Испаритель-газификатор Советский патент 1981 года по МПК F17C7/00 

(54) ИСПАРИТЕЛЬ-ГАЗИФИКАТОР

Изобретение отяоштся к криогенной технике, в частности к испарителям для газификации жид кого азота, кислорода, водорода и других жидких криопродуктов. Известен испаритель-газификатор, содержащий резервуар для хранения жидкого криопродукта, приводящие жидкость и отводящие пар или газ трубопроводы, а также собранные в пакет теплообменные панели, в которых жидкий крко продукт испаряется за счет теплоты окружавлцего воздуха {1 . Недостатком известного испа1Н1теля-газифшсатора является низкая эффективность теплооб мена, обусловленная забиааемостью проходного сечения для двнхжния воздуха между панелями вымораживаемым из воздуха снегом наступающая при достаточно близком размещении панелей, или повыщенная металлоемкость трубопроводов н коллекторов при достаточно свободном разнесении панелей в пакете. Наиболее близким к предлагаемо 1у является испаритель-газификатор, содержащий резервуар для хранения криопродукта, софанные в пакеты и вертикально установленные теплообменные панели, соединенные подводящими тготводящими трубами 12. Недостатком такого испарите ля-газификатора является снижение эффективности теплообмена в процессе его работы по мере накопления снеговЫ шубы на поверхности теплообменника панелей. Рост снеговой шубы и связанное с этим увеличение гидравлического сопротивления канала между панелями происходит неравномерно. На верхних концах панелей, где влагосодержание воздуха наибольшее, толщина снежного слоя в каждый момент времени самая значительная и увеличение гидравлического сопротивления канала здесь наиболее существенно. В противоположностьэтому в нижележащих сечениях, где, двигаясь сверху вниз, охлаждается все более осушенный воздух, толщина снежного слоя, нарастающего на панели, уменьшается , т.е. проходное сечение сокращается здесь в незначительной степени. Встречное нарастание снеговой шубы на верхних концах смежных панелей, где интенсивность роста снеговой шубы наибольшая, при достаточно длительной работе приводит к смьпсанию снежных наростов и перекрытию верхнего проходного сечення для доступа воздуха в пространство между панелями. В конечном итоге это шижает температуру выдаваемого в виде газа криопродукта и через некоторое время работы пршодит к необходамости полного отогрева испарителя-газификатора. Цель изобретения - повыиюние эффективнос ти тепяообмёна путем умекы ния влияния сне говс шу&ы ш. шркупядаю воздуха между теплообменными панелями, Поегавлевйая цель достигается тем, что в испарителе-газификаторе, сбдержа}цем резервуар для хранения к шопродукта, coepaimiite в .шкет и вертикально установленные ±еш ообмеш1ы панели, подаодящие и отводящие г гбсшроводы, верхние концы панелей размещены яа {язличной высбте в пределах двух высотных отмеюк в череду1ащейся последовательности. Кроме того, нижние концы панелей расположены на различной высоте в пределах двух высотных отметок в череду1шцейся поспедсизательности. Причем панели могут быть аыполоены разлатчной длины, установлены в чередующейся по сждовательносга и их нижние концы расположены на одной высотной отметке. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство с тешюобмешшми панеля1 ш одинаковой длины; на фиг. 2 - то же, с теплообменными панелями различной длины; на фт. 3 - то же, с числом типоразмеров теплообменных панелей более двух. Испаритель-газификатор содержит резервуар для хранения криопродукта, теплообменные па нели 2, собранные в пакет, подводя цие 3 и от водящие 4 трубопроводы. Теплообменные пане ли 2 вьшолнены с размещением верхних кондов на различной высоте с последовательным их чередованием. При зтом панели 2 можно выполнить одинаковой длины и сдвинуть их в пакете относительно друг друга по высоте (фиг. 1). Панели 2 можно вьшолнить различной длины с числом типоразмеров по длине два (фиг. 2) или более (фиг. 3) прт размеще нии их нижних концов на одной высотной отметке с последовательным чередованием панелей 2 различной длины. Для подъема давления в резервуаре 1 служит испаритель наддува 5. Испаритель-газификатор работает следующим образом. С помощью испарителя наддува 5 в резерву аре 1 поднимается давление до рабочего значения. Под этим давлением жидкий криопродукт по подводящим трубопроводам 3 поступает в 4 теплообменные панели 2, в которых он испаряется и подогревается за счет теплоты атмосферного воздуха, Щ1ркулирующего между панелями. При этом сам воздух, опускаясь между панелялш, охлаждается и из него вымораживаются пары водьь Благодаря тому, что смежные верхние концы теплообменных панелей теперь размещены на различных высотных отметках, смыкания снежной шубы в этих наиболее опасных сечениях пакета не происходат совсем или оно таступает значительно позже. После испарения и подогрева в теплообменйых {анелях 2 через отводящие трубопровода 4 газ отводится потребителю. Применение предлагаемого испарите ля-газификатора позволяет увеличить эффективность теплообмена за счет уменьшения влияния снеговой . При одинаковом с известным разнесении теплообменных панелей это позволяет значительно увеличить срок работы испарителя-газификатора без отогрева, либо уменьшить металлоемкость при одинаковом с известным време1ш работы газификатора-испарителя. Формула изобретения 1.Испаритель-газификатор, содержащий резервуар для хранения криопродукта, собранные в пакет теплйобменные панели и вертикально установленные, подводящие и отводяшие трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена путем уменьшения влияния снеговой на циркуляцию воздуха между теплообменными панелями, верхние концы панелей размещены на различной высоте в пределах двух высотных отметок в чередующейся последовательности. 2.Испаритель-газификатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что нижние концы панелей расположены на различной высоте в пределах двух высотных отметок в чередующейся последовательности. 3.Испаритель-газификатор по п. 1, о т л ичающийся тем, что панели выполнены различной длины, установлены в чередующейся последовательности и их нижние концы расположены на одной высотной отметке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Криогенное оборудование. Каталог-справочник. М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1976, ч. 1, с. 24-28. 2.Холодные криогенные газификаторы. Прошект, заказ 2168/5079, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1978.