本技术涉及一种汽化及加热装置，具体涉及一种液氧汽化加热器，属于空分设备。
背景技术：
1、在空分生产过程中，经常需要将液氧汽化并加热到一定温度而供后续工序使用。现有技术中，一般先采用空温式气化器或水浴式汽化器将液氧汽化，再通过特制的电加热器将汽化后的氧气加热到预设温度。虽然特制的电加热器进行了针对安全方面的设计，如采用多重逻辑保护电加热器不超温，从而提升加热氧气的安全性，但使用电加热方式加热氧气仍然存在较大的安全风险，操作不慎仍可能发生超温甚至燃烧的严重后果。因此，研究开发一种新型的液氧汽化加热器，替代电加热方式，避免电加热器的干烧超温问题，保证液氧汽化加热过程的安全稳定性，对于本领域具有重要意义。
技术实现思路
1、基于以上背景，本实用新型的目的在于提供一种采用蒸汽加热方式汽化并加热液氧的液氧汽化加热器，提高液氧汽化加热过程中的安全稳定性。
2、为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：
3、一种液氧汽化加热器，包括加热器本体和设于加热器本体内部的换热管，所述加热器本体内部自下而上依次设有相互分隔的蒸汽分配腔、冷凝液腔和汽化加热腔，加热器本体下部设有用于连通所述蒸汽分配腔与加热器本体外部的蒸汽进口、用于连通所述冷凝液腔与加热器本体外部的冷凝液出口、以及用于连通所述汽化加热腔下部与加热器本体外部的液氧进口，加热器本体上部设有用于连通所述汽化加热腔上部与加热器本体外部的氧气出口，所述换热管设有自下而上依次连通的蒸汽进入段、汽化段和加热段，所述蒸汽进入段位于所述冷凝液腔内，且蒸汽进入段连通所述蒸汽分配腔，所述汽化段和所述加热段位于所述汽化加热腔内，所述汽化段为套管结构，所述加热段为单管结构。
4、该液氧汽化加热器的液氧进口用于通入液氧，汽化加热腔底部的液氧在受热后汽化上升，并加热至设定温度，由氧气出口排出；液氧的受热过程为，向蒸汽进口通入蒸汽，蒸汽由蒸汽分配腔进入换热管的蒸汽进入段后由汽化段上升至加热段，蒸汽在汽化段处于套管内并与处于套管的内外管之间空隙内的冷凝液换热，受热的冷凝液再与换热管外的液氧换热，使处于汽化段外的液氧受热汽化为氧气，进入加热段的蒸汽处于单管内直接与氧气换热，将氧气加热至设定温度，蒸汽冷凝为冷凝液沿单管内壁向下流动，并流入套管的内外管之间空隙内，继续与汽化段的蒸汽以及换热管外的冷凝液换热，最终冷凝液流入冷凝液腔，通过冷凝液出口排出。
5、作为优选，所述换热管包括一个u型管、两个外直管和两个内直管，一个外直管套设于一个内直管的外部，所述u型管的一个底端连通一个外直管的顶端以及一个内直管的顶端，u型管的另一个底端连通另一个外直管的顶端以及另一个内直管的顶端，u型管被配置为所述加热段，外直管以及位于外直管顶端到外直管底端之间的一部分内直管被配置为所述汽化段，位于外直管底端到内直管底端之间的另一部分内直管被配置为所述蒸汽进入段。
6、作为优选，所述换热管设有多个，多个换热管等距间隔排列。
7、作为优选，所述加热器本体内部设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板于加热器本体底部自下而上依次设置，第一隔板、第二隔板与加热器本体侧壁之间的密闭空间被配置为所述蒸汽分配腔。
8、作为优选，所述加热器本体内部设有第三隔板，所述第三隔板位于第二隔板上方，第二隔板、第三隔板与加热器本体侧壁之间的密闭空间被配置为所述冷凝液腔，第三隔板、加热器本体侧壁与加热器本体顶端之间的密闭空间被配置为所述汽化加热腔。
9、作为优选，所述加热器本体内部设有多个层叠间隔的折流板，处于最下方位置的折流板邻近所述换热管的汽化段和加热段的连通部位，处于最上方位置的折流板位于所述氧气出口的下方。
10、作为优选，所述折流板交错设置，多个折流板与加热器本体侧壁之间形成用于流通氧气的蛇形通道。
11、作为优选，所述加热器本体还设有压力计、温度计和多个液位计，所述压力计和所述温度计设于汽化加热腔上部且邻近所述氧气出口，至少一个液位计设于汽化加热腔上部，至少一个液位计设于汽化加热腔中部，至少一个液位计设于汽化加热腔底部。
12、作为优选，所述加热器本体还设有用于连通所述汽化加热腔底部与加热器本体外部的取样口。
13、作为优选，所述加热器本体还设有用于连通所述蒸汽分配腔底部与加热器本体外部的排净口。
14、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
15、本实用新型的一种液氧汽化加热器，采用蒸汽加热方式汽化并加热液氧，汽化过程采用冷凝液水浴式汽化液氧的方式，避免汽化段的蒸汽与管外液氧换热温差过大，能够稳定的汽化液氧，又使加热段的蒸汽在安全温度下加热氧气，从而提高液氧汽化加热过程中的安全稳定性。
1.一种液氧汽化加热器，其特征在于：该液氧汽化加热器包括加热器本体(1)和设于加热器本体(1)内部的换热管(2)，所述加热器本体(1)内部自下而上依次设有相互分隔的蒸汽分配腔(11)、冷凝液腔(12)和汽化加热腔(13)，加热器本体(1)下部设有用于连通所述蒸汽分配腔(11)与加热器本体(1)外部的蒸汽进口(14)、用于连通所述冷凝液腔(12)与加热器本体(1)外部的冷凝液出口(15)、以及用于连通所述汽化加热腔(13)下部与加热器本体(1)外部的液氧进口(16)，加热器本体(1)上部设有用于连通所述汽化加热腔(13)上部与加热器本体(1)外部的氧气出口(17)，所述换热管(2)设有自下而上依次连通的蒸汽进入段(21)、汽化段(22)和加热段(23)，所述蒸汽进入段(21)位于所述冷凝液腔(12)内，且蒸汽进入段(21)连通所述蒸汽分配腔(11)，所述汽化段(22)和所述加热段(23)位于所述汽化加热腔(13)内，所述汽化段(22)为套管结构，所述加热段(23)为单管结构。
2.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述换热管(2)包括一个u型管(201)、两个外直管(202)和两个内直管(203)，一个外直管(202)套设于一个内直管(203)的外部，所述u型管(201)的一个底端连通一个外直管(202)的顶端以及一个内直管(203)的顶端，u型管(201)的另一个底端连通另一个外直管(202)的顶端以及另一个内直管(203)的顶端，u型管(201)被配置为所述加热段(23)，外直管(202)以及位于外直管(202)顶端到外直管(202)底端之间的一部分内直管(203)被配置为所述汽化段(22)，位于外直管(202)底端到内直管(203)底端之间的另一部分内直管(203)被配置为所述蒸汽进入段(21)。
3.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述换热管(2)设有多个，多个换热管(2)等距间隔排列。
4.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述加热器本体(1)内部设有第一隔板(105)和第二隔板(106)，所述第一隔板(105)和所述第二隔板(106)于加热器本体(1)底部自下而上依次设置，第一隔板(105)、第二隔板(106)与加热器本体(1)侧壁之间的密闭空间被配置为所述蒸汽分配腔(11)。
5.根据权利要求4所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述加热器本体(1)内部设有第三隔板(107)，所述第三隔板(107)位于第二隔板(106)上方，第二隔板(106)、第三隔板(107)与加热器本体(1)侧壁之间的密闭空间被配置为所述冷凝液腔(12)，第三隔板(107)、加热器本体(1)侧壁与加热器本体(1)顶端之间的密闭空间被配置为所述汽化加热腔(13)。
6.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述加热器本体(1)内部设有多个层叠间隔的折流板(108)，处于最下方位置的折流板(108)邻近所述换热管(2)的汽化段(22)和加热段(23)的连通部位，处于最上方位置的折流板(108)位于所述氧气出口(17)的下方。
7.根据权利要求6所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述折流板(108)交错设置，多个折流板(108)与加热器本体(1)侧壁之间形成用于流通氧气的蛇形通道。
8.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述加热器本体(1)还设有压力计(109)、温度计(110)和多个液位计(111)，所述压力计(109)和所述温度计(110)设于汽化加热腔(13)上部且邻近所述氧气出口(17)，至少一个液位计(111)设于汽化加热腔(13)上部，至少一个液位计(111)设于汽化加热腔(13)中部，至少一个液位计(111)设于汽化加热腔(13)底部。
9.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述加热器本体(1)还设有用于连通所述汽化加热腔(13)底部与加热器本体(1)外部的取样口(18)。
10.根据权利要求1所述的一种液氧汽化加热器，其特征在于：所述加热器本体(1)还设有用于连通所述蒸汽分配腔(11)底部与加热器本体(1)外部的排净口(19)。
