CN104456498B - 一种可用于热量回收的蒸发装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于热量回收的蒸发装置，包括水箱和蒸发器，还包括余热介质管道和热管簇，所述余热介质管道穿过所述水箱内部，且余热介质管道位于水箱内的部分设有热交换器，所述热交换器将余热介质管道分为进口管道和出口管道，所述热管簇的一端为热管热端，另一端为热管冷端，所述热管热端设置于进口管道内；蒸发器的第一阶段，采用喷射雾化及闪蒸技术以增大蒸发面积，实现初步蒸发；第二阶段，采用细薄膜蒸发技术进一步增大蒸发面积减小热阻并充分利用潜热，实现充分蒸发。

Description

一种可用于热量回收的蒸发装置
技术领域
本发明涉及一种蒸发装置，具体地说是一种可用于热量回收的蒸发装置。
背景技术
目前，能源是人类生存和发展不可或缺的物质资源,对世界经济发展和增长起着驱动力的作用。目前,中国已成为世界上第二能源消费大国,仅次于美国,其中工业能源消费量占总消费量的70％以上。节能减排是当前社会经济发展的主题之一,而工业余热的回收利用恰恰是这一主题的充分体现。我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70％,主要工业产品单位能源消耗平均高于国际先进水平30％。较低的工业废热回收率是除了相对落后的生产技术、不合理的产业结构等因素以外,导致能耗高的主要原因,中国能源利用率仅仅大约33％,低于发达国家10％左右,最少50％的工业耗能被作为各种各样的废热直接丢弃。所以从另一方面来看,废热回收率有很大的空间可以提升,节能潜力非常大。近年来,工业废热回收被作为一种新能源,大力推进了我国节能减排工作。
近年来工业余热利用出现了很多先进的技术,这些技术对余热利用的发展起着一定推动作用,但其存在的缺陷,在某种程度上,限制了进一步地推广和利用余热利用技术。
热量回收的蒸发装置设计技术的关键是在一定能耗下，最大可能的提高蒸发率，回收更多热量。而提高蒸发效率最基本方法是在增大蒸发面积的同时减少换热热阻。目前蒸发器在增大蒸发换热面积、减少热阻并充分利用潜热方面还有很大的提升空间。
发明内容
本发明针对以上提出的目前蒸发器在增大蒸发换热面积、减少热阻并充分利用潜热方面还有很大的提升空间的问题，而研究设计一种可用于热量回收的蒸发装置。本发明采用的技术手段如下：
一种可用于热量回收的蒸发装置，包括水箱和蒸发器，还包括余热介质管道和热管簇，所述余热介质管道穿过所述水箱内部，且余热介质管道位于水箱内的部分设有热交换器，所述热交换器将余热介质管道分为进口管道和出口管道，所述热管簇的一端为热管热端，另一端为热管冷端，所述热管热端设置于进口管道内；
所述蒸发器包括从外到内依次设置的外层壳体、中层壳体和内层壳体，所述外层壳体和中层壳体之间为外腔体，所述中层壳体和内层壳体之间为中腔体，所述内层壳体内部为内腔体，所述外层壳体上部设有补水进口，所述中层壳体上部设有蒸汽溢流口，使中腔体与外腔体连通，所述中层壳体上还设有蒸汽出口，所述补水进口高度和蒸汽出口的高度均大于蒸汽溢流口的高度，所述内腔体包括闪蒸室和设置在闪蒸室下方的多孔介质，所述闪蒸室上方设有雾化喷嘴，所述热管冷端设置于多孔介质内，所述内层壳体下端设有内层开口，使内腔体和中腔体连通；
所述水箱上设有出水口和回水口，所述出水口通过水泵和控制阀A与雾化喷嘴相连，所述外层壳体的下端设有补水口，所述补水口通过控制阀B与回水口相连。
进一步地，所述控制阀A和控制阀B均为电磁阀。
进一步地，所述热管簇为脉动热管簇。
与现有技术比较，本发明所述的一种可用于热量回收的蒸发装置在蒸发器的第一阶段，采用喷射雾化及闪蒸技术以增大蒸发面积，实现初步蒸发；第二阶段，采用细薄膜蒸发技术进一步增大蒸发面积减小热阻并充分利用潜热，实现充分蒸发。
附图说明
图1是本发明实施例的结构流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种可用于热量回收的蒸发装置，包括水箱1和蒸发器20，还包括余热介质管道21和热管簇22，所述余热介质管道21穿过所述水箱1内部，且余热介质管道21位于水箱1内的部分设有热交换器2，所述热交换器2将余热介质管道21分为进口管道12和出口管道3，所述热管簇22的一端为热管热端13，另一端为热管冷端8，所述热管热端13设置于进口管道12内。
所述蒸发器20包括从外到内依次设置的外层壳体9、中层壳体23和内层壳体24，所述外层壳体9和中层壳体23之间为外腔体10，所述中层壳体23和内层壳体24之间为中腔体16，所述内层壳体24内部为内腔体25，所述外层壳体9上部设有补水进口7，所述中层壳体23上部设有蒸汽溢流口18，使中腔体16与外腔体10连通，所述中层壳体23上还设有蒸汽出口19，使蒸汽能直接从中腔体16排出蒸发器20，本实施例中蒸汽出口19设置在中层壳体23侧壁的最上方，所述补水进口7的高度和蒸汽出口19的高度均大于蒸汽溢流口18的高度，所述内腔体25包括闪蒸室26和设置在闪蒸室26下方的多孔介质17，多孔介质17采用导热性较好的泡沫金属或金属颗粒物制备而成，同时要求其表面应具有较好的润湿性，为确保好的细薄膜蒸发效果，必要时可对多孔介质17表面进行改性处理。所述闪蒸室26上方设有雾化喷嘴6，所述热管冷端8设置于多孔介质17内，所述内层壳体24下端设有内层开口11，使内腔体25和中腔体16连通。
所述水箱1上方设有出水口28，水箱1侧壁上设有回水口15，所述出水口28通过水泵4和控制阀A5与雾化喷嘴6相连，所述外层壳体9的下端设有补水口27，所述补水口27通过控制阀B14与回水口15相连，所述控制阀A5和控制阀B14均为电磁阀，根据蒸发器20内的蒸汽压力控制阀的开启和关闭。
所述热管簇22为脉动热管簇，热管热端13为脉动热管热端，热管冷端8为脉动热管冷端。
本实施例中采用的余热介质为废热烟气，废热烟气进入余热介质管道21，脉动热管热端13吸收废热传递至脉动热管冷端8，废热烟气进入水箱1内的管道，并进入热交换器2，通过热交换器2加热水箱1中的水，水经过加热后由水泵4通过管路输送至雾化喷嘴6，当压力达到一定高度时，打开雾化喷嘴6，此时形成喷射雾化，部分水在闪蒸室26内闪蒸成为水蒸汽，而后进入蒸发器20的水和水蒸汽通过多孔介质17，在多孔介质17内形成细薄膜，由脉动热管冷端8放热，在多孔介质17中进行细薄膜蒸发，最后蒸汽由内层开口11流入中腔体16，一部分水蒸汽由蒸汽出口19直接流出，另一部分水蒸汽通过蒸汽溢流口18流入外腔体10，与补水进口7流入的冷水相遇，加热冷水后经过补水口27和回水口15进入水箱，形成循环工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可用于热量回收的蒸发装置，包括水箱和蒸发器，其特征在于：还包括余热介质管道和热管簇，所述余热介质管道穿过所述水箱内部，且余热介质管道位于水箱内的部分设有热交换器，所述热交换器将余热介质管道分为进口管道和出口管道，所述热管簇的一端为热管热端，另一端为热管冷端，所述热管热端设置于进口管道内；
所述蒸发器包括从外到内依次设置的外层壳体、中层壳体和内层壳体，所述外层壳体和中层壳体之间为外腔体，所述中层壳体和内层壳体之间为中腔体，所述内层壳体内部为内腔体，所述外层壳体上部设有补水进口，所述中层壳体上部设有蒸汽溢流口，使中腔体与外腔体连通，所述中层壳体上还设有蒸汽出口，所述补水进口高度和蒸汽出口的高度均大于蒸汽溢流口的高度，所述内腔体包括闪蒸室和设置在闪蒸室下方的多孔介质，所述闪蒸室上方设有雾化喷嘴，所述热管冷端设置于多孔介质内，所述内层壳体下端设有内层开口，使内腔体和中腔体连通；
所述水箱上设有出水口和回水口，所述出水口通过水泵和控制阀A与雾化喷嘴相连，所述外层壳体的下端设有补水口，所述补水口通过控制阀B与回水口相连。
2.根据权利要求1所述的可用于热量回收的蒸发装置，其特征在于：所述控制阀A和控制阀B均为电磁阀。
3.根据权利要求1所述的可用于热量回收的蒸发装置，其特征在于：所述热管簇为脉动热管簇。
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