CN103206803B - 多重蒸发冷却式氨水吸收系统 - Google Patents

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Abstract

多重蒸发冷却式氨水吸收系统，包括一重海水冷凝器、一重蒸发冷却式吸收器、蒸发器、节流阀；一重海水冷凝器和一重蒸发冷却式吸收器连接，一重蒸发冷却式吸收器和二重海水冷凝器连接，二重海水冷凝器和二重蒸发冷却式吸收器连接，二重蒸发冷却式吸收器和三重海水冷凝器连接，三重海水冷凝器和蒸发器连接。本发明海水是通过铝管进入到系统中，避免了海水对金属的腐蚀；在吸收器中，采用不锈钢材料，避免了氨水对金属材料的腐蚀；蒸发器等采用管内蒸发方式，从而避免了船舶摇晃对装置性能的影响；吸收器采用螺孔式布液技术，盘管之间的间距小于1mm，有效避免船舶摇晃对吸收性能的影响。

Description

多重蒸发冷却式氨水吸收系统
技术领域
本发明涉及到一种氨水吸收系统，特别是涉及到一种多重蒸发冷却式氨水吸收系统。
背景技术
船用吸附制冰装置的应用研究主要针对近海渔业捕捞，目前沿海的中小渔船为了节约油料，都不配制冷机而带冰出海作业，以804型捕捞量为100吨的渔船为例，每次出海作业15天左右需要带冰25吨，每吨冰100元，一年15航次，一年耗资4万元左右。目前随着近海资源的枯竭、渔场的外移、海岛淡水、柴油资源的短缺，传统的渔船出海带冰以及敷冰保鲜工艺已经越来越无法适应捕捞的要求。出海时间延长的条件下，敷冰保鲜工艺中下层鱼货由于不能与冰块直接接触换热，所接受的冷量有限，造成鱼货下层只能在5℃～8℃环境下贮存。据中国渔业网的一份调查报告显示，每船每航次至少约有10％以上，全年达20万元的鱼货因质量差而降价或作为饲料。为了解决鱼货保鲜不善的问题，一些中小型渔船尝试过采用船用压缩式制冷机，这些压缩式制冷设备在大型渔船中应用较好。以烟台海洋渔业公司的900HP的捕捞船为例，船上配备一台75kW的冷冻机，可满足全年捕鱼量1000×104T(人工养殖除外)的保鲜要求。但压缩式制冷设备在中小型渔船的应用则不尽人意。仍然以烟台附近的海域为例，由于中小型渔船在海上的颠簸较大型渔船剧烈得多，渔船倾斜度大，一些渔船应用了压缩式制冷设备后，经常会出现制冷压缩机的油泵吸空问题而致使油压失衡，轴瓦断油而烧坏，制冷机一旦发生故障，在机舱中一般很难修理。中、小型渔船可回收的柴油机的废热一般在30～120kW之间。船用氨水吸收制冷机的吸收系统具有特殊性：(1)吸收器一般采用满液式，其吸收性能受到船舶摇晃的影响；(2)传统吸收器采用海水冷却，吸收器容易受到海水腐蚀。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号：CN 201093796 Y，专利名称为：氨水吸收式制冷机。该专利的系统由发生器、精馏塔、冷凝器、膨胀阀、吸收器以及蒸发器等部件组成。精馏塔内有填料层，填料层上方有回流氨液的喷淋管。该专利使用了精馏塔，使得整个系统的体积较大，不利于系统的小型化；吸收器有自然液面，吸收性能将受船舶颠簸摇晃影响。
专利公开号:CN101135507，专利名称为：一种氨水吸收式制冷机，该发明的发生器由壳体和翅片管束组成，翅片管束的下集管为进口，上集管为出口分别与精馏塔上的对应管口相连接；精馏塔内的中部设有波纹丝网填料层，填料层上方设有回流氨液的喷淋管，精馏塔顶部的氨气出口管与冷凝器相连；冷凝器内的集液盘通过液囊用U型管与精馏塔喷淋管连接；冷凝器底部的氨液出口经过冷器、膨胀阀与蒸发器连接；蒸发器氨气出口经过冷器与吸收器连接；吸收器底部的浓溶液出口经溶液泵、吸收器上管束、溶液热交换器与精馏塔连接。本发明目的是降低捕鱼成本与能源消耗，延长海产品在海上的保鲜时间。此系统使用翅片管发生器，发生器容易脏堵。吸收器中具有自由液面，其吸收性能受到船舶摇晃影响。
专利公开号:CN101424461，专利名称为：浓度自适应型氨水吸收式制冷机，该发明包括由管路依次连接的溶液泵、发生器、精馏器、冷凝器、制冷剂节流阀、蒸发器、吸收器、储液器、溶液节流阀构成氨水吸收制冷系统，且在所述冷凝器与制冷剂节流阀之间设有制冷剂暂储器。在运行过程中，利用制冷剂暂储器储存一定量的制冷剂氨，并通过调节其储存量来实现调节氨水浓度的目的，使得制冷剂浓度始终维持在最佳值，制冷机始终在最优浓度下运行，提高了效率，降低了能耗。本发明可以广泛应用于余热驱动的低温制冷场合。此制冷机含有精馏器，整个系统较大，不适合船舶上使用。同时未回收精馏热和氨气显热，系统的性能系数较低。吸收器中具有自由液面，其吸收性能受到船舶摇晃影响。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种多重蒸发冷却式氨水吸收系统，本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：一重海水冷凝器、一重蒸发冷却式吸收器、二重海水冷凝器、二重蒸发冷却式吸收器、三重海水冷凝器、蒸发器和节流阀，其中：一重海水冷凝器和一重蒸发冷却式吸收器连接，其连接的管路是，一重液氨出口，经过一重限流片和一重蒸发冷却式吸收器中的氨气蒸发盘管连接；一重蒸发冷却式吸收器和二重海水冷凝器连接，其连接的管路是，一重氨气出口和二重海水冷凝器的壳程连接；二重海水冷凝器和二重蒸发冷却式吸收器连接，其连接的管路是，二重液氨出口，经过二重限流片和二重蒸发冷却式吸收器中的氨气蒸发盘管连接；二重蒸发冷却式吸收器和三重海水冷凝器连接，其连接的管路是，二重氨气出口和三重海水冷凝器连接；三重海水冷凝器和蒸发器连接，其连接的管路是，液氨在三重海水冷凝底部流出，经过节流阀，进入氨液上升管，氨液上升管和蒸发器盘管连接，再和氨气下降管连接，进入到一重海水冷凝器的壳程。
所述的一重海水冷凝器包括：海水入口铝管、氨气下降管、海水出口、一重氨气冷凝盘管、一重液氨出口、一重限流片，其中：海水入口铝管在一重海水冷凝器上部接入，在底部接出，氨气下降管从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集，一重液氨出口管连接在液氨液面以下。
所述的一重蒸发冷却式吸收器包括：稀氨水入口管、一重布液布气板、一重氨气蒸发盘管、一重氨气出口、浓氨水出口管，其中：稀氨水入口管和氨气下降管在一重蒸发冷却式吸收器顶部接入，稀氨水和氨气经过一重布液布气板后，稀氨水液滴均匀地落在一重氨气蒸发盘管的表面上，盘管之间的间距小于1mm，最后在一重蒸发冷却式吸收器底部聚集成浓氨水，浓氨水通过浓氨水出口管流出，一重氨气蒸发盘管从一重蒸发冷却式吸收器底部接入，从顶部接出后，和一重氨气出口管连接。
所述的二重海水冷凝器包括：海水入口铝管、一重氨气出口管、海水出口、二重氨气冷凝盘管、二重液氨出口、二重限流片，其中：海水入口铝管在二重海水冷凝器上部接入，在底部接出，一重氨气出口管从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集，二重液氨出口管连接在液氨液面以下。
所述的二重蒸发冷却式吸收器包括：稀氨水入口管、二重布液布气板、二重氨气蒸发盘管、二重氨气出口、浓氨水出口管，其中：稀氨水入口管和氨气下降管在二重蒸发冷却式吸收器顶部接入，稀氨水和氨气经过二重布液布气板后，稀氨水液滴均匀地落在二重氨气蒸发盘管的表面上，盘管之间的间距小于1mm，最后在二重蒸发冷却式吸收器底部聚集成浓氨水，浓氨水通过浓氨水出口管流出，二重氨气蒸发盘管从二重蒸发冷却式吸收器底部接入，从顶部接出后，和二重氨气出口管连接。
所述的三重海水冷凝器包括：海水入口铝管、二重氨气出口管、海水出口、三重氨气冷凝盘管，其中：海水入口铝管在三重海水冷凝器上部接入，在底部接出，二重氨气出口管从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集后流出。
所述的蒸发器包括：液氨上升管、蒸发器盘管和氨气下降管，其中：液氨上升管从蒸发器右侧接入，和蒸发器盘管连接，蒸发器盘管从蒸发器左侧接出后，和氨气下降管连接。
本发明专利和现有技术相比，其主要优点体现在：(1)可以同时抵抗海水和氨水对金属的腐蚀；海水是通过铝管进入到系统中，从而避免了海水对金属的腐蚀。同时，在吸收器中，采用不锈钢材料，从而避免了氨水对金属的腐蚀。(2)本发明可以有效避免船舶摇摆对装置性能的影响。本发明采用管内蒸发方式，而不是传统的满液式蒸发，从而避免船舶摇晃对本发明性能的影响。吸收器采用螺孔式布液技术，盘管之间的间距小于1mm，稀溶液在布液时可以形成有效的液膜，有效避免船舶摇晃对吸收性能的影响。当热水温度140℃,冷却水温度26℃，冷媒水出口温度-10℃,此系统用于制冷的氨气纯度可达99.8％，制冷性能系数COP为0.5，而传统系统的性能系数为0.3左右。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：一重海水冷凝器23、一重蒸发冷却式吸收器15、二重海水冷凝器12、二重蒸发冷却式吸收器6、三重海水冷凝器28、蒸发器和节流阀，其中：一重海水冷凝器23和一重蒸发冷却式吸收器15连接，其连接的管路是，一重液氨出口19，经过一重限流片20和一重蒸发冷却式吸收器15中的氨气蒸发盘管18连接；一重蒸发冷却式吸收器15和二重海水冷凝器12连接，其连接的管路是，一重氨气出口14和二重海水冷凝器12的壳程连接；二重海水冷凝器12和二重蒸发冷却式吸收器6连接，其连接的管路是，二重液氨出口10，经过二重限流片11和二重蒸发冷却式吸收器6中的氨气蒸发盘管9连接；二重蒸发冷却式吸收器6和三重海水冷凝器28连接，其连接的管路是，二重氨气出口5和三重海水冷凝器28连接；三重海水冷凝器28和蒸发器25连接，其连接的管路是，液氨在三重海水冷凝器28底部流出，经过节流阀29，进入氨液上升管4，氨液上升管4和蒸发器盘管24连接，再和氨气下降管2连接，进入到一重海水冷凝器23的壳程。
所述的一重海水冷凝器23包括：海水入口铝管1、氨气下降管2、海水出口21、一重氨气冷凝盘管22、一重液氨出口管19、一重限流片20，其中：海水入口铝管1在一重海水冷凝器23上部接入，在底部接出，氨气下降管2从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集，一重液氨出口管19连接在液氨液面以下。
所述的一重蒸发冷却式吸收器15包括：稀氨水入口管3、一重布液布气板16、一重氨气蒸发盘管18、一重氨气出口14、浓氨水出口管26，其中：稀氨水入口管3和氨气下降管2在一重蒸发冷却式吸收器15顶部接入，稀氨水和氨气经过一重布液布气板16后，稀氨水液滴17均匀地落在一重氨气蒸发盘管18的表面上，盘管之间的间距小于1mm，最后在一重蒸发冷却式吸收器底部聚集成浓氨水，浓氨水通过浓氨水出口管26流出，一重氨气蒸发盘管18从一重蒸发冷却式吸收器底部接入，从顶部接出后，和一重氨气出口管14连接。
所述的二重海水冷凝器12包括：海水入口铝管1、一重氨气出口管14、海水出口21、二重氨气冷凝盘管13、二重液氨出口10、二重限流片11，其中：海水入口铝管1在二重海水冷凝器12上部接入，在底部接出，一重氨气出口管14从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集，二重液氨出口管10连接在液氨液面以下。
所述的二重蒸发冷却式吸收器6包括：稀氨水入口管3、二重布液布气板7、二重氨气蒸发盘管9、二重氨气出口5、浓氨水出口管26，其中：稀氨水入口管3和氨气下降管2在二重蒸发冷却式吸收器6顶部接入，稀氨水和氨气经过二重布液布气板7后，稀氨水液滴8均匀地落在二重氨气蒸发盘管9的表面上，盘管之间的间距小于1mm，最后在二重蒸发冷却式吸收器6底部聚集成浓氨水，浓氨水通过浓氨水出口管26流出，二重氨气蒸发盘管9从二重蒸发冷却式吸收器底部接入，从顶部接出后，和二重氨气出口管5连接。
所述的三重海水冷凝器28包括：海水入口铝管1、二重氨气出口管5、海水出口21、三重氨气冷凝盘管27，其中：海水入口铝管1在三重海水冷凝器28上部接入，在底部接出，二重氨气出口管5从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集后流出。
所述的蒸发器25包括：液氨上升管4、蒸发器盘管24和氨气下降管2，其中：液氨上升管4从蒸发器右侧接入，和蒸发器盘管24连接，蒸发器盘管24从蒸发器左侧接出后，和氨气下降管2连接。
如图1所示，本发明具体工作步骤如下：
1)氨气冷凝蒸发过程：蒸发器25出来的蒸汽，通过氨气下降管2进入到一重海水冷凝器23中，并被冷凝成液氨，液氨通过一重液氨出口管19和一重限流片20后，进入到一重蒸发冷却盘管18中，并再次蒸发成蒸汽，蒸汽通过一重氨气出口管14，进入到二重海水冷凝器12中，并被冷凝成液氨，液氨通过二重液氨出口管10和二重限流片11后，进入到二重蒸发冷却式吸收器6的蒸发盘管9中，在此蒸发盘管9中，液氨蒸发成气体，并通过二重氨气出口5进入到三重海水冷凝器28中，氨气被冷凝成液氨，液氨从三重海水冷凝器底部流出，通过节流阀29后，进入到蒸发器25的蒸发盘管24中，在此盘管24中，液氨蒸发成蒸汽，再流入氨气下降管2。
2)稀氨水吸收过程：氨气通过氨气下降管2，稀氨水通过稀氨水3管进入到一重蒸发冷却式吸收器15中，稀氨水吸收氨气，形成浓氨水。氨气通过氨气下降管2，稀氨水通过稀氨水3管进入到二重蒸发冷却式吸收器6中，稀氨水吸收氨气，形成浓氨水。浓氨水通过浓氨水出口管26流出。
3)海水冷却过程：海水通过海水入口铝管1进入到一重海水冷凝器23、二重海水冷凝器12和三重海水冷凝器28中。在此三个冷凝器中，海水冷却氨气，使其成液氨，最后，海水通过海水出口管21流出。

Claims (7)

1.多重蒸发冷却式氨水吸收系统，包括一重海水冷凝器、一重蒸发冷却式吸收器、二重海水冷凝器、二重蒸发冷却式吸收器、三重海水冷凝器、蒸发器和节流阀，其特征在于：一重海水冷凝器和一重蒸发冷却式吸收器连接，一重蒸发冷却式吸收器和二重海水冷凝器连接，二重海水冷凝器和二重蒸发冷却式吸收器连接，二重蒸发冷却式吸收器和三重海水冷凝器连接，三重海水冷凝器和蒸发器连接。
2.根据权利要求1所述的多重蒸发冷却式氨水吸收系统，其特征在于：所述的一重海水冷凝器，包括海水入口铝管、氨气下降管、海水出口、一重氨气冷凝盘管、一重液氨出口、一重限流片，其中：海水入口铝管在一重海水冷凝器上部接入，在底部接出，氨气下降管从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集，一重液氨出口管连接在液氨液面以下。
3.根据权利要求1所述的多重蒸发冷却式氨水吸收系统，其特征在于：所述的一重蒸发冷却式吸收器，包括稀氨水入口管、一重布液布气板、一重氨气蒸发盘管、一重氨气出口、浓氨水出口管，其中：稀氨水入口管和氨气下降管在一重蒸发冷却式吸收器顶部接入，稀氨水和氨气经过一重布液布气板后，稀氨水液滴均匀地落在一重氨气蒸发盘管的表面上，盘管之间的间距小于1mm，最后在一重蒸发冷却式吸收器底部聚集成浓氨水，浓氨水通过浓氨水出口管流出，一重氨气蒸发盘管从一重蒸发冷却式吸收器底部接入，从顶部接出后，和一重氨气出口管连接。
4.根据权利要求1所述的多重蒸发冷却式氨水吸收系统，其特征在于：所述的二重海水冷凝器，包括海水入口铝管、一重氨气出口管、海水出口、二重氨气冷凝盘管、二重液氨出口、二重限流片，其中：海水入口铝管在二重海水冷凝器上部接入，在底部接出，一重氨气出口管从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集，二重液氨出口管连接在液氨液面以下。
5.根据权利要求1所述的多重蒸发冷却式氨水吸收系统，其特征在于：所述的二重蒸发冷却式吸收器，包括稀氨水入口管、二重布液布气板、二重氨气蒸发盘管、二重氨气出口、浓氨水出口管，其中：稀氨水入口管和氨气下降管在二重蒸发冷却式吸收器顶部接入，稀氨水和氨气经过二重布液布气板后，稀氨水液滴均匀地落在二重氨气蒸发盘管的表面上，盘管之间的间距小于1mm，最后在二重蒸发冷却式吸收器底部聚集成浓氨水，浓氨水通过浓氨水出口管流出，二重氨气蒸发盘管从二重蒸发冷却式吸收器底部接入，从顶部接出后，和二重氨气出口管连接。
6.根据权利要求1所述的多重蒸发冷却式氨水吸收系统，其特征在于：所述的三重海水冷凝器，包括海水入口铝管、二重氨气出口管、海水出口、三重氨气冷凝盘管，其中：海水入口铝管在三重海水冷凝器上部接入，在底部接出，二重氨气出口管从顶部接入，冷凝成液氨后在底部聚集后流出。
7.根据权利要求1所述的多重蒸发冷却式氨水吸收系统，其特征在于：所述的蒸发器，包括液氨上升管、蒸发器盘管和氨气下降管，其中：液氨上升管从蒸发器右侧接入，并和蒸发器盘管连接，蒸发器盘管从蒸发器左侧接出后，和氨气下降管连接。
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