一种带换热装置的液氨钢瓶制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种带换热装置的液氨钢瓶，包括液氨钢瓶，所述液氨钢瓶外表面焊接有热交换器，该热交换器设有进水口和出水口；本实用新型专利技术利用工厂现场的废热水，从而可以给钢瓶内的液氨提供稳定的热源；由于采用工厂的循环水来提供热量，不再使用电热毯，节省电能，同时，所使用的废热水的温度比较电热毯供热要低很多，因此更能保证氨气输送系统的安全性和稳定性；由于水流流道的整体尺寸较小，易于加工。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种带换热装置的液氨钢瓶。
技术介绍
氨气是半导体行业的重要的气体原料，氨通常采用大容量的压力容器来储存，如450 L的Y钢瓶，980 L的T钢瓶等，在容 器内以液氨的形式储存，使用时需要先把液氨气化；生产使用时，氨气往往需要以大于100 L/min的流量输送，特别是发光二极管MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)外延炉对氨气的流量要求很大。液氨气化是一个吸热过程，液氨气化潜热大，这意味着液氨气化时需要吸收大量的热量；当氨气以小流量使用的情况下，可以通过钢瓶表面从环境吸取热量；如果流量增力口，环境不能及时补充流量，会使氨气温度和压力降低，影响输送气体的稳定性；因此，实际使用时，通常需在钢瓶表面环绕包裹电热毯，通过电热毯的加热来使液氨气化；通过电热毯加热来气化液氨需要消耗大量的电能；根据美国压缩气体协会标准，钢瓶易熔栓的温度为74°C，因此钢瓶加热的表面温度不能超过50°C;同时随着气氨的流出，钢瓶中液氨的液位越来越低，有效传热面积减少，而同时上部气氨由于不断被加热，因此影响气氨的供应，而且电加热存在传热效率低，安全性差，耗能等缺点。同时，微电子工厂由于冷却设备等原因，通常会产生30 45°C左右的废热水，它们往往是循环冷却水流经设备后产生的，这些废热水所含的热量品位不高，几乎没有使用价值，只能再通过热交换器进行热交换后，继续循环使用，而热量最后由凉水塔带出。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种带换热装置的液氨钢瓶，利用工厂现场的废热水，从而可以给钢瓶内的液氨提供稳定的热源；由于采用工厂的循环水来提供热量，不再使用电热毪，节省电能，同时，所使用的废热水的温度比较电热毯供热要低很多，因此更能保证氨气输送系统的安全性和稳定性；由于水流流道的整体尺寸较小，易于加工。为解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案一种带换热装置的液氨钢瓶，包括液氨钢瓶，所述液氨钢瓶外表面焊接有可流通废热水的热交换器，该热交换器设有进水口和出水口。优选地，所述热交换器是盘管状的水流通道，所述水流通道由长条形不锈钢板弯折构成槽型结构，该水流通道槽型结构的两槽边沿钢瓶长度方向焊接于钢瓶瓶体外表面上，且水流通道焊接于钢瓶横向中心线所在的水平面以下，即水流通道焊接于钢瓶的下半部。所述不锈钢板厚度是Imm 3mm,所述槽型结构两槽边之间的宽度是20mm 100mm,所述槽型结构两槽边的高度均为Imm 5mm,所述两条相邻的水流通道之间的间距为5_ 50_，此水流通道加工简便，流过水流通道的热量来源是微电子工厂冷却设备产生的设备废热循环水，通过此热源，给钢瓶中液氨提供热量，为液氨气化提供热量。优选地，所述热交换器是扁管构成的蛇形盘管。优选地，热交换器的面积，也就是热水-液氨的热交换面积占液氨钢瓶圆柱面积的20% 40%，以保证热水与液氨有一定的热交换面积。优选地，所述热交换器的最低点分别设有进水口和出水口，或者在所述热交换器的最低点还设有排水口，为了便于把通道内的水排出；在标准状态下，液氨的沸点是-33°c，因此液氨气化时有可能会产生低于0°C的温度，这会导致水流通道内的水结冰，而水结冰膨胀时会导致水流通道破裂，通道内水的排出是为避免出现这种意外。优选地，所述热交换器进水口和出水口分别连接有阀门，进水口的阀门前设有流量计，便于控制水流量的大小。优选地，所述钢瓶外表面的底部固设有温度计，可以测量钢瓶内液氨的温度，根据液氨的温度来设定所需的循环水的温度以及水流量的大小，确保能够提供足够的热量给钢瓶内的液氨气化，防止温度低于0°c，避免通道内的水结冰；通常使用时，可以在水流通道内提供过量的循环水，这样就可以避免结冰，只要循环水的温度不过高，比如45°C，那么钢瓶内氨气的压强就不会超过钢瓶的耐压从而保证使用的安全。所述钢瓶外表面设有固定架。本技术与现在技术相比具有下列特点利用工厂现场的废热水，热源稳定，从而可以给钢瓶内的液氨提供稳定的热源，这样可输出温度、压力、流量稳定的氨气，同时也降低热源自身的温度，避免向空气中散热；由于采用工厂的循环水来提供热量，不再使用电热毪，节省电能，同时，所使用的废热水的温度比较电热毯供热要低很多，因此更能保证氨气输送系统的安全性和稳定性；由于水流流道的整体尺寸较小，易于加工，而且也不影响钢瓶的外观，跟现有电热毯加热系统也完全兼容，在没有废热水供热的条件下同样可以使用电热毯加热系统来供气。附图说明图I是本技术主视结构示意图；图2是图I钢瓶的A-A向剖面结构示意图；图3是本技术展开局部结构示意图；图4是本技术另一实施例结构示意图；图5是本技术另一实施例剖面结构示意图。具体实施方式实施例I参见图I 图3所示，一种带换热装置的液氨钢瓶，包括液氨钢瓶1，所述液氨钢瓶I外表面焊接有热交换器2，该热交换器2设有进水口 21和出水口 22。所述热交换器2是盘管状的水流通道，所述水流通道由长条形不锈钢板弯折构成槽型结构21，该水流通道槽型结构23的两槽边231沿钢瓶长度方向焊接于钢瓶I瓶体外表面上，且水流通道焊接于钢瓶I横向中心线所在的水平面以下。所述不锈钢板厚度是2mm，所述槽型结构23两槽边231之间的宽度是80mm，所述槽型结构23两槽边231的高度均为2mm，所述两条相邻的水流通道之间的间距为28mm。所述热交换器2的面积，也就是热水-液氨的热交换面积占液氨钢瓶圆柱面积的30%。所述热交换器2最低点分别设有进水口 21和出水口 22。所述热交换器2进水口 21和出水口 22分别连接有阀门3，进水口 21的阀门3前设有流量计4。所述钢瓶I外表面的底部固设有温度计5。所述钢瓶I外表面设有固定架6。工作原理经计算，Ikg液氨在20°C时气化，需要吸收1200 kj热量，这也就是需要28. 6公斤水降温10度提供的热量，或折合成电能是0. 33kffh,热水-液氨管壳热交换体系的总传热系数以300W/m2. K计算，lkg/h的液氨气化需要热交换面积为0. 11m2。Y钢瓶，容积450L，由于受到它的气氨出口阀门的限制，最大供气量为100 L/min,也就是液氨4. 6kg/h，则需最大气化面积为0. 51m2，而Y钢瓶450 L圆柱体部分表面积3m2，因此需要使用Y钢瓶圆柱部分表面积的17%用于热水-液氨热量交换，就可以保证瓶中液氨的正常气化。本实施例中，进入水流通道的热水进口温度为35°C，与钢瓶中液氨进行热交换后，温度降低到25°C，这样就不必要再与外界进行热交热，可以直接用于冷却其它生产设备。本实施例中，在Y钢瓶中心线平面以下设置槽型结构的水流通道，由于Y钢瓶长度方向的两支架之间距离为90cm，则水流通道长度为90cm，流道宽度为80mm，流道内部净高度2mm，流道条数为10条，这样流道与钢瓶接触面积、也就是热水-液氨热交换面积占Y钢瓶圆柱部分面积的24%，流道的内部净高度很低，这样对整体钢瓶影响小。实际使用时，根据气氨出口的流量、温度、压力，调节热水进口的流量，从而保证气氨输送的稳定。实施例2参见图4 图5所示，一种带换热装置的液氨钢瓶，其与实施例I不同之处在于，所述热交换器2是扁管构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带换热装置的液氨钢瓶，包括液氨钢瓶(I)，其特征在于所述液氨钢瓶(I)外表面焊接有热交换器(2)，该热交换器(2)设有进水口(21)和出水口(22)。2.根据权利要求I所述的一种带换热装置的液氨钢瓶(I)，其特征在于所述热交换器(2)是盘管状的水流通道，所述水流通道由长条形不锈钢板弯折构成槽型结构(23)，该水流通道槽型结构(23)的两槽边(231)沿钢瓶长度方向焊接于钢瓶(I)瓶体外表面上，且水流通道焊接于钢瓶(I)横向中心线所在的水平面以下。3.根据权利要求2所述的一种带换热装置的液氨钢瓶(I)，其特征在于所述不锈钢板厚度是Imm 3mm,所述槽型结构(23)两槽边(231)之间的宽度是20mm 100mm,所述槽型结构(23)两槽边(231)的高度均为Imm 5mm，所述两条相邻的水流通道之间的间距为5mm 50mmo4.根据权利要求I所述的一种带换热装置的液氨钢瓶(I)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍坚仁，郑如定，曾灵琪，鲍坚斌，
申请(专利权)人：湖南高安新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：