分地汽化形成第二蒸汽的液膜，比二相流体更热的流体在内部流经管(32)，以及‑第二室(35)，其接收第一蒸汽和第二蒸汽以形成第三蒸汽，且具有用于未汽化液体的出口(16)和用于第三蒸汽的出口(14)，第一室和第二室围绕竖直方向一起形成围绕中央室的一个空间。

Vertical Tube Heat Exchanger and Heat Exchange Method

A heat exchanger (5A) with a tube (32) extending in a vertical direction (V) has: (1) chamber (25), first chamber (44), at least one inlet (12) for a two-phase fluid comprising at least one liquid and a first vapor containing mist, upper part (46), and first recovery part (42), the first recovery part is suitable for passing through and returning to the lower part by the first vapor. The fog is recovered in the form of liquid, and then the first vapor reaches the upper middle, the central chamber (30), forming a liquid film flowing on the tube and vaporizing at least partially to form the second vapor. The fluid hotter than the two-phase fluid flows through the tube (32) and the second chamber (35), which receives the first vapor and the second vapor to form the third vapor and has an outlet (16) and use for the non-vaporized liquid. At the outlet of the third steam (14), the first and second chambers form a space around the central chamber together in a vertical direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】竖管式热交换器和热交换方法
本专利技术涉及管式热交换器，其适于至少具有一种液体及其蒸汽的二相流体，例如液态和气态丙烷的二相混合物。本专利技术还涉及具有多个这种热交换器的装置。本专利技术还涉及能够用于这种热交换器的热交换方法。
技术介绍
在二相流体与更热流体之间的热交换领域，公知的是使用更热流体流经卧管的卧管式交换器。这种交换器例如用于丙烷制冷循环，其中，交换器用于汽化液态丙烷。然而，这种交换器体积大，因为其占地面积大，特别是当其级联使用时。因此，本专利技术的一个目的是提供一种交换器，其可减少占地面积，同时具有良好的热效率。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及热交换器，其具有用于基本上沿竖直方向延伸的管，热交换器具有：-第一室，第一室具有：下部，下部配有用于包括至少一种液体和含有雾气的第一蒸汽的二相流体的至少一个入口；上部；以及第一回收件，第一回收件适于由第一蒸汽通过和适于以向下部返回的液相的形式回收雾气，然后第一蒸汽到达上部中，-中央室，中央室具有管，并且适于被供以来自位于第一室下部中的液浴的所述液体和适于形成液膜，液膜在管的外部面上流动和至少部分地汽化以形成第二蒸汽，比二相流体更热的流体在内部流经所述管，以及-第二室，第二室用于接纳来自第一室的上部的第一蒸汽、以及第二蒸汽，并形成第三蒸汽，第二室优选具有第二回收件，第二回收件适于由第二蒸汽通过以及回收第二蒸汽中含有的雾气，第二室具有用于未汽化液体的至少一个出口、和用于第三蒸汽的至少一个出口，第一室和第二室围绕竖直方向一起形成围绕中央室的一个空间。根据具体的实施例，根据所有技术上可行的组合，热交换器具有以下一个或多个特征：-在沿一水平面的截面上，由形成一个圆圈的外壳体向外径向地限定，外壳体优选是半圆形的，第一室由形成一圆圈区段的内壳体向内径向地限定，内壳体优选是半圆圈形的；-第一回收件形成基本上呈水平的板件，分开第一室的下部与上部，和/或可选的第二回收件在沿水平面的截面上形成一圆圈区段，优选是半圆圈形的，并向外径向地限定中央室的一部分；-第一室由适于分开液浴与中央室的密封的内壳体向内径向地限定，第一室具有至少一条通道，通道适于浸入液浴中和使液浴与中央室的入口进行流体连接，或者热交换器具有压缩机，用以使液体从液浴向中央室的入口上升；-中央室具有一个或多个基本上呈水平的板件，中央室的板件适于分配管中的液体和形成液膜，中央室的板件限定管所通过的通孔，中央室优选具有含金属泡沫的若干套管，套管在管与板件之间径向延伸以使每个液膜均质化；-中央室具有保持至少一些管的至少一个保持栅格，热交换器具有杯形件，杯形件固定在相关管上以回收被保持栅格破裂的液膜，每个杯形件限定一个通孔以形成新的液膜，中央室优选具有含金属泡沫的若干辅助套管，每个辅助套管在相关的管之一与杯形件之一之间径向地延伸以使新的液膜均质化；以及-中央室具有用于接收液体的液体收集器、和附加管，附加管从液体收集器向下延伸，优选竖直延伸，适于在内部接收液体和形成向管的流体喷射，附加管优选地具有围绕竖直方向并形成适于回收流体喷射的翼片的螺旋的外部结构，液膜在外部结构上流动。本专利技术还涉及具有多个如上所述的热交换器的装置，热交换器沿竖直方向叠置，装置优选具有使热交换器彼此连接的级联通道系统。根据一个特殊实施例，装置是这样的，热交换器具有外壳，外壳适于限定热交换器一旦叠置相对彼此的固定相对位置。最后本专利技术涉及使用基本上沿竖直方向延伸的管的热交换方法，所述热交换方法包括以下步骤：-提供具有若干管的中央室，以及第一室和第二室，第一室和第二室围绕竖直方向一起形成围绕中央室的一个空间，-向第一室的下部提供二相流体，二相流体具有至少一种液体以及含有雾气的第一蒸汽，-使第一雾气穿过第一回收件用于以向下部返回液相的形式回收雾气，然后第一雾气到达第一室的上部，-从位于第一室的下部的液浴向中央室供给所述液体，-形成液膜，液膜在管的外部面上流动并至少部分地汽化以形成第二蒸汽，比二相流体更热的流体在内部流经所述管，-在第二室中接收来自第一室的上部的第一蒸汽、和第二蒸汽，并形成第三蒸汽，-通过第二室的至少一个出口排出未汽化的液体，和通过第二室的至少一个出口排出第三蒸汽，以及-可选地，使第二蒸汽穿过位于第二室中的第二回收件，回收第二蒸汽中含有的雾气。附图说明根据下面参照附图仅作为例子所作的说明，本专利技术将得到更好的理解，附图如下：-图1是本专利技术装置的竖直剖视示意图，其具有多个根据第一实施例所述的热交换器；-图2是图1所示的最上的热交换器的竖直剖视图；-图3是图1和2所示热交换器的水平面剖视示意图；-图4是位于图1至3所示热交换器中的立管的一部分的竖直剖视示意图；-图5是根据本专利技术第二实施例的热交换器的竖直面剖视示意图；以及-图6是图5所示热交换器的立管的一个区段的细部图。具体实施方式本专利技术第一实施例的装置1参照图1加以说明。装置1具有三个热交换器5A、5B、5C，以及有利地一个通道系统10，三个热交换器沿竖直方向V进行叠置。根据未示出的其它实施例，装置1仅具有两个热交换器，或者三个以上的叠置热交换器。这些热交换器5A、5B、5C每一个都具有一个包括至少一种液体和第一蒸汽的二相流体入口12、若干个用于蒸汽的出口14、以及一个用于未汽化液体的出口16。装置1还具有用于向装置1提供比二相流体更热的流体的入口18、以及用于该更热的流体的出口20。通道系统10使热交换器5A的出口16与热交换器5B的入口12进行流体连接，使热交换器5B的出口16与热交换器5C的入口12进行流体连接。在所示的实施例中，入口18位于装置1的顶部，而出口20位于装置的底部。每个热交换器5A、5B、5C具有一个外壳22，外壳具有互补形状，一旦叠置，适于限定热交换器5A、5B、5C彼此的相对固定位置。例如，外壳22在每个热交换器5A、5B、5C的下部限定一个槽24，热交换器5A和5B的槽沿竖直方向V分别接纳在由热交换器5B和5C的外壳22形成的托座26中。为了便于由通道系统10进行连接，热交换器5B的入口12与热交换器5A、5C的入口12相对于竖直方向V是径向相对的。同样，热交换器5B的出口14与热交换器5A、5C的出口14相对。另外，热交换器5A、5B、5C在结构上基本上彼此类似，下面仅参照图2和3详述热交换器5A。二相流体例如是丙烷。更热的流体例如是混合致冷剂(英语为mixedrefrigerant)或者供给气(英语为feedgas)。如图2和3所示，热交换器5A具有第一室25、中央室30和第二室35，第一室25用于通过入口12接收二相流体以及在槽24的一部分中形成液浴27，中央室30具有多个基本上竖直的管32，适于从液浴27进行供给和适于至少部分地汽化所述液体，第二室35用于接收来自第一室和中央室的蒸汽，第一室和第二室围绕竖直方向V绕中央室一起形成空间40。第一室25具有第一回收件42，第一回收件将第一室25分成下部44和上部46，下部44具有入口12和液浴27，上部46通过自调节孔48与第二室35进行流体连通。第一室25还具有通道50，通道50适于浸入液浴27中和适于使液浴与中央室30的入口52进行流体连接。第一室25沿基本上呈水平的平面P在截面上具有半环形形状。第一室25径向向内由内壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热交换器(5A；100)，其具有用于基本上沿竖直方向(V)延伸的管(32)，其特征在于，热交换器具有：‑第一室(25)，第一室具有：下部(44)，下部配有用于包括至少一种液体和含有雾气的第一蒸汽的二相流体的至少一个入口(12)，上部(46)，以及第一回收件(42)，第一回收件适于由第一蒸汽通过和适于以向下部(44)返回的液相的形式回收雾气，然后第一蒸汽到达上部(46)中，‑中央室(30)，中央室具有管(32)，并且适于被供以来自位于第一室(25)下部(44)中的液浴(27)的所述液体和适于形成液膜(92,94)，液膜在管(32)的外部面(76)上流动和至少部分地汽化以形成第二蒸汽，比二相流体更热的流体在内部流经所述管(32)，以及‑第二室(35)，第二室用于接纳来自第一室(25)的上部(46)的第一蒸汽、以及第二蒸汽，并形成第三蒸汽，第二室(35)优选具有第二回收件(69)，第二回收件适于由第二蒸汽通过以及回收第二蒸汽中含有的雾气，第二室(35)具有用于未汽化液体的至少一个出口(16；116)、和用于第三蒸汽的至少一个出口(14)，第一室(25)和第二室(35)围绕竖直方向(V)一起形成围绕中央室的一个空间(40)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.29 FR 16573711.热交换器(5A；100)，其具有用于基本上沿竖直方向(V)延伸的管(32)，其特征在于，热交换器具有：-第一室(25)，第一室具有：下部(44)，下部配有用于包括至少一种液体和含有雾气的第一蒸汽的二相流体的至少一个入口(12)，上部(46)，以及第一回收件(42)，第一回收件适于由第一蒸汽通过和适于以向下部(44)返回的液相的形式回收雾气，然后第一蒸汽到达上部(46)中，-中央室(30)，中央室具有管(32)，并且适于被供以来自位于第一室(25)下部(44)中的液浴(27)的所述液体和适于形成液膜(92,94)，液膜在管(32)的外部面(76)上流动和至少部分地汽化以形成第二蒸汽，比二相流体更热的流体在内部流经所述管(32)，以及-第二室(35)，第二室用于接纳来自第一室(25)的上部(46)的第一蒸汽、以及第二蒸汽，并形成第三蒸汽，第二室(35)优选具有第二回收件(69)，第二回收件适于由第二蒸汽通过以及回收第二蒸汽中含有的雾气，第二室(35)具有用于未汽化液体的至少一个出口(16；116)、和用于第三蒸汽的至少一个出口(14)，第一室(25)和第二室(35)围绕竖直方向(V)一起形成围绕中央室的一个空间(40)。2.根据权利要求1所述的热交换器(5A；100)，其特征在于，在沿水平面(P)的截面上：-第一室(25)和第二室(35)由形成一个圆圈的外壳体(56,88)向外径向地限定，外壳体(55,88)优选是半圆圈形的，-第一室(25)由形成一圆圈区段的内壳体(54)向内径向地限定，内壳体优选是半圆圈形的。3.根据权利要求1或2所述的热交换器(5A；100)，其特征在于，-第一回收件(42)形成基本上呈水平的板件，分开第一室(25)的下部(44)与上部(46)，和/或-可选的第二回收件(69)在沿水平面(P)的截面上形成一圆圈区段，优选是半圆圈形的，并向外径向地限定中央室(30)的一部分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器(5A；100)，其特征在于，-第一室(25)由适于分开液浴(27)与中央室(30)的密封的内壳体(54)向内径向地限定，第一室(25)具有至少一条通道(50)，通道适于浸入液浴(27)中和使液浴(27)与中央室的入口(52)进行流体连接，或者-热交换器具有压缩机(115)，用以使液体从液浴(27)向中央室(30)的入口(12)上升。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器(5A)，其特征在于，中央室(30)具有一个或多个基本上呈水平的板件(60)，中央室的板件适于分配管(32)之一中的液体和形成液膜(92)，中央室的板件(60)限定管所通过的通孔(74)，中央室(30)优选具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·朗比尔，
申请(专利权)人：泰克尼普法国公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR