本实用新型属于空分设备领域，具体涉及一种多层主冷凝蒸发器。
背景技术：
空分设备，即空气分离设备，是利用空气中各组分的物理性质不同，从空气中分离出氧气、氮气的过程。冷凝蒸发器作为空分设备中的重要功能单元，用于液氧和气氮之间进行热交换。液氧从上塔底部来，在冷凝蒸发器内吸收热量而蒸发，一部分氧气作为产品引出，大部分作为上塔的上升蒸气，参与上塔的精馏过程；气氮来自下塔上部，在冷凝蒸发器内发出热量而冷凝成液氮，作为上、下塔的回流液，参与精馏过程。
主冷蒸发器以板式较为常见，主要包括连接上、下塔的外筒体，筒体内设置有至少一组换热器芯体。换热器芯体由多个竖向设置的液氧流道板束和氮气流道板束交替排布而成；每个板束包括两个平行设置的隔板，换热翅片夹设在两隔板之间，组成一夹层，形成竖直走向的流体流道；换热翅片与隔板的连接处设有封条。板束的上下两端装有封头，封头与流体流道之间设有导流翅片。多层主冷蒸发器的换热器芯体的氮气流道板束只有一层，即该组板束只有上下两个封头，其中上封头连接氮气入口，下封头氮气出口；液氧流道板束则可以包含多层，例可以是三层、五层甚至七层，各层的液氧独立与氮气进行热交换，每层都有换热流体流道、导流板及上下封头，下封头连接液氧入口，液氧入口没入液氧槽中；上封头连接氧气出口。
随着社会进步，人们的节能意识也逐渐增强，空分向着低压力方向发展，对于主冷的节能改造也日益增多。多层板式主冷蒸发器虽然具有诸多优点，但其氮气流道自上而下一通到底，其通道过长，自上而下被冷凝的过程中流体中的液氮含量增多，一方面侵占了主冷下部的换热面积，造成换热面积浪费；另一方面还会影响氮气的阻力，导致越往下通道内氮气流速越快。
针对上述问题，需要开发一种节能、高效的冷凝器。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种节能、高效的多层主冷凝蒸发器。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：一种多层主冷凝蒸发器，包括换热器芯体，换热器芯体包括多层竖向交替排布的液氧流道板束和氮气流道板束；氮气流道板束包括一对平行设置的隔板和夹设在两隔板之间的换热翅片；换热翅片与隔板之间形成多个竖直的氮气流道，每个氮气流道的至少一个桥接两隔板侧壁上设有向该氮气流道内侧凸出的压痕。氮气冷凝形成的液膜在凸出的压痕的作用下加快集聚，形成液流，从而达到减少液膜的目的。
为促使氮气冷凝形成的液膜及时集聚成液滴并向下流淌，压痕倾斜设置，与水平面的夹角为30°～60°，优选45°。
为进一步减少液膜，在同一个侧壁上自上而下设多个向同一侧面凸出且平行排列的压痕。
设有压痕的侧壁上位于压痕凸出的面上还设有竖直导流片，位于该侧壁上的压痕的向下的延长线与竖直导流片相交。液滴在压痕处集聚，在重力作用下沿压痕向下倾斜流淌并与竖直的导流片相撞，汇聚成更大股的流体，迅速导流至氮气流道底部。
进一步地，在同一侧壁上设有两竖列自上而下平行排列的压痕，竖直导流片设置在两列压痕之间，每个压痕靠近竖直导流片的一端向下倾斜。
进一步地，同列压痕等间距设置，相邻压痕之间的间距小于等于5mm。
进一步地，压痕分布在氮气流道的中下部。
进一步地，竖直导流片设置在氮气流道的中下部。
与现有技术相比，本实用新型具有如下技术优势：
（1）氮气自上而下进入氮气流道内，下降过程中逐渐被冷凝，越往下液氮含量越多，换热效果越差。本实用新型通过在氮气流道内设置导流的压痕，液氮在压痕处聚集成液滴或液流，有助于减少氮气流道内液膜的形成，提高氮气的液化效率。
（2）压痕倾斜设置，便于液氮在自身重力作用下沿着倾斜的压痕向下流动。
（3）在同一个侧壁上自上而下设多个向同一侧面凸出且平行排列的压痕，甚至设置两列压痕，使之形成羽状导流带，使得压痕的集液、导流作用大幅度增强，能够很好地起到减少液膜的作用，大幅改善换热器的换热效果。
（4）在设有压痕的侧壁上进一步设置竖直导流片，沿压痕向下流动的液滴或液流撞击在竖直导流片上，并沿竖直导流片汇集成股，竖直向下被导入液氮中，能够进一步降低液氮在侧壁上的凝聚附着。
（5）氮气流道中部是氮气逐步液化并开始形成液膜的区域，也是热交换效率降低的重点区域，在此处及以下设置压痕和竖直导流片，改善效果更为明显。
（6）限定同列压痕等间距设置，相邻压痕之间的间距小于等于5mm，是因为更为密集的压痕能够有效提高氮气的汇聚，减少液膜的形成，增大换热翅片的传热系数。
附图说明
图1是本实用新型实施例1中换热器芯体的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的结构示意图；
图3是本实用新型实施例2的局部结构示意图。
图中：1、隔板；2、换热翅片；3、氮气流道；4、竖直导流片；5、压痕；6、外筒体；7、上封头；8、换热器芯体；9、氮气进口；10、液氧槽；11、液氮出口；12、氧气出口；13、液氧进口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明。
实施例1
一种多层主冷凝蒸发器，如图1和图2所示，包括外筒体6，外筒体6连接上、下塔，外筒体6内装有两组换热器芯体8，每个换热器芯体8包括多层竖向交替排布的液氧流道板束和氮气流道板束。液氧流道板束在竖直方向上又分为三层。位于不同水平层的各组液氧流道板束中的液氧分别与氮气流道板束中的氮气进行热交换，即：每组位于同一水平层的液氧流道板束配置有一套液氧上封头和液氧下封头，上封头连接氧气出口12，下封头连接液氧进口13，液氧进口13外设有液氧槽10，液氧进口13没入盛装在液氧槽10的液氧中。
氮气流道板束包括一对平行设置的隔板1和夹设在两隔板1之间的换热翅片2；换热翅片2的横截面呈方波状、与隔板1之间形成多个竖直的氮气流道3。氮气流道板束上端设有上封头7，上封头7连接氮气进口9，氮气流道板束下端设有下封头，下封头连接有液氮出口11。每个氮气流道3的其中一个桥接两隔板1的侧壁上设有多个向该氮气流道3内侧凸出的压痕5；该多个压痕5自上而下平行排布成一竖列；每个压痕5都倾斜设置，与水平面的夹角为45°；两相邻压痕5之间的间距为5mm。该设有压痕5的侧壁上还设有竖直导流片4，竖直导流片4设置在侧壁上压痕5凸出的一面，位于该侧壁上的压痕5不与竖直导流片4直接相交，但压痕5倾斜向下的延长线与竖直导流片4相交。
排布成一竖列的多个压痕5形成压痕带，分布在氮气流道3的中下部；竖直导流片4也设置在氮气流道3的中下部。
工作时，液氧槽10中液氧自各个液氧进口13分别进入各层的液氧流道板束中，液氧与相邻氮气流道板束内的氮气进行热交换，液氧吸热被蒸腾成氧气，自上部氧气出口12排出。氮气自顶部氮气进口9通入，在氮气流道3内与液氧进行热交换，下降过程中逐渐被冷凝，冷凝成的液氮在压痕5处聚集成液滴或液流，在自身重力作用下沿着倾斜的压痕5向下流动，遇到竖直导流片4后汇集成股，竖直向下被导入液氮中。这样的结构能够有效减少氮气流道3侧壁上液膜的形成，大幅改善换热器的换热效果。
实施例2
一种多层主冷凝蒸发器，作为另一种实施方式，与实施例1的不同仅在于氮气流道3侧壁上压痕5和竖直导流片4的设置方式不同：如图3所示，每个氮气流道3的其中一个桥接两隔板1的侧壁上设有两竖列的压痕5和一个竖直导流片4，竖直导流片4设置在两列压痕5之间，每个压痕5靠近竖直导流片4的一端向下倾斜。