气化设备内部圆盘抛形孔状导流结构
技术领域
本发明属于气化设备技术领域，涉及调峰型气化设备的导流结构，尤其是涉及一种气化设备内部圆盘抛形孔状导流结构。
背景技术
随着液化天然气在我国的持续推进，我国使用液化天然气的人越来越多，中俄的天然气拳头项目也通气了，所以天然气的加热是异常的重要，该气化装置主要用于加热天然气，随着季节的不同，用气的峰值也不同，所以在控制气化这一块是比较突出的问题，常见的气化设备的导流结构没有很好的做到尽大可能的气液反应。
没有接触孔的导流结构已经存在了，但是这并不意味着是最优化的选择，现在已经有的是全封闭式的导流结构，这存在气液反应不彻底，消耗能量高，气化不稳定的因素，导致气化传热传质的无法控制性和可不可预测性。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种气液接触面积大、气液反应充分、能耗低的气化设备内部圆盘抛形孔状导流结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种气化设备内部圆盘抛形孔状导流结构，包括抛形圆盘，该抛形圆盘的中心处设有竖起的尖角，边缘处向上外翻形成弧形翻边，抛形圆盘内设有多个六边形接触孔；工作时，该抛形圆盘的底部与液面相切。
工作时，从气化设备上方喷嘴结构处喷出高温烟气，烟气向下冲击，冲击到该圆盘抛形孔状导流结构上，该结构对高温烟气进行导流，在该装置的表面，由于有六边形接触孔，处于该结构下方的液体透过孔，与烟气进行很好的换热，气化，极大的增加了换热面积，高温烟气充分的与液体接触，高温烟气与液体进行换热后，气化与其进行换热的液体。由于该结构还具有导流的作用，在气化后的液体和喷嘴出来的气体一并在抛形结构的导流作用下，形成向上的旋流，起到气化换热的效果。
本发明的新型气化设备内部圆盘抛形孔状导流结构，由于在其表面分布有六边形接触孔，使其具有增大接触面积，气液充分反应，降低能耗的特点，从而增强传热传质，提高气化的效率。并且该新型孔状导流结构，可以在其表面设置不同的孔径，不同形状的通气孔，通气孔的大小数量形状觉得气化程度的快慢，根据天然气需被加热的需求量从而人为的进行一定程度上的气化，调控加热天然气的速率，很好的节省能源，提高效率。
作为优选的技术方案，所述的多个六边形接触孔分布在以抛形圆盘中心为圆心的多个圆周上，形成多圈接触孔组。
作为优选的技术方案，每圈接触孔组的六边形接触孔沿圆周均匀分布。
作为优选的技术方案，外圈接触孔组的六边形接触孔的尺寸大于内圈接触孔组的六边形接触孔的尺寸。
作为优选的技术方案，多个六边形接触孔形成两圈接触孔组，两圈接触孔组的六边形接触孔的边长根据喷嘴处喷出的速度不同而取边长之比不同，最优选择是1.1-1.25:1，因为从喷嘴处喷出的烟气速度高达33m/s，并且是高温，且认为是湍流流动的不可压缩流体，开孔口径差距过大，会丧失其导流作用。
作为优选的技术方案，外圈接触孔组的六边形接触孔(14)中心与抛形圆盘(11)中心的距离为内圈接触孔组的六边形接触孔(14)中心与抛形圆盘(11)中心距离的1.5～1.7倍。进一步优选该值为1.6。这样既可以保证圆盘结构的导流作用，还可以保证气化效果最好。
作为优选的技术方案，六边形接触孔为正六边形接触孔，六边形接触孔的一个边朝向抛形圆盘的中心。
作为优选的技术方案，抛形圆盘的尖角和弧形翻边之间为平面部分，六边形接触孔分布于该平面部分上。
作为优选的技术方案，所述的抛形圆盘的平面部分的开孔率为35～45％。进一步优选当多个六边形接触孔形成两圈接触孔组时，内圈接触孔开孔约为8-9个为宜，外部圈接触孔开孔个数为11-12个，在弧形翻边的地方不采取开孔，整个开孔范围占总平面部分的39％。在本发明计算中，高温烟气从喷嘴喷出的速度可到33m/s，温度是1200K左右，喷出来的烟气认为是湍流流动的不可压缩流体，高温烟气喷射到底部水池，需要将其水进行气化，所以该抛型圆盘结构非常的重要，而在该气化结构上取占比约为40％的开孔率，有利于喷射下来的烟气与圆盘底部的水进行更好更充分的接触，而原来的未开孔的势必没有这么高的气化率，若圆盘的开孔率继续增加的话，整个圆盘结构会很脆弱，承受不了这么大的速度和高温的烟气，并且导流的效果减弱，反而减少了换热效率。
作为优选的技术方案，所述的尖角的形状为顶端为锐角，依次向下角度增加，呈尖头状；尖角顶端的锐角的角度大小为30-35°。当尖角度数过于小时，对喷射下来的烟气不易起到较好的导流作用，从而高速喷射而来的烟气接触到圆盘时，引起圆盘的飞溅，不能很好的气化，当角度过于大时，会形成对烟气的阻力，不能很好的使烟气接触到液面，从而降低气化率。烟气流的主要作用力是重力、惯性力，根据喷嘴喷出的最大流速和实验流速的梯度设计计算，得出角度的最优解。
本发明的主要特点在于在抛形圆盘的中心设置有向上竖起的尖角，此尖角作为接流结构，气化炉喷嘴结构中向下喷的烟气可以很好的承接下来，本发明将该尖角的角度在允许的范围内尽可能的缩少，使其达到足够的尖锐，这样有利于减少烟气在向下喷流而来的阻力，消除钝感，从而起到很好的导流作用。抛型圆盘自带的弧形有利与将烟气很好的向上导流。本发明最需要值得注意的地方是抛形圆盘表面的六边形接触孔，该机构在气化设备中工作时，在其表面会与需要气化的液体相接触，这是现有技术中完全没有考虑到的。选择六边形接触孔，涉及到高开孔率，高接触率，省材料，利用率高，节约空间，设计美观。比起圆形更好的排列，并且六边形有利于减少水面的张力，不易形成球状膜，比起其他形状更有利于气液的混合接触，增加气化，当需要气化的液体与该圆盘抛形结构接触时，由于表面有六边形孔，与液面保持相切，极大的增加烟气与需要气化液体的接触面，并且六边形与液体之间形成的液膜接触有极大的张力，有利于气化，利于液体的膨胀，加速传热，气化的程度高。
该结构优选可拆卸，可以在其圆盘表面设计不同的形状或数量，此举的意义在于需要气化的程度不高，气化的速率缓慢时就可以更换不同形状，不同数量接触孔的导流结构，这样可以人为的控制气化的量，气化的速率。
与现有技术相比，本发明通过圆盘表面的六边形接触孔，使得工作状态增大气化接触面积，使其充分气化，起到加速传热传质的效果。该结构还可利用于其他的导流设备，气化设备中，用途广泛，使用率高。
附图说明
图1为气化设备的局部示意图；
图2为本发明导流结构的侧视示意图；
图3为本发明导流结构的俯视示意图；
图4为本发明导流结构的示意示意图。
图中，1为导流结构，11为抛形圆盘，12为尖角，13为弧形翻边，14为六边形接触孔，2为喷嘴结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种气化设备内部圆盘抛形孔状导流结构，如图2～4所示，包括抛形圆盘11，该抛形圆盘11的中心处设有竖起的尖角12，边缘处向上外翻形成弧形翻边13，抛形圆盘11内设有多个六边形接触孔14；工作时，该抛形圆盘1的底部与液面相切。该导流结构应用于如图1所示的气化设备(该设备整体是立式结构分布，炉子分为上下两部分，上部分盘管(图中未示出)盘旋在燃烧室周围，下部分沉浸水中进行预热，燃烧室燃烧后的烟气从喷嘴喷出，喷出的高温烟气喷射到抛型圆盘上)，由于在其表面分布有六边形接触孔14，可以让喷出来的烟气很好的与底部水池的水面接触，增加气化，增强换热，然后高温水烟气在抛型盘的引流下再次向上进入到上部分的圆形盘管，进行凝结换热；使其具有增大接触面积，气液充分反应，降低能耗的特点，从而增强传热传质，提高气化的效率。并且该新型孔状导流结构，可以在其表面设置不同的孔径，不同形状的通气孔，通气孔的大小数量形状觉得气化程度的快慢，根据天然气需被加热的需求量从而人为的进行一定程度上的气化，调控加热天然气的速率，很好的节省能源，提高效率。
优选多个六边形接触孔14分布在以抛形圆盘11中心为圆心的多个圆周上，形成多圈接触孔组。进一步优选每圈接触孔组的六边形接触孔14沿圆周均匀分布。，外圈接触孔组的六边形接触孔14的尺寸大于内圈接触孔组的六边形接触孔14的尺寸。本实施例中，多个六边形接触孔14形成两圈接触孔组，两圈接触孔组的六边形接触孔14根据喷嘴处喷出的速度不同而取边长之比不同，最优选择是1.1-1.25:1。这是因为从喷嘴处喷出的烟气速度高达33m/s，并且是高温，且认为是湍流流动的不可压缩流体，开孔口径差距过大，会丧失其导流作用。外圈接触孔组的六边形接触孔14中心与抛形圆盘11中心的距离为内圈接触孔组的六边形接触孔14中心与抛形圆盘11中心距离的1.5～1.7倍。优选该值为1.6。这样既可以保证圆盘结构的导流作用，还可以保证气化效果最好。本实施例中，内圈接触孔组的六边形接触孔14中心与抛形圆盘11中心距离为150mm,外圈接触孔组的六边形接触孔14中心与抛形圆盘11中心的距离为240mm。
优选六边形接触孔14为正六边形接触孔，六边形接触孔14的一个边朝向抛形圆盘11的中心。抛形圆盘11上的尖角12和弧形翻边13之间为平面部分，六边形接触孔14分布于该平面部分上。内圈接触孔开孔约为8-9个为宜，外部圈接触孔开孔个数为11-12个，本实施例中，内圈接触孔组分布9个六边形接触孔14，外圈接触孔组分布12个六边形接触孔14，内圈的六边形接触孔14边长25.1mm，外圈六边形接触孔14边长为28.72mm。在弧形翻边的地方不采取开孔，抛形圆盘11的平面部分的开孔率可以为35～45％本实施例中优选约为39％。这是在本发明计算中，高温烟气从喷嘴喷出的速度可到33m/s，温度是1200K左右，喷出来的烟气认为是湍流流动的不可压缩流体，高温烟气喷射到底部水池，需要将其水进行气化，所以该抛型圆盘结构非常的重要，而在该气化结构上取占比约为40％的开孔率，有利于喷射下来的烟气与圆盘底部的水进行更好更充分的接触，而原来的未开孔的势必没有这么高的气化率，若圆盘的开孔率继续增加的话，整个圆盘结构会很脆弱，承受不了这么大的速度和高温的烟气，并且导流的效果减弱，反而减少了换热效率。
优选尖角12的形状为顶端为锐角，依次向下角度增加，呈尖头状；尖角顶端的锐角的角度大小为30-35°。当尖角度数过于小时，对喷射下来的烟气不易起到较好的导流作用，从而高速喷射而来的烟气接触到圆盘时，引起圆盘的飞溅，不能很好的气化，当角度过于大时，会形成对烟气的阻力，不能很好的使烟气接触到液面，从而降低气化率。烟气流的主要作用力是重力、惯性力，根据喷嘴喷出的最大流速和实验流速的梯度设计计算，得出角度的最优解。
在该结构上加入六边形接触孔14后，极大地提高了需要气化液体的气化率，与未开孔的抛型圆盘相比，气化率增加10％-15％，这极大的提高了能源的利用和降低了能耗，有重要的意义。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
