CN105347415A - 外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器 - Google Patents

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张轶硕
张少峰
刘燕
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Abstract

本发明公开了一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，多效蒸发器左右布置，它包括方形筒体、外波纹热管、液体分布器、蒸汽进口、冷凝水出口、海水进口、浓盐水出口和二次蒸汽进口，其特征在于，热管的冷凝段外表面采用波纹结构；每一效的方形筒体中有一块方形密封平板，该平板作为热管蒸发段和冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过隔板，并在隔板上呈正三角形排布；外波纹热管冷凝段末端采用支撑板支撑，保持管路稳定横置；外波纹热管冷凝段上方设有布液装置。热管技术和外表面的波纹结构能大大提高蒸发器的传热效率，且不易结垢。本发明既能提高海水浓缩率，同时无需效间泵，降低海水淡化能耗。

Description

外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器
技术领域
本发明涉及一种降膜低温多效海水淡化蒸发器，用于海水淡化。
背景技术
海水淡化，又称海水脱盐，是分离海水中盐和水的技术和过程。蒸馏法即热法是最早采用的海水淡化技术，是海水淡化最主要的方法。蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程。低温多效蒸馏(MED)是应用最广也是被认为最节能的海水淡化方法之一，其原理是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水，这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直重复，每效都产生了相当数量的蒸馏水。
热管技术是一种密闭腔内的相变传热技术，应用相当广泛。在海水淡化领域，虽然已有将热管海水淡化装置用于船舶海水淡化的研究，但仍然无法避免蒸发部分的管外结垢现象发生。
波纹管换热元件是上世纪70年代中期出现的一种高效换热元件。对于相同公称直径的波纹管和光管，在相同流量时，波纹管的流动阻力系数和压降比光管大，但波纹管具有结垢速度慢、诱导期长、污垢热阻渐近值小的优点，而且波纹管在结垢前后都有良好的强化传热性能。波纹管加工简单，制造成本低廉，可在泵功率消耗不增加的情况下，显著地强化流体的传热效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，不结垢、不堵管、设备维护方便、热效率较高的外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器。
一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，多效蒸发器左右布置，它包括方形筒体、外波纹热管、液体分布器、蒸汽进口、冷凝水出口、海水进口、浓盐水出口和二次蒸汽进口，其特征在于，热管的冷凝段外表面采用波纹结构；每一效的方形筒体中有一块方形密封平板，该平板作为热管蒸发段和冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过隔板，并在隔板上呈正三角形排布；外波纹热管冷凝段末端采用支撑板支撑，保持管路稳定横置；外波纹热管冷凝段上方设有布液装置。
一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所述外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器采用外波纹热管作为传热元件，热管的冷凝段外表面采用波纹结构。
一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所述外波纹热管冷凝段的波纹结构为横向波纹和纵向波纹两种类型。
本发明有以下特点：
1.热管的冷凝段外表面采用波纹结构；每一效的方形筒体中有一块方形密封平板，该平板作为热管蒸发段和冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过隔板，并在隔板上呈正三角形排布。
2.外波纹热管冷凝段末端采用支撑板支撑，保持管路稳定横置。
3.外波纹热管冷凝段上方设有布液装置。
本发明的有益效果：
采用热管及冷凝段外表面的波纹结构，能大大提高蒸发器的传热效率，在蒸发过程中不易结垢；外波纹热管的数量和蒸发器的效数可根据需要设置，可增大液体的蒸发量，提高蒸发效率；该蒸发器用于海水淡化，不但可大幅度减少取排水及预处理工程投资、降低运行成本，而且为淡化后浓海水应用提供了高浓度的原料，避免了浓海水直接排放入海对海洋生态可能造成的影响，将产生综合效益，降低海水淡化的综合成本。
附图说明
图1、外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器结构示意图
图2、外波纹热管结构(横向波纹和纵向波纹)示意图
附图标记说明：
1.蒸汽进口，2.蒸发器壳体，3.外波纹热管蒸发段，4.外波纹管蒸发段和冷凝段间隔板，5.布液装置，6.海水进口，7.二次蒸汽出口，8.二次蒸汽进口，9.不凝气出口，10.末效浓盐水出口，11.末效淡水出口，12.外波纹热管支撑板，13.首效浓盐水出口，14.外波纹热管冷凝段，15.首效淡水出口。
具体实施方式
本发明采用以下具体实施方式：
如图1所示，本发明的外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，至少包括两效蒸发器，该实例为图示的两效蒸发器。每一效蒸发器包括方形壳体1、蒸汽进口1、海水进口6、二次蒸汽出口7、首效浓盐水出口13、淡水出口15、外波纹热管(包括蒸发段3和冷凝段14)，末效蒸发器还包括二次蒸汽进口8、不凝气出口9；所有热管的冷凝段14外表面做成波纹结构，波纹结构如图2所示，将外波纹热管逐根垂直穿过隔板4(即密封平板)，在外波纹热管冷凝段末端需安装支撑板，保持外波纹热管横向固定；在外波纹热管冷凝段14上方安装布液装置5，将方形筒体逐效连接在一起。
各效蒸发室的蒸发温度从左到右逐渐降低，系统运行过程中通过MED系统中的真空泵控制各效蒸发室的压力，通过压力的不同，控制各效蒸发室对应的蒸发温度。
本发明的工作过程：
蒸汽通过加热蒸汽进口管1进入蒸发器内，与外波纹热管蒸发段3外表面相接触传热，热管内的工质吸热后由液态变成气态，上升到热管冷凝段放热；海水由海水进口6经过布液装置5均匀喷淋于外波纹热管冷凝段14上，在冲击管表面及在管表面流动过程中形成液膜；海水在与放热中的外波纹热管接触后，受热蒸发产生大量二次蒸汽，通过二次蒸汽出口7、二次蒸汽进口8进入末效；首效产生的冷凝水经首效淡水出口15流出，首效产生的浓海水经末效布液装置喷淋在末效外波纹热管冷凝段，浓海水受热蒸发，管表面形成液膜；产生的淡水由末效淡水出口11流出，浓海水经末效浓盐水出口10排出，末效蒸发产生的不凝气经不凝气出口9连接的板式换热器排出蒸发器。
本发明与现有技术的蒸发器相比较，具有结构简单、不结垢、不堵管、设备维护方便、造价较低、效率较高的特点。
以上已对本发明创造的较佳实例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以做出各种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (3)

1.一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，多效蒸发器左右布置，它包括方形筒体、外波纹热管、液体分布器、蒸汽进口、冷凝水出口、海水进口、浓盐水出口和二次蒸汽进口，其特征在于，热管的冷凝段外表面采用波纹结构；每一效的方形筒体中有一块方形密封平板，该平板作为热管蒸发段和冷凝段的中间隔板，每根热管都穿过隔板，并在隔板上呈正三角形排布；外波纹热管冷凝段末端采用支撑板支撑，保持管路稳定横置；外波纹热管冷凝段上方设有布液装置。
2.根据权利要求1所述的一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所述外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器采用外波纹热管作为传热元件，热管的冷凝段外表面采用波纹结构。
3.根据权利要求1所述的一种外波纹热管降膜低温多效海水淡化蒸发器，其特征在于所述外波纹热管冷凝段的波纹结构为横向波纹和纵向波纹两种类型。
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