实施方案
[0011] 以下结合附图并通过具体实施例对本发明的原理与结构作进一步的说明。需要说明的是本实施例是叙述性的,而不是限定性的,不以此实施例限定本发明的保护范围。
[0012] 带有中间排液的管壳式实验换热器,具有换热管束、壳体、隔板、折流板、以及封头等。其结构组成是:在换热器的左端封头1内设有三层隔板2;右端封头内设有两层隔板。其中左端封头内的第二层隔板和右端封头内的第二层隔板开有数个漏液孔3,并且左、右两端隔板上的漏液孔数量不相等,右端隔板漏液孔总数的孔径面积之和大于左端隔板上的各孔径面积之和,并且左、右两端封头内隔板上每个漏液孔的孔径不相等。
[0013] 左、右两端隔板上每一个漏液孔的下方焊接有凝液引出管,凝液引出管穿过壳体通过保温管连接到一个封闭的容器内,壳体外侧的每一根凝液引出管路上均装有阀门。
[0014] 换热器的换热管程分为4段,第一段管程为3根换热管束4;第二段管程为2根换热管束;第三、第四段管程各为1根换热管束。在冷凝器的壳体5内设有两块弓形折流板6,由此形成四管程单壳程的换热结构。换热管束为铜管,每根管长400mm。左、右两端封头内第二层隔板上各开有5个直径为0.5~3mm不等的漏液孔。
[0015] 左、右两端封头内隔板上漏液孔总数的孔径面积之和均由管壳式换热器总换热量确定。
[0016] 因为左右隔板上的漏液量非常重要,必须使其冷凝液在多孔隔板(或者说每个漏液孔的上表面)上形成一层稳定的积水层。该积水层起到一个水封的作用,即液体可以通过该小孔,而蒸汽则进入下一管程,由此实现汽、液的有效分离。因此要根据换热器总换热量来计算(维持该流量)漏液孔的面积,为了能够保证漏液孔具有“漏液阻汽”的作用,所以将漏液孔的孔径或者面积分割成几个小孔。即漏液孔的孔数、孔径之和等于总的漏液(孔)面积。
[0017] 作为实施例:该冷凝换热器主要用于实验研究,为不同运行工况或不同热工参数下,设计带有中间排液功能的高效管壳式换热器提供技术数据。
[0018] 壳体内的换热管束的外径为19mm,管心距为25mm,蒸汽进口管内直径为20mm,蒸汽出口管内直径为10mm,冷却水进出口管内直径均为20mm。设定冷凝器进口蒸汽温度为103℃,蒸汽过热度为3℃左右,流量为9.15kg/h,压力为0.1Mp。冷却水入口温度为18℃,流量为150kg/h,在实验过程中维持参数恒定不变。左两端封头内第二层隔板上各开有5个直径为
1mm的漏液孔;右两端封头内第二层隔板上各开有3个直径为1mm和2个直径为2mm的漏液孔。
[0019] 因为壳体外侧的每一根凝液引出管路上均装有阀门,所以控制阀门的开启数量,就可以得到不同热工参数下,最佳的漏液量或确定其最佳的漏液面积。如果将所有凝液引管的阀门关闭,就相当于普通管壳式冷凝换热器的结构,所以该装置可以方便进行对比实验。
[0020] 在实验过程中,这种带有中间排液结构的冷凝器换热量始终高于传统管壳式冷凝器,40min稳定之后两者之间的差值大致维持在200-300J。在相同的时间段内,前者的换热量比后者大致提高了60%。