CN104567079A - 热水型溴化锂吸收式冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明为一种热水型溴化锂吸收式冷水机组，包括高压闪蒸发生器、低压闪蒸发生器、低压吸收蒸发器和第一、第二两组容积式换热器。容积式换热器为一封闭容器，内设螺旋或U型换热管道。容积式换热器的罐体上设有热水进出口和溶液进出口；高压闪蒸发生器由高压闪蒸室和冷凝室组成；低压闪蒸发生器由低压闪蒸室和高压吸收室组成；冷凝室和高压吸收室内均设有冷却水盘管；第一容积式换热器的换热管道分别与高压闪蒸室和高压热交换器的第一管路连通；第二容积式换热器的换热管道分别与低压闪蒸室和低压热交换器的第一管路连通。本发明适合利用高炉冲渣水作为驱动热水，回收利用高炉冲渣水余热，避免低温水品质差带来的问题，换热效率高、检修方便。

Description

热水型溴化锂吸收式冷水机组

技术领域

本发明是关于一种能连续运转的吸收式制冷装置或系统，尤其涉及一种热水型溴化锂吸收式冷水机组。

背景技术

目前，传统的两级热水型溴化锂吸收式冷水机组采用驱动热水直接进入溴化锂机组加热溴化锂溶液的方式，溴化锂溶液在高低压发生器内被逐渐加热并发生，具体流程是：驱动热水直接进入机组内部的高低压发生器内，加热溴化锂溶液，加热后的溴化锂溶液在发生器内逐渐发生，未发生的溴化锂溶液利用溶液泵继续循环加热发生。高压发生器内产生的水蒸汽进入冷凝器放热，凝结成水，再经过节流阀节流，进入蒸发器蒸发吸热，产生制冷效应；低压发生器内产生的水蒸汽进入高压吸收器内，被高压发生器内的溴化锂浓溶液吸收，产生溴化锂稀溶液，稀溶液循环进入高压发生器发生。

由于驱动热水直接进入高低压发生器内，为保证机组正常运行，驱动热水的各项水质指标必须符合要求。对于高悬浮物、高硬度、高电导率等的高炉冲渣水，如果直接进入机组，容易使发生器堵塞或结垢，降低换热效率，导致机组无法使用。这在很大程度上限制了钢铁企业的低温冲渣水余热回收利用。如果将冲渣水与软化水进行换热，利用软化水作为驱动热源的话，软化水的温度很难达到溴化锂机组所需驱动热水的温度，影响冷水机组的正常运行。此外，传统溴化锂冷水机组采用喷淋发生器，由于换热管在发生器内部，对汽水流动也造成很大阻力，影响溴化锂溶液的发生速度和发生的彻底性，同时，发生器内的溴化锂溶液存在静压差，容器底部的溶液相对难发生。最重要的是，一旦换热管结垢，换热效率下降，机组整体性能下降，机组失效，需要停机维修，影响生产。由此可见，上述现有的热水型溴化锂吸收式冷水机组在应用范围及技术上有一定不足，亟待进一步改进。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种热水型溴化锂吸收式冷水机组，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热水型溴化锂吸收式冷水机组，适合利用高炉冲渣水作为驱动热水，回收利用高炉冲渣水余热，同时也适用于石油、化工等领域的低温热水余热回收，避免低温水品质差带来的问题，并能满足上述领域对冷冻水的需求，换热效率高、检修方便。

本发明的目的是这样实现的，一种热水型溴化锂吸收式冷水机组，包括高压闪蒸发生器、低压闪蒸发生器和低压吸收蒸发器；所述热水型溴化锂吸收式冷水机组还设有第一和第二两组容积式换热器，所述容积式换热器为一封闭容器，其上设有热水进出口，所述容积式换热器内盘绕设有换热管道，换热管道在容积式换热器上形成有溶液进出口；所述高压闪蒸发生器由高压闪蒸室和冷凝室组成；低压闪蒸发生器由低压闪蒸室和高压吸收室组成；所述冷凝室和高压吸收室内分别设有第一和第二冷却水盘管；第一容积式换热器的换热管道分别与所述高压闪蒸室和一高压热交换器的第一管路连通；第二容积式换热器的换热管道分别与所述低压闪蒸室和一低压热交换器的第一管路连通。

在本发明的一较佳实施方式中，高压闪蒸发生器和低压闪蒸发生器设置于同一容器内，该容器内设有第一隔板，所述第一隔板将容器内部密封分隔为相互隔离的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于第二腔体上部，第一腔体形成所述高压闪蒸发生器，第二腔体形成所述低压闪蒸发生器；第一腔体内设有第二隔板，第二隔板上部设有通道，该第二隔板将第一腔体分为两个连通的空间，第二隔板一侧形成所述高压闪蒸室，另一侧形成所述冷凝室；第二腔体内设有第三隔板，第三隔板上部设有通道，该第三隔板将第二腔体分为两个连通的空间，第三隔板一侧形成所述低压闪蒸室，另一侧形成所述高压吸收室。

在本发明的一较佳实施方式中，热水型溴化锂吸收式冷水机组还设有备用容积式换热器，所述备用容积式换热器的换热管道分别与第一、第二容积式换热器的换热管道形成并联连接，并通过阀门控制系统进行控制。

在本发明的一较佳实施方式中，低压吸收蒸发器为一容器，该容器内设有第四隔板，所述第四隔板将容器内部分为相互连通的两个空间，第四隔板一侧形成蒸发室，另一侧形成低压吸收室；所述低压吸收室内设有第三冷却水盘管，所述蒸发室内设有冷冻水盘管。

在本发明的一较佳实施方式中，高压吸收室和低压吸收室下部均设有浓溶液囊和稀溶液囊；高压吸收室的稀溶液囊通过管路依次连接高压发生器泵和高压热交换器的第一管路；高压吸收室的浓溶液囊通过管路依次连接高压吸收器泵和高压吸收室；高压闪蒸室通过管路依次与高压热交换器的第二管路、高压吸收器泵连接；低压吸收室的稀溶液囊通过管路依次与低压发生器泵和低压热交换器的第一管路连接；低压吸收室的浓溶液囊通过管路依次连接低压吸收器泵和低压吸收室；低压闪蒸室通过管路依次连接低压热交换器的第二管路和低压吸收器泵；所述蒸发室通过管路依次连接蒸发器泵并连接回蒸发室；所述冷凝室通过管路与蒸发室连通，该管路上设有节流阀。

在本发明的一较佳实施方式中，高压闪蒸发生器、低压闪蒸发生器和低压吸收蒸发器分别通过抽真空管路与真空泵连接。

在本发明的一较佳实施方式中，热水型溴化锂吸收式冷水机组均采用闪蒸式发生器，在高低压闪蒸室、高低压吸收室及蒸发室内设有喷头或喷管。

由上所述，本发明将溴化锂溶液的热驱动源置于高、低压发生器外，采用容积式换热器作为换热装置，换热管道置于多组容积式换热器内，即使某一组容积式换热器发生堵塞、泄漏、结垢等问题，可以通过阀门控制系统自动切换到备用容积式换热器中，保证机组正常运行。另外，热驱动源和闪蒸室独立设置，二者的尺寸和形状可独立考虑，相互不受影响。本发明用于钢铁企业高炉冲渣水余热回收，同时也适用于石油、化工等领域的低温热水余热回收，避免低温水品质差带来的问题，并满足上述领域对冷冻水的需求，达到余热再利用的目的，省去水处理系统和设备，降低投资和占地。另外本发明换热效率高、检修方便。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明热水型溴化锂吸收式冷水机组的示意图。

图2：为本发明热水型溴化锂吸收式冷水机组另一实施方式的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种热水型溴化锂吸收式冷水机组100，包括高压闪蒸发生器1、低压闪蒸发生器2、低压吸收蒸发器3、第一容积式换热器4、第二容积式换热器5、高压热交换器6、低压热交换器7、高压发生器泵8、高压吸收器泵9、低压吸收器泵10、低压发生器泵11、蒸发器泵12及真空泵13。其中，第一和第二容积式换热器4、5均为一封闭容器，可以为罐体，罐体上设有一进水口41、51和一出水口42、52，进水口41、51和出水口42、52形成热水进出口。第一和第二容积式换热器4、5内分别盘绕设有螺旋或U型换热管道43、53，换热管道43、53在罐体上形成有溶液进出口。高炉冲渣水或其它品质的低温热水a从进水口41、51进入容积式换热器4、5内对换热管道43、53进行热驱动，然后从出水口42、52流出。高压闪蒸发生器1由高压闪蒸室101和冷凝室102组成，冷凝室102内设有冷却水盘管15。在具体实施时，高压闪蒸发生器1可以为水平放置的圆柱形筒体，圆柱形筒体内部设有一个沿轴向的隔板，该隔板上部具有流动通道，蒸汽可以在隔板两侧的腔体间正常流动，该隔板的两侧分别形成高压闪蒸室101和冷凝室102，冷凝室102内沿轴向水平布置第一冷却水盘管151。低压闪蒸发生器2由低压闪蒸室201和高压吸收室202组成，高压吸收室202内设有冷却水盘管15。在具体实施时，其内部结构与高压闪蒸发生器1内部结构类似，隔板两侧分别形成低压闪蒸室201和高压吸收室202，高压吸收室202内沿轴向水平布置第二冷却水盘管152。第一容积式换热器4的换热管道43分别与高压闪蒸室101和高压热交换器6的第一管路61连通；第二容积式换热器5的换热管道53分别与低压闪蒸室201和低压热交换器7的第一管路71连通。

进一步，高压闪蒸发生器1和低压闪蒸发生器2可以设置于同一容器内(如图1所示)，该容器可以为圆柱形筒体，该容器内设有第一隔板14，第一隔板14将容器内部密封分隔为相互隔离的第一腔体和第二腔体，第一腔体位于第二腔体上部，第一腔体形成高压闪蒸发生器1，第二腔体形成低压闪蒸发生器2。第一腔体内设有第二隔板103，第二隔板103上部设有通道，该第二隔板103将第一腔体分为两个连通的空间，蒸汽可以在两空间之间正常流通，第二隔板一侧形成高压闪蒸室101，另一侧形成冷凝室102。第二腔体内设有第三隔板203，第三隔板203上部设有通道，该第三隔板203将第二腔体分为两个连通的空间，蒸汽可以在两空间之间正常流通，第三隔板203一侧形成低压闪蒸室201，另一侧形成高压吸收室202。

进一步，热水型溴化锂吸收式冷水机组100还设有备用容积式换热器(图中未示出)，备用容积式换热器的换热管道分别与第一、第二容积式换热器4、5的换热管道43、53形成并联连接，并通过阀门控制系统进行控制。该吸收式冷水机组100经过一段时间后，高炉冲渣水使得第一、第二容积式换热器4、5内结垢、堵塞等，导致换热效率下降，阀门控制系统自动切换到备用容积式换热器工作，然后可以对换热效率下降的第一、第二容积式换热器4、5进行清洗和维护工作，清洗完毕后该第一、第二容积式换热器4、5处于备用状态。如此循环，达到冲渣水余热回收的目的。其中阀门控制系统采用现有的阀门控制技术均可实现此功能。

进一步，低压吸收蒸发器3为一容器，具体实施时也可以为一筒体，该容器内设有第四隔板303，第四隔板303将容器内部分为相互连通的两个空间，蒸汽可以在两空间之间正常流通，第四隔板303一侧形成蒸发室301，另一侧形成低压吸收室302。低压吸收室302内设有第三冷却水盘管153，蒸发室301内设有冷冻水盘管16，冷冻水盘管16内可以产生冷冻水，满足对冷冻水的需求。第一、第二和第三冷却水盘管151、152、153均通过管路与冷却水进口b和冷却水出口c连通。另外，高压闪蒸发生器1、低压闪蒸发生器2和低压吸收蒸发器3分别通过抽真空管路与真空泵13连接。

进一步，高压吸收室202和低压吸收室302下部均设有连通的浓溶液囊202a、302a和稀溶液囊202b、302b；高压吸收室202的稀溶液囊202b通过管路依次连接高压发生器泵8和高压热交换器6的第一管路61；高压吸收室202的浓溶液囊202a通过管路依次连接高压吸收器泵9和高压吸收室202。高压闪蒸室101通过管路依次与高压热交换器6的第二管路62、高压吸收器泵9连接。低压吸收室302的稀溶液囊302b通过管路依次与低压发生器泵11和低压热交换器7的第一管路71连接；低压吸收室302的浓溶液囊302a通过管路依次连接低压吸收器泵10和低压吸收室302。低压闪蒸室201通过管路依次连接低压热交换器7的第二管路72和低压吸收器泵10；蒸发室301通过管路依次连接蒸发器泵12又连接回蒸发室301形成内循环；冷凝室102通过管路与蒸发室301连通，该管路上设有节流阀17。在容积式换热器4、5内被高炉冲渣水a加热的溴化锂稀溶液e分别进入高低压闪蒸发生器1、2内进行闪蒸发生，该热水型溴化锂吸收式冷水机组均采用闪蒸式发生器，在高低压闪蒸室、高低压吸收室及蒸发室内设有喷头或喷管，将稀溶液e中的水蒸汽分离出来，产生的浓溶液n与水蒸汽进入系统其他环节，参与制冷循环。

进一步，高压闪蒸发生器1和低压闪蒸发生器2也可以设置于不同的容器内，如图2所示。

本发明的具体工作流程是：溴化锂稀溶液e在容积式换热器4、5内被高炉冲渣水a加热，之后进入高压闪蒸发生器1和低压闪蒸吸收器2内，分别在高低压闪蒸室101、201内溴化锂稀溶液e中的水分闪蒸为蒸汽，高压闪蒸室101内的水蒸汽通过第二隔板103进入冷凝室102内凝结成水s，经节流阀17进入蒸发室301，产生制冷效应。浓溶液n回到高压吸收室202吸收来自低压闪蒸室201内的水蒸汽，产生溴化锂稀溶液e。整个系统有高、低压两级完整的冷剂循环和溶液循环，在本实施例中冷剂为水，溶液为溴化锂溶液。

冷剂循环：来自蒸发室301内的低压冷剂蒸汽先在低压级溶液循环中被溴化锂浓溶液n吸收，变成溴化锂稀溶液e，然后经低压发生器泵11送入低压热交换器7的第一管路71内，在低压热交换器7中吸收低压闪蒸室201内溴化锂浓溶液n的热量，之后进入第二容积式换热器5吸收高炉冲渣水a的热量，然后经节流装置(图中未示出)进入低压闪蒸室201内发生，低压闪蒸室201内产生的冷剂压力上升为中间压力，升压为中间压力的冷剂蒸汽，再进入高压级溶液循环。在高压吸收室202内，浓溶液n吸收冷剂蒸汽变成稀溶液e，后经高压发生器泵8送入高压热交换器6的第一管路61内，在高压热交换器6中吸收高压闪蒸室101内溴化锂浓溶液n的热量，之后再进入第一容积式换热器4吸收高炉冲渣水a的热量，最后经节流装置(图中未示出)进入高压闪蒸室101内发生，升压为高压冷剂蒸汽，最后去冷凝室102放热，然后循环到蒸发室301制冷。

溶液循环：低压吸收室302内的浓溶液n吸收来自蒸发室301的冷剂蒸汽变成稀溶液e，然后经低压发生器泵11送入低压热交换器7的第一管路71内，再经过第二容积式换热器5后进入低压闪蒸室201。在低压闪蒸室201内，稀溶液e经闪蒸变成浓溶液n，浓溶液n又经过低压吸收器泵10的作用返回到低压吸收室302内继续吸收冷剂蒸汽，本次溶液循环完成冷剂的转移和压力的提升。高压吸收室202内的浓溶液n吸收中压冷剂蒸汽后变成稀溶液e，然后经高压热交换器6、第一容积式换热器4升温，减压装置(图中未示出)减压后，进入高压闪蒸室101内闪蒸，产生浓溶液n，浓溶液n又返回高压吸收室202内继续吸收中压冷剂蒸汽，如此循环，达到中压冷剂升高为高压冷剂的目的。由于高炉冲渣热水和冷却水是并联进入系统高低压设备，因此高低压两级溶液循环中的热源和冷却水条件是相同的。

由上所述可知，本发明将溴化锂溶液的热驱动源置于高、低压发生器外，采用容积式换热器作为换热装置，换热管道置于多组容积式换热器内，即使某一组容积式换热器发生堵塞、泄漏、结垢等问题，可以通过阀门控制系统自动切换到备用容积式换热器中，保证机组正常运行。另外，热驱动源和闪蒸室独立设置，二者的尺寸和形状可独立考虑，相互不受影响。本发明用于钢铁企业高炉冲渣水余热回收，同时也适用于石油、化工等领域的低温热水余热回收，避免低温水品质差带来的问题，并满足上述领域对冷冻水的需求，达到余热再利用的目的，省去水处理系统和设备，降低投资和占地。另外本发明换热效率高、检修方便。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种热水型溴化锂吸收式冷水机组，包括高压闪蒸发生器、低压闪蒸发生器和低压吸收蒸发器；其特征在于：所述热水型溴化锂吸收式冷水机组还设有第一和第二两组容积式换热器，所述容积式换热器为一封闭容器，其上设有热水进出口，所述容积式换热器内盘绕设有换热管道，换热管道在容积式换热器上形成有溶液进出口；所述高压闪蒸发生器由高压闪蒸室和冷凝室组成；低压闪蒸发生器由低压闪蒸室和高压吸收室组成；所述冷凝室和高压吸收室内分别设有第一和第二冷却水盘管；第一容积式换热器的换热管道分别与所述高压闪蒸室和一高压热交换器的第一管路连通；第二容积式换热器的换热管道分别与所述低压闪蒸室和一低压热交换器的第一管路连通。

2.如权利要求1所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述高压闪蒸发生器和低压闪蒸发生器设置于同一容器内，该容器内设有第一隔板，所述第一隔板将容器内部密封分隔为相互隔离的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于第二腔体上部，第一腔体形成所述高压闪蒸发生器，第二腔体形成所述低压闪蒸发生器；第一腔体内设有第二隔板，第二隔板上部设有通道，该第二隔板将第一腔体分为两个连通的空间，第二隔板一侧形成所述高压闪蒸室，另一侧形成所述冷凝室；第二腔体内设有第三隔板，第三隔板上部设有通道，该第三隔板将第二腔体分为两个连通的空间，第三隔板一侧形成所述低压闪蒸室，另一侧形成所述高压吸收室。

3.如权利要求1或2所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述热水型溴化锂吸收式冷水机组还设有备用容积式换热器，所述备用容积式换热器的换热管道分别与第一、第二容积式换热器的换热管道形成并联连接，并通过阀门控制系统进行控制。

4.如权利要求3所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述低压吸收蒸发器为一容器，该容器内设有第四隔板，所述第四隔板将容器内部分为相互连通的两个空间，第四隔板一侧形成蒸发室，另一侧形成低压吸收室；所述低压吸收室内设有第三冷却水盘管，所述蒸发室内设有冷冻水盘管。

5.如权利要求4所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述高压吸收室和低压吸收室下部均设有浓溶液囊和稀溶液囊；高压吸收室的稀溶液囊通过管路依次连接高压发生器泵和高压热交换器的第一管路；高压吸收室的浓溶液囊通过管路依次连接高压吸收器泵和高压吸收室；高压闪蒸室通过管路依次与高压热交换器的第二管路、高压吸收器泵连接；低压吸收室的稀溶液囊通过管路依次与低压发生器泵和低压热交换器的第一管路连接；低压吸收室的浓溶液囊通过管路依次连接低压吸收器泵和低压吸收室；低压闪蒸室通过管路依次连接低压热交换器的第二管路和低压吸收器泵；所述蒸发室通过管路依次连接蒸发器泵并连接回蒸发室；所述冷凝室通过管路与蒸发室连通，该管路上设有节流阀。

6.如权利要求5所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述高压闪蒸发生器、低压闪蒸发生器和低压吸收蒸发器分别通过抽真空管路与真空泵连接。

7.如权利要求6所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组，其特征在于：所述热水型溴化锂吸收式冷水机组均采用闪蒸式发生器，在高低压闪蒸室、高低压吸收室及蒸发室内设有喷头或喷管。