CN106323024A - 蒸发式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发式冷凝器，其包括框架；设置于框架底部的水箱；布水组件，形成有用于供冷却水流动的第一流道；换热组件，包括并列间隔设置于框架中的若干换热板，每一换热板的顶部均位于布水组件中，且每一换热板的外壁面与相接触的布水组件的壁面之间均形成有间隔设置的若干间隙，且每一间隙均与第一流道连通；其中，每一换热板均具有供待冷凝蒸汽流动的腔室，任意相邻两个换热板之间均形成有一第二流道，每一第二流道的顶部与相应的间隙连通，底部与水箱相连通，至少一第二流道内和/或至少一换热板的腔室内设有支撑组件。本发明传热效率高，蒸汽阻力小，结构紧凑，制造、安装、维护方便。

Description

蒸发式冷凝器

技术领域

本发明涉及一种工业换热设备，尤其涉及一种蒸发式冷凝器。

背景技术

蒸发式冷凝器是一种高效的冷凝换热设备，从上世纪70年代开始，发达国家开始用蒸发式冷凝器替代传统的循环水冷式冷凝器，与传统的循环水冷式冷凝器相比，蒸发式冷凝器相当于将管壳式冷凝器和冷却塔融为一体，省去了冷却塔和相关管路，充分利用了冷却水的汽化潜热，占地面积小，水循环功耗低，能耗和建设成本上具有明显的优势，因此广泛应用于制冷、化工、冶金、制药等各个领域。

目前蒸发式冷凝器的换热单元主要以盘管型式为主，管型主要由圆管，椭圆管，扭曲管等，分布方式主要由有U形、螺旋形等。但采用上述管型和布管方式的换热单元存在以下缺点：一是受弯管半径和管束排列的限制，布管较松散，单位体积换热面积较小；二是由于管束交错排列，管外结垢后不便于在线清洗；三是管内流通截面小，不利于管内汽液分离，在蒸汽不断冷凝的过程中不断形成液柱，蒸汽推动液柱在管内流动，因而流动阻力较大，不能适应对管内流动阻力敏感的场合，如透平乏汽冷凝器，精馏塔塔顶冷凝器等。

针对管式换热单元的不足，有研究单位提出了应用板式换热单元作为换热部件，而板片能够承受两侧压差很小，为了增强板片强度，换热板片通常冲压出凹槽或凹点，但凹凸不平的表面不利于冷却水在板片表面的均匀铺展，凹陷位置液膜积累且不易流动，降低了换热效率。

目前在蒸发式冷凝器上的布水，均采用喷淋的方式，由水泵通过管道将冷却水输送到换热单元上方，经过喷淋头将水喷淋到换热单元表面，喷淋过程形成的飞沫随空气带出，形成飘水。且由于喷淋难以实现均匀布水，因而在换热单元上的水分布通常是不均匀的，造成换热效率的下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中传统的蒸发式换热器存在换热效率低、蒸汽流动阻力大以及换热板上的冷却水分布不均匀的缺陷，提供一种蒸发式冷凝器，该蒸发式冷凝器传热效率高，蒸汽流动阻力小，结构紧凑，制造、安装、维护方便。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种蒸发式冷凝器，包括一框架和设置于所述框架底部的水箱，其特点在于，所述蒸发式冷凝器还包括：

布水组件，形成有用于供冷却水流动的第一流道；

换热组件，包括并列间隔设置于所述框架中的若干换热板，每一所述换热板的顶部均位于所述布水组件中，且每一所述换热板的外壁面与相接触的所述布水组件的壁面之间均形成有间隔设置的若干间隙，每一所述间隙均与所述第一流道连通；

其中，每一所述换热板均具有供待冷凝蒸汽流动的腔室，任意相邻两个所述换热板之间均形成有一第二流道，每一所述第二流道的顶部与相应的所述间隙连通，底部与所述水箱相连通，至少一所述第二流道内和/或至少一所述换热板的腔室内设有支撑组件。

在本方案中，采用内部具有腔室的平直的换热板作为换热单元，克服了管式换热单元结构松散，管内流动阻力大的缺点，相同体积内布置的换热面积为管式换热单元的2-3倍，从而提高该蒸发式冷凝器的换热效率；同时，也克服了波纹板或凹凸板片水膜分布不均的缺点。

另外，与管内蒸汽冷凝相比，换热板的腔室内的流通截面更大，易于汽液分离，且蒸汽在换热板的腔室内为单程流动，因而流动阻力远远小于管内蒸汽流动冷凝的阻力，尤其适用于对蒸汽压降敏感的场合。

此外，在所述第二流道内和/或所述换热板的腔室内设有支撑组件，其中，支撑组件起到支撑和扰流作用，从而能够起到平衡换热板侧壁的两侧压差，从而增强了换热板的结构强度，且支撑组件具有强化传热的作用。

较佳地，所述支撑组件为由若干带状扭曲片并列拼接而成的板状支撑体。

较佳地，位于所述第二流道内的所述支撑组件的任意一个所述带状扭曲片的宽度均与相对应的所述第二流道的宽度相等；和/或，位于所述换热板的腔室内的所述支撑组件的任意一个所述带状扭曲片的宽度均与相对应的所述换热板的腔室的宽度相等。

较佳地，每一所述支撑组件中任意两个相邻的所述带状扭曲片的扭转方向相反。

较佳地，每一所述换热板的外壁面为平直的平面；

每一所述换热板的侧壁均为平板，且每一所述换热板的外壁面均匀分布有若干齿状凸起；

每一所述齿状凸起的高度大于0.2mm且小于2mm。

在本方案中，采用上述结构形式的换热板，在换热板的侧壁面上更易形成均匀铺展的液膜，且液膜更薄，传热阻力更小，从而具有更高的传热效率。

另外，在换热板的外壁面设置均匀分布的齿状凸起，且该齿状凸起为微小的，这样不仅对冷却水液膜起到扰流作用，增强了对液膜的扰动，且其尺寸较小，不足以破坏液膜的完整性，从而减小了液膜热阻，进一步提高了液膜传热效率。

较佳地，所述蒸发式冷凝器还包括：

一水槽，设置于所述框架的顶部并用于盛放冷却水，所述布水组件的一端设置于所述水槽上并与所述水槽的内腔连通；

水泵，设置于所述框架中靠近所述水箱的位置处，且所述水泵的一端与所述水箱连通，另一端通过连接管与所述水槽的内腔相连通。

较佳地，所述布水组件包括与若干所述换热板对应设置的若干布水器，且若干所述布水器并列间隔设置并位于所述水槽的同一高度位置处，每一所述布水器的一端与所述水槽连通；

每一所述换热板的顶部位于相对应的所述布水器内，且每一所述换热板的外壁面与相应的所述布水器的内壁面之间形成有用于供所述冷却水流过的若干所述间隙。

在本方案中，采用槽式布水，与喷淋布水相比，最大限度减少了飘水，同时布水均匀，液膜传热效率更高。且布水组件为安装在换热板顶部的间隙式结构，冷却水从布水器和换热板的侧壁之间的间隙直接分布到换热板的外壁面，使水膜充分铺展，薄且均匀，从而提高其换热效率。

较佳地，每一所述布水器包括：

顶板；

两侧板，分别设置于所述顶板两侧；

连接板，设置于两所述侧板之间并与所述顶板平行间隔设置，且所述连接板与两所述侧板、顶板之间围绕形成有一长条形槽和位于所述长条形槽两端的两开口，其中一所述开口与所述水槽连通，另一所述开口处密封有一封装板；

其中，每一所述换热板的顶部设置于相对应的所述布水器的两侧板之间并位于所述连接板的下方，且所述换热板的外壁面与两所述侧板之间均形成有若干所述间隙，若干所述长条形槽形成所述第一流道。

较佳地，若干所述间隙为梳齿状的孔隙或均匀分布的孔道，且所述孔隙或孔道位于所述侧板并延伸至所述连接板，所述孔隙或孔道与所述长条形槽连通并与所述第二流道相连通。

较佳地，所述连接板中与所述换热板相对设置的区域具有一缺口，每一所述布水器与相对应的所述换热板之间均设有梳齿形的填料薄片，所述填料薄片形成有长条形凹槽；

所述换热板的顶部卡设于所述长条形凹槽内，且所述布水器的两侧板与所述填料薄片的两侧壁之间分别形成有所述间隙，所述填料薄片的顶部位于所述缺口与所述换热板的顶面之间。

较佳地，所述蒸发式冷凝器还包括：

蒸汽接头，设置于若干所述换热板的顶部的一端，并用于将待冷凝蒸汽通入若干所述换热板的腔室内；

积液槽，设置于若干所述换热板的底部的一端，并用于收集所述换热板的腔室内的所述待冷凝蒸汽经冷凝得到的冷凝液，所述积液槽上设有一抽气口，且所述积液槽的一端设有一排液口；

其中，所述水箱的顶部的至少一侧壁中设置有通风窗，所述水箱上设置有一补水口，所述蒸发式冷凝器还包括：

填料层，设置于所述框架并位于所述通风窗与所述换热板之间；

轴流风机，设置于所述框架的顶部并位于所述布水组件的上方，且所述轴流风机用于将从通风窗进入水箱内的空气经所述填料层、换热组件和布水组件抽出。

较佳地，所述布水组件包括布水本体，所述布水本体中形成有环形流道和并列间隔设置的若干卡槽，每一所述换热板的顶部卡设于所述卡槽内，且每一所述卡槽的周壁的底部开设有与所述环形流道连通的梳齿状通道，所述梳齿状通道还与相对应的所述第二通道连通；

所述布水本体的一端通过一连接管与一水泵相连接，所述水泵设置于所述框架中靠近所述水箱的位置处并与水箱相连接；

其中，所述水箱的顶部的一侧壁设有一下进风口和设置于所述下进风口内的通风窗，所述框架中还设有一位于所述下进风口与所述换热组件之间的填料层，所述蒸发式冷凝器还包括：

两上进风口，分别设置于所述框架的顶部中相对的两侧壁，且两所述上进风口分别与所述第二流道相连通；

通风管道，设置于所述框架，且所述通风管道的一端连接于所述填料层；

轴流风机，设置于所述通风管道上，并用于将从上进风口进入换热组件内以及从下进风口进入水箱内的空气抽出。

在本方案中，采用槽式布水，与喷淋布水相比，最大限度减少了飘水，同时布水均匀，液膜传热效率更高。

另外，布水本体的一端通过一连接管与一水泵相连接，冷却水进入环绕在换热板周壁周边的环形流道，流道贴近换热板周壁下方开有梳齿状通道，以使冷却水均匀流出，分布到换热板的外壁面上。

此外，在靠近换热组件上端两侧的框架上，装有上进风口，在轴流风机的驱动下，空气吸入换热组件的第二流道内，与换热板外壁面的水膜同向向下流动，与此同时，下进风口空气经由装填在换热组件下方的填料层，由下向上流动，在此与冷却水逆向流动，发生热量和质量交换后，与上进风口来的空气汇合，由轴流风机排出。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

(1)采用内部具有腔室的平直的换热板作为换热单元，克服了管式换热单元结构松散，管内流动阻力大的缺点，相同体积内布置的换热面积为管式换热单元的2-3倍，从而提高该蒸发式冷凝器的换热效率；同时，也克服了波纹板或凹凸板片水膜分布不均的缺点。

(2)与管内蒸汽冷凝相比，换热板的腔室内的流通截面更大，易于汽液分离，且蒸汽在换热板的腔室内为单程流动，因而流动阻力远远小于管内蒸汽流动冷凝的阻力，尤其适用于对蒸汽压降敏感的场合。

(3)每一所述换热板的外壁面为平直的平面。在本方案中，采用上述结构形式的换热板，在换热板的侧壁面上更易形成均匀铺展的液膜，且液膜更薄，传热阻力更小，从而具有更高的传热效率。

(4)在换热板的外壁面设置均匀分布的齿状凸起，且该齿状凸起为微小的，这样不仅对冷却水液膜起到扰流作用，大冷却水液膜的湍流程度，增强了对液膜的扰动，且其尺寸较小，不足以破坏液膜的完整性，从而减小了液膜热阻，进一步提高了液膜传热效率。

(5)采用槽式布水，与喷淋布水相比，最大限度减少了飘水，同时布水均匀，液膜传热效率更高。

附图说明

图1为本发明实施例1的蒸发式冷凝器的立体结构示意图。

图2为图1中换热组件与布水组件部分的立体结构示意图。

图3为图2中布水组件部分的立体结构示意图。

图4为本发明实施例1的蒸发式冷凝器中的支撑组件的立体结构示意图。

图5为本发明实施例1的蒸发式冷凝器中布水器与相对应的换热板部分的结构示意图。

图6为本发明实施例1的蒸发式冷凝器中齿状凸起部分的结构示意图。

图7为本发明实施例2的蒸发式冷凝器的立体结构示意图。

图8为图7中换热组件与布水组件部分的立体结构示意图。

图9为图7中布水组件的结构示意图。

附图标记说明：

轴流风机：1

水槽：2

布水组件：3 布水器：31 顶板：311

侧板：312 连接板：313 封装板：314

填料薄片：4

换热组件：5 换热板：51 齿状凸起：52

支撑组件：6 带状扭曲片：61

蒸汽接头：7 蒸汽入口：71

积液槽：8 排液口：9 抽气口：10

填料层：11 通风窗：12 水箱：13

补水口：14 水泵：15 框架：16

连接管：17

轴流风机：1′

布水组件：3′ 布水本体：31′ 卡槽：32′

梳齿状通道：33′

换热组件：5′ 换热板：51′

蒸汽接头：7′ 蒸汽入口：71′

积液槽：8′ 排液口：9′ 抽气口：10′

填料层：11′ 通风窗：12′ 水箱：13′

水泵：15′ 框架：16′ 连接管：17′

下进风口：18′ 上进风口：19′ 通风管道：20′

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

图1示出了一种蒸发式冷凝器，其为换热板的外壁面空气和水逆流流动的结构型式。蒸发式冷凝器周边除风口位置外，应为封闭的。为展示其内部结构，故将四周板壁不画出。

所述蒸发式冷凝器包括一框架16、设置于所述框架16的底部的水箱13、水槽2、水泵15、布水组件3和换热组件5。布水组件3形成有用于供冷却水流动的第一流道(图中未示出)。所述水箱13上设置有一补水口14。补水口14用于补充蒸发的水分。在本实施例中，水槽2为高位水槽，且其为布水器提供水源并接受水泵15供水。

其中，水槽2设置于所述框架16的顶部并用于盛放冷却水，所述布水组件3的一端设置于所述水槽2上并与所述水槽2的内腔连通；水泵15设置于所述框架16中靠近所述水箱13的位置处，且所述水泵15的一端与所述水箱13连通，另一端通过连接管17与所述水槽2的内腔相连通。

请结合图2予以理解，换热组件5包括并列间隔设置于框架16中的若干换热板51。每一所述换热板51的顶部均位于所述布水组件3中，且每一所述换热板51的外壁面与相接触的所述布水组件3的壁面之间均形成有间隔设置的若干间隙(图中未示出)，若干所述间隙均与布水组件3的第一流道连通。在本实施例中，换热组件5安装在轴流风机的正下方。且换热板为金属薄板围成的扁平板腔体。

同时，每一所述换热板51均具有供待冷凝蒸汽流动的腔室，任意相邻两个所述换热板之间均形成有一第二流道，每一所述第二流道的顶部与相应的所述间隙连通，所述第二流道的底部与所述水箱相连通。在实际的使用过程中，若干换热板的尺寸相同，且任意相邻两个换热板的间距相等，同时，相邻两个换热板的间距与第二流道的宽度相等时，换热效果最佳。当然，这并不对本发明的保护范围起到限定作用。换热板的腔室为工艺流体流道，第二流道为冷却水和空气流道。

在实际的使用过程中，由金属板材折板并焊接为扁平的具有腔室的换热板，每个换热板为一个换热单元，换热板的腔室内为工艺流体流道，两端分别开口形成工艺流体的入口和出口。一组并联的换热板形成换热组件，换热组件竖直放置，冷却水贴壁面流下，形成均匀铺展的水膜，空气在风机的驱动下在冷却水表面流动，其流动方向与水流方向可以是逆流、并流或错流。换热板的腔室内热的工艺蒸汽流体遇到冷的板壁发生冷凝，形成冷凝液向下流动到出口，并汇集到积液槽，积液槽连接排液口进入下游工序。换热板的腔室内流通截面远大于管道内流通截面，易于汽液分离，同时腔室内流体为单程流动，而换热管内通常为多程流动，因而腔室内流动阻力远小于管道内的流动阻力。

在本实施例中，采用内部具有腔室的平直的换热板51作为换热单元，克服了管式换热单元结构松散，单位体积的换热面积小，管内流通截面小，管内流动阻力大的缺点，相同体积内布置的换热面积为管式换热单元的2-3倍，从而提高该蒸发式冷凝器的换热效率；同时，也克服了波纹板或凹凸板片水膜分布不均的缺点。

另外，与管内蒸汽冷凝相比，换热板的腔室内的流通截面更大，易于汽液分离，且蒸汽在换热板的腔室内为单程流动，因而流动阻力远远小于管内蒸汽流动冷凝的阻力，尤其适用于对蒸汽压降敏感的场合。

请结合图5-6予以理解，每一所述换热板的外壁面为平直的平面。这样使得在换热板的侧壁面上更易形成均匀铺展的液膜，且液膜更薄，传热阻力更小，从而具有更高的传热效率。

其中，每一所述换热板的侧壁均为平板，且该平板的表面为光滑的。每一所述换热板的外壁面均匀分布有若干齿状凸起52。在换热板的外壁面设置均匀分布的齿状凸起，且该齿状凸起为微小的，这样不仅对冷却水液膜起到扰流作用，大冷却水液膜的湍流程度，增强了对液膜的扰动，且其尺寸较小，不足以破坏液膜的完整性，从而减小了液膜热阻，进一步提高了液膜传热效率。

优选的，每一所述齿状凸起52的高度大于0.2mm且小于2mm。使其不足以破坏液膜的完整性。

如图2所示，所述蒸发式冷凝器还包括：蒸汽接头7和积液槽8。其中，蒸汽接头7设置于若干所述换热板51的顶部的一端，并用于将待冷凝蒸汽通入若干所述换热板的腔室内。在本实施例中，蒸汽接头7具有一蒸汽入口71和分别与若干所述换热板的腔室相连通的若干蒸汽出口(图中未示出)。若干所述蒸汽出口的尺寸相同且均匀分布。蒸汽入口为一矩形接口。

同时，积液槽8设置于若干所述换热板51的底部的一端，并用于收集所述换热板的腔室内的所述待冷凝蒸汽经冷凝得到的冷凝液。所述积液槽8上设有一抽气口10，且所述积液槽的一端设有一排液口9。

另外，请结合图3予以理解，所述布水组件3包括与若干所述换热板51对应设置的若干布水器31。且若干所述布水器31并列间隔设置并位于所述水槽2的同一高度位置处，每一所述布水器31的一端与所述水槽2连通。在实际的使用过程中，若干布水器的尺寸相同，且任意相邻两个布水器的间距相等时，布水更加均匀。当然，在其他实施例中也可以采用其他类型的结构，这并不对本发明的保护范围起到限定作用。

其中，每一所述换热板51的顶部位于相对应的所述布水器31内，且每一所述换热板51的外壁面与相应的所述布水器31的内壁面之间形成有用于供所述冷却水流过的若干所述间隙。

在本实施例中，采用槽式布水，与喷淋布水相比，最大限度减少了飘水，同时布水均匀，液膜传热效率更高，板腔内蒸汽流动阻力小，尤其适用于对流动阻力敏感，如乏汽冷凝器、精馏塔塔顶冷凝器等场合。且布水组件为安装在换热板顶部的间隙式结构，冷却水从布水器和换热板的侧壁之间的间隙直接分布到换热板的外壁面，使水膜充分铺展，薄且均匀，从而提高其换热效率。

更具体地，如图5所示，每一所述布水器31包括：顶板311、分别设置于所述顶板311两侧的两侧板312和连接板313。连接板313设置于两所述侧板之间并与所述顶板311平行间隔设置，且所述连接板313与两所述侧板312、顶板311之间围绕形成有一长条形槽(图中未示出)和位于所述长条形槽两端的两开口(图中未示出)。其中一所述开口与所述水槽连通，另一所述开口处密封有一封装板314。

其中，每一所述换热板51的顶部设置于相对应的所述布水器31的两侧板312之间并位于所述连接板313的下方，且所述换热板51的外壁面与两所述侧板312之间均形成有若干所述间隙，若干所述长条形槽形成所述第一流道。

在本实施例中，所述连接板313中与所述换热板51相对设置的区域具有一缺口(图中未示出)，每一所述布水器31与相对应的所述换热板51之间均设有梳齿形的填料薄片4，所述填料薄片4形成有长条形凹槽。所述换热板51的顶部卡设于所述长条形凹槽内，且所述布水器31的两侧板312与所述填料薄片4的两侧壁之间分别形成有所述间隙，所述填料薄片的顶部位于所述缺口与所述换热板的顶面之间。其中，所述填料薄片的形状如图4所示。

在布水器换热板之间装有梳齿形的填料薄片用以形成均匀的细小流道，使水流在换热板的外壁面均匀铺展。同时，能够保证布水器与换热板的侧壁之间间隙均匀。冷却水从布水器与换热板侧壁之间的间隙流出，并在换热板侧壁外表面上均匀铺展，在重力的作用下向下流动，布满整个换热板侧壁。

在实际的使用过程中，梳齿形的填料薄片为形状稳定并易于裁剪的薄片材料。其厚度在0.2mm-3mm。

当然，在其他实施例中，若干所述间隙也可以为梳齿状的孔隙或均匀分布的孔道，且所述孔隙或孔道位于所述侧板并延伸至所述连接板，所述孔隙或孔道与所述长条形槽连通并与所述第二流道相连通。

如图1所示，所述水箱13的顶部的至少一侧壁中设置有通风窗12。其中，通风窗12为百叶窗，当然，也不局限于此。百叶窗的作用是空气流入的通道，同时防止冷却水溅出。在本实施例中，优选的，所述水箱13的顶部的四个侧壁中设置有通风窗12。

所述蒸发式冷凝器还包括：填料层11和轴流风机1。填料层11设置于所述框架16并位于所述通风窗12与所述换热板51之间；轴流风机1设置于所述框架16的顶部并位于所述布水组件3的上方，且所述轴流风机1用于将从通风窗12进入水箱13内的空气经所述填料层11、换热组件5和布水组件3抽出。在本实施例中，轴流风机安装于框架的顶部正中位置处，其为空气循环流动提供动力，风机下方为水槽和布水组件。

请结合图1、4予以理解，至少一所述第二流道内和/或至少一所述换热板51的腔室内设有支撑组件6。不同于目前所采用的具有凹凸结构的换热板片，支撑组件起到支撑和扰流作用，从而能够起到平衡换热板侧壁的两侧压差，从而增强了换热板的结构强度，且支撑组件具有强化传热的作用。

在本实施例中，支撑组件6插入换热板的侧壁中压力较低的一侧，用于平衡两侧压差，同时起强化传热的作用。当然，压力较高的一侧也可插入支撑组件用于强化传热。

在实际的使用过程中，当第二流道内的压力低于相邻的所述换热板的腔室内的压力时，所述第二流道内插入支撑组件，而相邻的所述换热板的腔室内可以插入支撑组件，也可以不插入支撑组件；当第二流道内的压力高于相邻的所述换热板的腔室内的压力时，所述换热板的腔室内插入支撑组件，而所述第二流道内可以插入支撑组件，也可以不插入支撑组件。

其中，所述支撑组件6为由若干带状扭曲片61并列拼接而成的板状支撑体。

另外，位于所述第二流道内的所述支撑组件6的任意一个所述带状扭曲片61的宽度均与相对应的所述第二流道的宽度相等；和/或，位于所述换热板51的腔室内的所述支撑组件6的任意一个所述带状扭曲片61的宽度均与相对应的所述换热板51的腔室的宽度相等。

此外，每一所述支撑组件6中任意两个相邻的所述带状扭曲片61的扭转方向相反。当然，在实际的使用过程中，两个相邻的所述带状扭曲片的扭转方向也可以相同，不过相反时效果更佳。其中，图3所示为扭转方向相反的带状扭曲片拼接成的板状支撑体。

常见的换热板为了增强板片强度，采用在板片上冲压出槽道或凹凸点的方式，这些槽道和凹凸点同时起到支撑和扰流的作用。但凹凸不平的表面不利于表面水膜的均匀分布，在凹陷位置，液膜积累，不易流动，因而在此处热阻较大，且容易发生结垢。为此，本实施例提出了上述结构，并解决了以上问题。

两个相邻的所述带状扭曲片的扭转方向相反的效果更佳，这是因为相邻两带状扭曲片的扭转方向相反的支撑组件，其流动阻力小于相邻两带状扭曲片扭转方向相同的，且在带状扭曲片材料和几何参数相同的情况下，相邻两带状扭曲片的扭转方向相反的支撑组件具有更大的承压能力。

板片承受压差能力由带状扭曲片的材料、厚度和扭转节距所决定，带状扭曲片材料可以为但不限于碳钢、不锈钢、黄铜等，带状扭曲片厚度越大，承受压力能力越强，扭转节距越小，则支撑点越密集，承受压力能力越强，但其流动阻力也越大。

在使用过程中，蒸汽接头使工艺蒸汽均匀分配到换热组件的每个换热板的腔室内，工艺蒸汽在腔室内遇到温度较低的板壁发生冷凝，冷凝液流到换热组件另一端，汇入积液槽，积液槽上连接有排液口，排液口将冷凝液输送到下游工段。当换热板的腔室内工作压力为负压时，积液槽上方安装有抽气口，连接到真空泵，用于在开工时建立板腔内的真空，并在工作时排出夹带在蒸汽中的不凝性气体。

与此同时，沿换热板的外壁面流下的冷却水膜在流动过程中，与换热板的腔室内的工艺流体发生热交换。空气在轴流风机的驱动下在换热板间(即第二流道)流动，冷却水膜蒸发为水蒸汽进入空气，将热量随空气排出。冷却水沿换热板壁面流动到底部，脱离换热板，下落到安装在换热板下方的填料层，在填料表面与空气继续发生热量和质量的交换，空气由通风窗进入向上流过填料层，冷却水进一步被冷却后，下落到下方的水箱。水箱的冷却水经水泵输送水槽进入下一次冷却循环。

实施例2

结合图7-9予以理解，本实施例的蒸发式冷凝器的结构与实施例1的蒸发式冷凝器的结构基本相同，其不同之处在于，所述布水组件3′包括布水本体，所述布水本体31′中形成有环形流道(图中未示出)和并列间隔设置的若干卡槽32′。每一所述换热板51′的顶部卡设于所述卡槽32′内，且每一所述卡槽32′的周壁的底部开设有与所述环形流道连通的梳齿状通道33′，所述梳齿状通道33′还与相对应的所述第二通道连通。

同时，所述布水本体31′的一端通过一连接管17′与一水泵15′相连接，所述水泵15′设置于所述框架16′中靠近所述水箱13′的位置处并与水箱13′相连接。

在本实施例中，布水本体的一端通过一连接管与一水泵相连接，冷却水进入环绕在换热板周壁周边的环形流道，流道贴近换热板周壁下方开有梳齿状通道，以使冷却水均匀流出，分布到换热板的外壁面上。

另外，所述水箱13′的顶部的一侧壁设有一下进风口18′和设置于所述下进风口18′内的通风窗12′，所述框架16′中还设有一位于所述下进风口18′与所述换热组件5′之间的填料层11′。在本实施例中，所述通风窗12′为百叶窗。

所述蒸发式冷凝器还包括：两上进风口19′、通风管道20′和轴流风机1′。其中，两上进风口19′分别设置于所述框架16′的顶部中相对的两侧壁，且两所述上进风口19′分别与所述第二流道相连通。通风管道设置于所述框架，且所述通风管道的一端连接于所述填料层。轴流风机设置于所述通风管道上，并用于将从上进风口进入换热组件内以及从下进风口进入水箱内的空气抽出。

在本实施例中，在靠近换热组件上端两侧的框架上，装有上进风口，在轴流风机的驱动下，空气吸入换热组件的第二流道内，与换热板外壁面的水膜同向向下流动，与此同时，下进风口空气经由装填在换热组件下方的填料层，由下向上流动，在此与冷却水逆向流动，发生热量和质量交换后，与上进风口来的空气汇合，由轴流风机排出。

另外，所述蒸发式冷凝器还包括：蒸汽接头7′和积液槽8′。其中，蒸汽接头7′设置于若干所述换热板51′的顶面，并用于将待冷凝蒸汽通入若干所述换热板的腔室内。且换热板的顶部开口，工艺蒸汽由安装在换热板顶部的蒸汽接头的蒸汽入口71′均匀分配到每个换热板的腔室内。

同时，积液槽8′设置于若干所述换热板51′的底部的一端，并用于收集所述换热板的腔室内的所述待冷凝蒸汽经冷凝得到的蒸汽。所述积液槽8′上设有一抽气口10′，且所述积液槽8′的一端设有一排液口9′。

效果实施例

以下以一具体案例说明本发明实施方法及技术优点。

采用本发明设计制造的实施例1中蒸发式冷凝器，及用于对比测试的采用U型圆管制造的管式蒸发式冷凝器。其中，表1为应用本发明实施例1的蒸发式冷凝器与传统的管蒸发式冷凝器技术参数对比。

表1本发明实施例1板式蒸发式冷凝器与传统管蒸发式冷凝器技术参数对比

由表1可见，测试中采用的工艺蒸汽为压力低于大气压的饱和水蒸汽，控制其下游压力使排液温度和压力基本相同，在相同的操作条件下，应用本发明的板式蒸发式冷凝器的传热系数较传统管式蒸发式冷凝器高约34.5％，在相同的设备体积内，应用本发明的板式蒸发式冷凝器布置的换热面积为传统管式蒸发式冷凝器的2.33倍，在设备尺寸相同的条件下，其总传热量为传统管式蒸发式冷凝器的2.67倍；且应用本发明的板式蒸发式冷凝器其蒸汽流动阻力仅为管式蒸发式冷凝器的约六分之一。若在蒸汽流量相同的条件下比较阻力，应用本发明的板式蒸发式冷凝器的蒸汽流动阻力应更小。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种蒸发式冷凝器，包括一框架和设置于所述框架底部的水箱，其特征在于，所述蒸发式冷凝器还包括：

布水组件，形成有用于供冷却水流动的第一流道；

换热组件，包括并列间隔设置于所述框架中的若干换热板，每一所述换热板的顶部均位于所述布水组件中，且每一所述换热板的外壁面与相接触的所述布水组件的壁面之间均形成有间隔设置的若干间隙，每一所述间隙均与所述第一流道连通；

其中，每一所述换热板均具有供待冷凝蒸汽流动的腔室，任意相邻两个所述换热板之间均形成有一第二流道，每一所述第二流道的顶部与相应的所述间隙连通，底部与所述水箱相连通，至少一所述第二流道内和/或至少一所述换热板的腔室内设有支撑组件。

2.如权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述支撑组件为由若干带状扭曲片并列拼接而成的板状支撑体。

3.如权利要求2所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，位于所述第二流道内的所述支撑组件的任意一个所述带状扭曲片的宽度均与相对应的所述第二流道的宽度相等；和/或，位于所述换热板的腔室内的所述支撑组件的任意一个所述带状扭曲片的宽度均与相对应的所述换热板的腔室的宽度相等。

4.如权利要求2所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，每一所述支撑组件中任意两个相邻的所述带状扭曲片的扭转方向相反。

5.如权利要求1所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，每一所述换热板的外壁面为平直的平面；

每一所述换热板的侧壁均为平板，且每一所述换热板的外壁面均匀分布有若干齿状凸起；

每一所述齿状凸起的高度大于0.2mm且小于2mm。

6.如权利要求1-5中任一项所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述蒸发式冷凝器还包括：

一水槽，设置于所述框架的顶部并用于盛放冷却水，所述布水组件的一端设置于所述水槽上并与所述水槽的内腔连通；

水泵，设置于所述框架中靠近所述水箱的位置处，且所述水泵的一端与所述水箱连通，另一端通过连接管与所述水槽的内腔相连通。

7.如权利要求6所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述布水组件包括与若干所述换热板对应设置的若干布水器，且若干所述布水器并列间隔设置并位于所述水槽的同一高度位置处，每一所述布水器的一端与所述水槽连通；

每一所述换热板的顶部位于相对应的所述布水器内，且每一所述换热板的外壁面与相应的所述布水器的内壁面之间形成有用于供所述冷却水流过的若干所述间隙。

8.如权利要求7所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，每一所述布水器包括：

顶板；

两侧板，分别设置于所述顶板两侧；

连接板，设置于两所述侧板之间并与所述顶板平行间隔设置，且所述连接板与两所述侧板、顶板之间围绕形成有一长条形槽和位于所述长条形槽两端的两开口，其中一所述开口与所述水槽连通，另一所述开口处密封有一封装板；

其中，每一所述换热板的顶部设置于相对应的所述布水器的两侧板之间并位于所述连接板的下方，且所述换热板的外壁面与两所述侧板之间均形成有若干所述间隙，若干所述长条形槽形成所述第一流道。

9.如权利要求8所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，若干所述间隙为梳齿状的孔隙或均匀分布的孔道，且所述孔隙或孔道位于所述侧板并延伸至所述连接板，所述孔隙或孔道与所述长条形槽连通并与所述第二流道相连通。

10.如权利要求8所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述连接板中与所述换热板相对设置的区域具有一缺口，每一所述布水器与相对应的所述换热板之间均设有梳齿形的填料薄片，所述填料薄片形成有长条形凹槽；

所述换热板的顶部卡设于所述长条形凹槽内，且所述布水器的两侧板与所述填料薄片的两侧壁之间分别形成有所述间隙，所述填料薄片的顶部位于所述缺口与所述换热板的顶面之间。

11.如权利要求1-5中任一项所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述蒸发式冷凝器还包括：

蒸汽接头，设置于若干所述换热板的顶部的一端，并用于将待冷凝蒸汽通入若干所述换热板的腔室内；

积液槽，设置于若干所述换热板的底部的一端，并用于收集所述换热板的腔室内的所述待冷凝蒸汽经冷凝得到的冷凝液，所述积液槽上设有一抽气口，且所述积液槽的一端设有一排液口；

其中，所述水箱的顶部的至少一侧壁中设置有通风窗，所述水箱上设置有一补水口，所述蒸发式冷凝器还包括：

填料层，设置于所述框架并位于所述通风窗与所述换热板之间；

轴流风机，设置于所述框架的顶部并位于所述布水组件的上方，且所述轴流风机用于将从通风窗进入水箱内的空气经所述填料层、换热组件和布水组件抽出。

12.如权利要求1-5中任一项所述的蒸发式冷凝器，其特征在于，所述布水组件包括布水本体，所述布水本体中形成有环形流道和并列间隔设置的若干卡槽，每一所述换热板的顶部卡设于所述卡槽内，且每一所述卡槽的周壁的底部开设有与所述环形流道连通的梳齿状通道，所述梳齿状通道还与相对应的所述第二通道连通；

所述布水本体的一端通过一连接管与一水泵相连接，所述水泵设置于所述框架中靠近所述水箱的位置处并与水箱相连接；

其中，所述水箱的顶部的一侧壁设有一下进风口和设置于所述下进风口内的通风窗，所述框架中还设有一位于所述下进风口与所述换热组件之间的填料层，所述蒸发式冷凝器还包括：

两上进风口，分别设置于所述框架的顶部中相对的两侧壁，且两所述上进风口分别与所述第二流道相连通；

通风管道，设置于所述框架，且所述通风管道的一端连接于所述填料层；

轴流风机，设置于所述通风管道上，并用于将从上进风口进入换热组件内以及从下进风口进入水箱内的空气抽出。