[实用新型]一种具有S形和Z形复合槽道的新型FLNG换热器

权利要求书

1.一种具有S形和Z形复合槽道的新型FLNG换热器，其特征在于：包括换热筒体，在换热筒体水平放置时，限定换热筒体的长轴方向为第一方向，竖直垂直于第一方向的方向为第二方向；

在换热筒体内具有一换热空腔，所述换热筒体内具有一对将换热空腔分隔为水平并列分布的物料进料腔、置换腔、物料出料腔的隔板，在换热筒体水平方向的两侧还连接有分别与物料进料腔、物料出料腔相连通的进料管道、出料管道，在换热筒体竖直方向的两侧还分别连接有与置换腔相连通的换热介质进料管、换热介质出料管，在置换腔内安装有换热芯体，在置换腔中位于换热芯体上部的空腔为换热介质进料腔，位于换热芯体下部的空腔为换热介质出料腔；

所述换热芯体包括一换热芯盒，在换热芯盒内安装有两种槽道组，其中一种槽道组为与物料进料腔、物料出料腔相连通的水平槽道组，另一种槽道组为与换热介质进料腔、换热介质出料腔相连通的竖直槽道组，在换热芯盒上还开有与两组槽道组相连通的通孔，在隔板上开有与其中一组槽道组相连通的通孔，所述水平槽道组与竖直槽道组均具有数组，且水平槽道组与竖直槽道组间隔分布；

在两种槽道组中，其中一种槽道组中的各个槽道均为S形槽道，从而使得该种槽道组为S形槽道组，另一种槽道组中的各个槽道均为Z形槽道，从而使得该种槽道组为Z形槽道组。

2.根据权利要求1所述的具有S形和Z形复合槽道的新型FLNG换热器，其特征在于：所述水平槽道组有数组，沿着与第一方向相垂直的水平方向并列分布，每组水平槽道组由若干沿着第二方向并列分布的水平槽道共同组成，且水平槽道沿着第一方向延伸；

所述竖直槽道组有数组，沿着与第一方向相垂直的水平方向并列分布，每组竖直槽道由若干沿着第二方向并列分布的竖直槽道共同组成，且竖直槽道沿着第二方向延伸。

3.根据权利要求2所述的具有S形和Z形复合槽道的新型FLNG换热器，其特征在于：所述S形槽道为气体流经槽道，即为竖直槽道，Z形槽道的截面呈半圆形状，为液体流经槽道，即为水平槽道；

定义换热芯体长为L，宽为B，高为H，两种槽道截面所在圆的直径为R，沿着与第二方向相垂直的方向上分布的相邻的S形槽道间水平间距为b_s，S形槽道波峰和波谷沿与第一方向和第二方向均垂直的方向变化，沿着第一方向的垂向间距为h_s，Z形槽道布置形式与S形槽道布置形式相似，Z形槽道波峰和波谷沿与第一方向相垂直的方向变化，沿着与第一方向相垂直的方向上分布的相邻的Z形槽道间的水平间距为b_z，沿着第一方向的垂向间距为h_z；S形槽道和Z形槽道垂向间间距为；

所述S形槽道中，由于S形槽道波形不受Z形槽道的影响，仅受自身截面圆直径R的影响，若幅值过大，则影响排列数量；若周长较大，则影响换热面积；若幅值过小，则影响加工。因此令S形槽道的曲线函数为y＝2Rcos(πx/L/nR)，式中n＝1,2,3...；L％nR＝＝0；1≤R≤3mm，S形槽道的数量m_s＝([λH/h_s]+1)·([λB/b_s]+1)，式中[]表示取整，λ表示有效系数在0.8-0.9之间；

所述Z形槽道中，Z形槽道形状同样不受S形槽道的影响，仅与自身截面圆直径R有关，若幅值过大，则影响排列数量；若周长较大，则影响换热面积；若幅值过小，则影响加工。因此令Z形槽道的曲线函数为f(x)＝-Rx/0.5T+2R，式中T＝B/nR,n＝1,2,3...；B％nR＝＝0；1≤R≤3mm，Z形槽道数量为m_z＝([λL/b_z]+1)·([λH/h_z]+1)；

根据上述函数表达式，换热芯体的空间利用率表达式为

4.根据权利要求2所述的具有S形和Z形复合槽道的新型FLNG换热器，其特征在于：所述S形槽道与Z形槽道的外表面均开有若干沿着S形槽道或Z形槽道的延伸方向并列分布的半球形凹槽。

5.根据权利要求1所述的具有S形和Z形复合槽道的新型FLNG换热器，其特征在于：所述换热芯体有两个，自上而下依次贴合分布在置换腔内。