專(zhuān)利名稱(chēng)：用于減壓水精餾生產(chǎn)氧－18的中央管降膜干釜再沸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及減壓水精餾生產(chǎn)氧-18水技術(shù)中使用的再沸器，屬于化工換熱設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的減壓水精餾生產(chǎn)氧-18技術(shù)中使用的再沸器，均為有液體滯留的濕釜再沸器，有了滯留的液體也就有了液位，在連續(xù)操作制過(guò)程中就必須進(jìn)行液位控制，還必須控制加熱蒸汽的流量，這些都會(huì)造成投資費(fèi)用和操作成本的增加，不但如此，再沸器滯留量的多少還直接影響同位素濃縮平衡時(shí)間，再沸器滯留量越大同位素濃縮平衡時(shí)間越長(zhǎng)，同位素濃縮平衡期間的操作費(fèi)用也就越高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種中央管降膜干釜再沸器，克服現(xiàn)有再沸器技術(shù)的缺點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案用于減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的中央管降膜干釜再沸器，包括從上至下依次連接的上器體、下器體和底封頭，設(shè)在所述上器體中部的分隔環(huán)，分布在所述分隔環(huán)內(nèi)圓孔周?chē)腢型吊件，焊在所述U型吊件下端的圓形擋板，設(shè)在所述圓形擋板下方的集液堰，設(shè)在所述上器體下部的液流出口接管，焊在所述下器體上端口的管板，貫穿所述下器體并向上伸出所述集液堰的中央管，設(shè)在所述下器體內(nèi)所述中央管周?chē)亩鄠€(gè)加熱管，所述加熱管上端與所述管板脹焊在一起，設(shè)在每根加熱管內(nèi)部上口的降膜導(dǎo)流裝置，設(shè)在所述下器體上的位于所述管板下方的加熱蒸汽進(jìn)口接管，位于所述下器體內(nèi)既與所述加熱管下端脹焊也與所述中央管下口焊接的浮動(dòng)管板，
與所述浮動(dòng)管板下緣焊接構(gòu)成匯汽室的浮動(dòng)封頭，主體部分沿所述中央管中心線設(shè)置，超出所述中央管上口的部分被彎曲后穿出所述上器體器壁并固定在上器體器壁上的釜液吸凈管，以及設(shè)在所述底封頭中心的加熱蒸汽凝結(jié)水出口接管。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述再沸器還包括設(shè)在所述上器體上部側(cè)面的液流進(jìn)口接管。
在本實(shí)用新型中，所述降膜導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)、導(dǎo)流頭和上、下間隙銷(xiāo)；所述導(dǎo)流頭通過(guò)所述導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)懸掛于所述加熱管上口內(nèi)部；所述上間隙銷(xiāo)和下間隙銷(xiāo)分兩圈均布在所述導(dǎo)流頭的外圓周上，使得導(dǎo)流頭與加熱管內(nèi)壁間形成均勻的環(huán)隙。
在本實(shí)用新型中，所述導(dǎo)流頭是上細(xì)下粗的兩段圓柱的結(jié)合體，細(xì)、粗圓柱體間以圓弧面形式過(guò)渡，細(xì)圓柱體上部側(cè)向鉆有一個(gè)懸吊孔，粗圓柱體下口做成喇叭口形狀。
在本實(shí)用新型中，所述導(dǎo)流頭上下兩段圓柱體的長(zhǎng)度是根據(jù)液體汽化后汽流在所述環(huán)隙內(nèi)向上流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力與環(huán)隙上方液體靜壓頭之和大于汽流流經(jīng)加熱管、匯汽室及中央管作U型流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力確定的。
在本實(shí)用新型中，所述集液堰由倒立漏斗截體和圓環(huán)構(gòu)成，所述倒立漏斗截體下口焊于所述圓環(huán)的內(nèi)圓周上，所述圓環(huán)的外圓周焊在所述上器體的內(nèi)壁上，并略低于所述的液流出口接管。
在本實(shí)用新型中，所述的中央管上口比所述集液堰的倒立漏斗截體的上口高50～150mm。
在本實(shí)用新型中，所述中央管內(nèi)截面與所述各加熱管的內(nèi)截面之和相等或接近。
在本實(shí)用新型中，所述釜液吸凈管的下端呈45°切口并抵著匯汽室浮動(dòng)封頭內(nèi)壁。
在本實(shí)用新型中，所述再沸器還包括設(shè)在所述下器體內(nèi)管板與浮動(dòng)管板之間的折流板結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.所述中央管降膜干釜再沸器采用膜狀加熱、汽化方式，傳熱效果好，所需的換熱面積小，造價(jià)低。
2.液流基本上是處于表面汽化狀態(tài)，沒(méi)有因液位造成的沸點(diǎn)升高現(xiàn)象，加熱能耗略低些。
3.液膜邊流邊汽化，汽化后的汽流經(jīng)中央管導(dǎo)回精餾塔，過(guò)程連續(xù)且平穩(wěn)，操作方便。
4.沒(méi)有液位控制環(huán)節(jié)，也無(wú)需控制加熱蒸汽流量，過(guò)程自動(dòng)化程度高，投資省，操作費(fèi)用低，過(guò)程穩(wěn)定可靠。
5.沒(méi)有釜液，使得整個(gè)水精餾塔級(jí)聯(lián)裝置的液體滯留量變小了，縮短了同位素濃縮平衡時(shí)間，減少了同位素濃縮平衡期間的操作費(fèi)用。
因此，使用本實(shí)用新型可有效地節(jié)省投資、減少操作費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。


圖1是本實(shí)用新型所述再沸器的一個(gè)典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型所述再沸器中的降膜導(dǎo)流裝置附近的局部示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
如圖1所示，在本實(shí)用新型的典型實(shí)施例中，所述用于減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的中央管降膜干釜再沸器包括從上至下依次連接的上器體15、下器體2和底封頭24，設(shè)在上器體15中部的分隔環(huán)11，分布在分隔環(huán)11內(nèi)圓孔周?chē)腢型吊件10，焊在U型吊件10下端的圓形擋板9，設(shè)在圓形擋板9下方的集液堰7，設(shè)在上器體15下部的液流出口接管8，焊在下器體2上端口的管板19，貫穿下器體2并向上伸出集液堰7的中央管17，設(shè)在下器體2內(nèi)中央管17周?chē)亩鄠€(gè)加熱管21，加熱管上端與管板19脹焊在一起，設(shè)在每根加熱管21內(nèi)部上口的降膜導(dǎo)流裝置20，設(shè)在下器體2上的位于管板19下方的加熱蒸汽進(jìn)口接管6，位于下器體2內(nèi)既與加熱管21下端脹焊也與中央管17下口焊接的浮動(dòng)管板22，與浮動(dòng)管板22下緣焊接構(gòu)成匯汽室的浮動(dòng)封頭23，主體部分沿中央管17中心線設(shè)置，超出中央管17上口的部分被彎曲后穿出上器體2器壁并固定在上器體2器壁上的釜液吸凈管16，以及設(shè)在底封頭24中心的加熱蒸汽凝結(jié)水出口接管25。
在本實(shí)施例中，上器體15的上下兩端都帶有法蘭，上器體15的上法蘭用來(lái)與精餾塔下部法蘭連接，使所述再沸器與精餾塔組成一個(gè)整體設(shè)備；上器體15的下法蘭與下器體2的管板19連接固定。下器體2和底封頭24之間通過(guò)法蘭連接固定。
在本實(shí)施例中，所述再沸器還包括設(shè)在所述上器體上部側(cè)面的液流進(jìn)口接管14，用于與后級(jí)精餾塔連通，接收后級(jí)精餾塔返回的液流。整個(gè)再沸器還通過(guò)支腿1安裝于基礎(chǔ)上。
如圖2所示，在本實(shí)施例中，降膜導(dǎo)流裝置20包括導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)20a、導(dǎo)流頭20b、上間隙銷(xiāo)20c及下間隙銷(xiāo)20d。導(dǎo)流頭20b是兩段直徑不等圓柱的結(jié)合體，上圓柱體直徑細(xì)，上部側(cè)向鉆有一個(gè)懸吊孔鉆孔用于穿插導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)20a；下圓柱體直徑粗，但比加熱管21內(nèi)徑小2mm。粗圓柱體下端做成喇叭口形狀，防止沿著導(dǎo)流頭粗圓柱體表面流動(dòng)的溶液往中心流去，提高液體成膜效果。細(xì)圓柱體與粗圓柱體連接處以圓弧面形式過(guò)渡，以便引導(dǎo)液體流向加熱管內(nèi)壁。導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)20a長(zhǎng)度超過(guò)加熱管21的外徑。導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)20a穿過(guò)導(dǎo)流頭20b的細(xì)圓柱體上部的懸吊孔，將導(dǎo)流頭20b懸掛于加熱管21上口內(nèi)部。上間隙銷(xiāo)20c及下間隙銷(xiāo)20d分兩圈均布在導(dǎo)流頭20b的粗圓柱體上，使得導(dǎo)流頭20b與加熱管21對(duì)中，從而在導(dǎo)流頭20b與加熱管21內(nèi)壁間形成均勻的環(huán)隙。
在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流頭20b上下兩段圓柱體的長(zhǎng)度是根據(jù)液體汽化后汽流在所述環(huán)隙內(nèi)向上流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力與環(huán)隙上方液體靜壓頭之和大于汽流流經(jīng)加熱管21、匯汽室及中央管17作U型流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力確定的，可使再沸器運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
在本實(shí)施例中，集液堰7由倒立漏斗截體和圓環(huán)構(gòu)成的，所述倒立漏斗截體的下口焊于所述圓環(huán)的內(nèi)圓周上，所述圓環(huán)的外圓周焊在所述上器體15的內(nèi)壁上，并略低于所述的液流出口接管8。
中央管17上口可以設(shè)置成比集液堰7的倒立漏斗截體的上口高50～150mm。在本實(shí)施例中，中央管17上口比集液堰7的倒立漏斗截體的上口高100mm。
在本實(shí)施例中，所述中央管17內(nèi)截面與各加熱管的內(nèi)截面之和相等。
在本實(shí)施例中，釜液吸凈管16下端呈45°切口并抵著匯汽室浮動(dòng)封頭23內(nèi)壁，超出中央管17上口后，釜液吸凈管16被彎成90°穿出上器體15器壁并固定在上器體15的器壁上。釜液吸凈管16是在精餾塔泡液操作完成后，用來(lái)抽凈再沸器內(nèi)存留的液體，使再沸器盡快進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
加熱管21內(nèi)徑優(yōu)選在20～40mm，在本實(shí)施例中為20mm，加熱管的根數(shù)與長(zhǎng)度按所需的換熱面積以及水的干膜流量大于2倍加熱管內(nèi)壁降膜流量設(shè)計(jì)，加熱管適宜長(zhǎng)度為4～6m。
在本實(shí)施例中，所述再沸器還包括設(shè)在所述下器體內(nèi)管板與浮動(dòng)管板之間的折流板結(jié)構(gòu)5，用來(lái)提高加熱蒸汽流速增強(qiáng)給熱效果。
在本實(shí)施例中，上器體15的上法蘭下方還設(shè)有測(cè)溫口接管12，用來(lái)插入測(cè)溫元件。
下面，描述本實(shí)用新型所述再沸器的一種應(yīng)用方式，即將精餾塔與本實(shí)用新型所述的中央管降膜干釜再沸器上下固定連接在一起，用于減壓水精餾生產(chǎn)氧-18。
從精餾塔底以及從后塔返回的液流進(jìn)入本實(shí)用新型所述的中央管降膜干釜再沸器，靠分隔環(huán)11下方懸吊的圓形擋板9引導(dǎo)而流入集液堰7。在集液堰7底部，所述液流通過(guò)液流出口接管8與計(jì)量泵進(jìn)口連接，經(jīng)過(guò)計(jì)量泵精確的分割，送到后級(jí)精餾塔塔頂，作為后級(jí)精餾塔的加料液使用；取走這部分液流后，其余的液流則從集液堰7上口溢流到管板19上，接著液體從加熱管上緣溢流到加熱管21內(nèi)并首先瀉到導(dǎo)流頭細(xì)圓柱體表面上，繼而沿所述細(xì)圓柱體表面向下流到所述細(xì)、粗圓柱體交界處的圓弧面上。液體在圓弧面引導(dǎo)下沖到所述加熱管的內(nèi)壁上形成向下流動(dòng)的薄膜，即呈降膜式流動(dòng)，在降流過(guò)程中被加熱管21外的加熱蒸汽加熱、汽化。液膜邊向下流動(dòng)邊汽化，在向下流動(dòng)過(guò)程中逐漸變薄，最后消失完全汽化成氣相，再沸器底部呈干釜狀態(tài)。由于所述導(dǎo)流頭粗圓柱體與加熱管內(nèi)壁間間隙很小，存在一定高度的液位，在這靜壓頭和環(huán)隙阻力的作用下，汽化后的汽體只能在加熱管內(nèi)向下流動(dòng)。各根加熱管內(nèi)生成的汽流流出加熱管，匯入所述的匯流室，折轉(zhuǎn)方向進(jìn)入中央管17，自下而上流動(dòng)，流出中央管17后，繞過(guò)圓形擋板9，穿過(guò)分隔環(huán)11的內(nèi)孔返回精餾塔。
本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中熟練技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已全部記載于權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求1.用于減壓水精餾生產(chǎn)氧-18的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于，所述再沸器包括從上至下依次連接的上器體、下器體和底封頭，設(shè)在所述上器體中部的分隔環(huán)，分布在所述分隔環(huán)內(nèi)圓孔周?chē)腢型吊件，焊在所述U型吊件下端的圓形擋板，設(shè)在所述圓形擋板下方的集液堰，設(shè)在所述上器體下部的液流出口接管，焊在所述下器體上端口的管板，貫穿所述下器體并向上伸出所述集液堰的中央管，設(shè)在所述下器體內(nèi)所述中央管周?chē)亩鄠€(gè)加熱管，所述加熱管上端與所述管板脹焊在一起，設(shè)在每根加熱管內(nèi)部上口的降膜導(dǎo)流裝置，設(shè)在所述下器體上的位于所述管板下方的加熱蒸汽進(jìn)口接管，位于所述下器體內(nèi)既與所述加熱管下端脹焊也與所述中央管下口焊接的浮動(dòng)管板，與所述浮動(dòng)管板下緣焊接構(gòu)成匯汽室的浮動(dòng)封頭，主體部分沿所述中央管中心線設(shè)置，超出所述中央管上口的部分被彎曲后穿出所述上器體器壁并固定在上器體器壁上的釜液吸凈管，以及設(shè)在所述底封頭中心的加熱蒸汽凝結(jié)水出口接管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述再沸器還包括設(shè)在所述上器體上部側(cè)面的液流進(jìn)口接管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述降膜導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)、導(dǎo)流頭和上、下間隙銷(xiāo)；所述導(dǎo)流頭通過(guò)所述導(dǎo)流頭吊掛銷(xiāo)懸掛于所述加熱管上口內(nèi)部；所述上間隙銷(xiāo)和下間隙銷(xiāo)分兩圈均布在所述導(dǎo)流頭的外圓周上，使得導(dǎo)流頭與加熱管內(nèi)壁間形成均勻的環(huán)隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述導(dǎo)流頭是上細(xì)下粗的兩段圓柱的結(jié)合體，細(xì)、粗圓柱體間以圓弧面形式過(guò)渡，細(xì)圓柱體上部側(cè)向鉆有一個(gè)懸吊孔，粗圓柱體下口做成喇叭口形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述導(dǎo)流頭上下兩段圓柱體的長(zhǎng)度是根據(jù)液體汽化后汽流在所述環(huán)隙內(nèi)向上流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力與環(huán)隙上方液體靜壓頭之和大于汽流流經(jīng)加熱管、匯汽室及中央管作U型流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力確定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述集液堰由倒立漏斗截體和圓環(huán)構(gòu)成，所述倒立漏斗截體下口焊于所述圓環(huán)的內(nèi)圓周上，所述圓環(huán)的外圓周焊在所述上器體的內(nèi)壁上，并略低于所述的液流出口接管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述的中央管上口比所述集液堰的倒立漏斗截體的上口高50～150mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述中央管內(nèi)截面與所述各加熱管的內(nèi)截面之和相等或接近。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述釜液吸凈管的下端呈45°切口并抵著匯汽室浮動(dòng)封頭內(nèi)壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中央管降膜干釜再沸器，其特征在于所述再沸器還包括設(shè)在所述下器體內(nèi)管板與浮動(dòng)管板之間的折流板結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要用于減壓水精餾生產(chǎn)氧－18的中央管降膜干釜再沸器，屬于化工換熱設(shè)備領(lǐng)域。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種中央管降膜干釜再沸器，主要由上、下器體和底封頭三部分構(gòu)成，上器體內(nèi)有分隔環(huán)、圓形擋板和集液堰，集液堰處設(shè)有液流出口接管。下器體是一種下端浮動(dòng)、中央有汽流總管的列管式換熱器，管程由管板、加熱管、中央管、浮動(dòng)管板、以及浮動(dòng)管板與浮動(dòng)封頭形成的匯汽室等組成。降膜導(dǎo)流裝置自加熱管上口懸掛到加熱管內(nèi)，既可在加熱管內(nèi)上方形成一定高度的液封，又可使進(jìn)入加熱管內(nèi)的液體流向管壁而呈降膜流動(dòng)。因此，使用本實(shí)用新型可有效地節(jié)省投資、減少操作費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B01D59/00GK2897370SQ20062001319
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者楊國(guó)華 申請(qǐng)人:楊國(guó)華