1 与上、下塔联接整体的冷凝蒸发器
将多个板式单元按单层排列，或者在塔外加辅助冷凝蒸发器。这种布置型式是较常规的一种，安装方便，管道布置简单，也较节省场地。
2 单独布置的冷凝蒸发器
将多个板式单元并联置于圆筒形容器内，用管道和上下塔连接起来，为一单独布置的冷凝蒸发器。此种结构形式冷凝蒸发器与上下塔分开，不受截面限制，但增加了设备投资费和管路配置。
3 多层或双层冷凝蒸发器
将多个板翅式换热器(主冷单元)按上、下两层配置，布置在上、下塔之间，使有限断面布置有尽可能大的换热面积，使 冷凝蒸发器直径与上下塔直径大致相同，并对变负荷操作有利于获得较好的操作稳定性和可靠性，方便运输，是一种较实用的结构。其缺点是结构复杂，制造安装较困难。
4 高热流管壳式冷凝蒸发器
这种冷凝蒸发器在管子内表面沸腾侧有一表面多孔薄层，管子外表面冷凝侧为纵向凹槽。由于两侧相变换热都得到强化，提高了总的传热系数，减少了传热温差，降低了设备能耗。同时因液体通过多孔表面循环速率高，能有效防止乙炔和碳氢化合物局部浓缩和积聚产生的爆炸危险，有利于设备安全运行。但其造价贵。
5 膜式冷凝蒸发器
主冷放在液氧面之上，通过液氧泵把液氧压入主冷，与气氮一样自上而下流过主冷的相邻通道，并进行换热，使液氧蒸发，气氮冷凝。因为液氧在主冷通道内是成膜状向下流并蒸发，故称之为膜式冷凝蒸发器。由于冷凝蒸发器没有液氧柱建立起的压力差，故氧沸点不变，从而使主冷两侧的氧、氮温差始终一致。
由于主冷内取消 了液氧柱，可以使主冷温差降低，空压机出口空 气压力也相应降低。但安全性不如浴式主冷
冷凝蒸发器的典型结构
随着钢铁、石油化工、煤化工等大型工程的兴建 ，从减少设备投资、降低能耗和方便管理着眼，相应 的要求与工程配套的空分设备也趋向大型化。根据我国工业发展的实际需求，冶金、石化、煤气化等工程 已提出了与工程配套的空分设备的需求，我们通过试验研究和对国内外大型空分设备的分析，介绍与上下塔整体联接的冷凝 蒸发器、单独布置的冷凝蒸发器、双层或多层冷凝蒸发器、高热流管壳式冷凝蒸发器及膜式冷凝蒸发器五种典型结构。
国内外大型空分冷凝蒸发器可归纳为五种典型结构。
1、与上、下塔联接整体的冷凝蒸发器
将多个板式单元按单层排列，或者在塔外加辅助冷凝蒸发器。这种布置型式是较常规的一种，安装方便，管道布置简单，也较节省场地。
2、 单独布置的冷凝蒸发器
将多个板式单元并联置于圆筒形容器内，用管道和上下塔连接起来，为一单独布置的冷凝蒸发器。
此种结构形式冷凝蒸发器与上下塔分开，不受截面限制，但增加了设备投资费和管路配置。（图1）
图 1单独布置的冷凝蒸发器示意图。
3、多层或双层冷凝蒸发器
将多个板翅式换热器(主冷单元)按上、下两层配置，布置在上、下塔之间，使有限断面布置有尽可能大的换热面积，使 冷凝蒸发器直径与上下塔直径大致相同，并对变负荷操作有利于获得较好的操作稳定性和可靠性，方便运输，是一种较实用的结构。其缺点是结构复杂，制造安装较困难。（图2）
图2 多层或双层冷凝蒸发器示意图
4、高热流管壳式冷凝蒸发器
美国联合碳化物公司从 70 年代起，在大型空分设备上采用**传热管壳式冷凝蒸发器。这种冷凝蒸发器在管子内表面沸腾侧有一表面多孔薄层，管子外表面冷凝侧为纵向凹槽。由于两侧相变换热都得到强化，提高了总的传热系数，减少了传热温差，降低了设备能耗。同时因液体通过多孔表面循环速率高，能有效防止乙炔和碳氢化合物局部浓缩和积聚产生的爆炸危险，有利于设备安全运行。但其造价贵。
5、 膜式冷凝蒸发器
主冷放在液氧面之上，通过液氧泵把液氧压入主冷，与气氮一样自上而下流过主冷的相邻通道，并进行换热，使液氧蒸发，气氮冷凝。因为液氧在主冷通道内是成膜状向下流并蒸发，故称之为膜式冷凝蒸发器。由于冷凝蒸发器没有液氧柱建立起的压力差，故氧沸点不变，从而使主冷两侧的氧、氮温差始终一致。
由于主冷内取消 了液氧柱，可以使主冷温差降低，空压机出口空 气压力也相应降低。但安全性不如浴式主冷。
4 结论与分析
大型空分设备冷凝蒸发器结构型式，通过上述分析可以得出以下几点：
(1) 单独布置冷凝蒸发器，降低了沸腾 通道内静液柱对传热温差的影响和减小冷凝 通道内冷凝液膜的热阻，提高了换热表面的 传热效率。计算表明，当沸腾通道和冷凝通 道都采用当量直径 de=2 ． 75mm 的翅片，单 元高度由 1800mm 降到 900mm 时，生产率提 高 8 ％ ~10 ％。但此种结构形式由于冷凝器 与上 下塔分开，虽不受截面限制，但增加了 设备投资费和管路配置，经济性较差。
(2) 林德公司采用的双层冷凝器结构， 使有限断面布置有尽可能大的换热面积，使 冷凝蒸发器直径与上下塔直径大致相同，并 对变负荷操作有利于获得较好的操作稳定性 和可靠性，方便运输，是一种较实用的结 构。其缺点是结构复杂，制造安装较困难。
(3) 沸腾侧为多孔表面、冷凝侧为纵槽 的**管壳式冷凝蒸发器，因它两侧换热系 数都得到了强化，大大改善了氧、氮之间的 热传导，总传热系数达到 9000 ～ 11000W ／ m2 · K ，比普通管子提高了 12~16 倍 ，是一种 较先进的冷凝蒸发器，但其造价贵。
(4) 膜式冷凝蒸发器，由于主冷内取消 了液氧柱，可以使主冷温差降至约 0 ． 8 ℃ ， 与浴式主冷相比 · 减少了 0 ． 5~0 ． 7 ℃ ，下塔顶 部压力减少约 0 ． 2~0 ． 3kPa ，空压机出口空 气压力也相应降低，即空压机能耗可降低约 2 ％ ~2 ． 8 ％，此种结构型式的冷凝蒸发器是 目前世界上较先进的结构。
(5) 狭缝微膜热虹吸双层冷凝蒸发器对 沸腾换热具有显著的强化作用，它的传热系 数达到 900W ／m2 · K ，比常规板翅式冷凝蒸 发器提高了 1 ． 5 倍左右，传热温差下降 40 ％ ~50 ％，且结构简单，制造方便 ，是我国自 行开发成功的新型冷凝蒸发器，它已在新一 代大型空分设备中得到应用，将对我国空分 技术 发展有着重大意义。
