CN106621423A - 薄管板中央循环管式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄管板中央循环管式蒸发器，它由排液管1、锥形下封头2、筒体3、下部人孔4、下环形管板5、换热管6、折流板7、拉杆8、定距管9、中央循环管10、蒸汽进口管11、上环形管板12、上部人孔13、进液管14、椭圆形上封头15、二次蒸汽出口管16、上部温度计17、上液位计接口管18、视镜19、耳式支座20、冷凝水出口管21、下液位计接口管22、下部温度计23、支撑筋板24组成；本发明薄管板中央循环管式蒸发器由于管板结构及受力状况改变，管板厚度可以显著减薄，管板直径可以增大，管板可以布置更多的换热管，增加换热面积，提高蒸发器生产能力。

Description

薄管板中央循环管式蒸发器

技术领域

本发明涉及热交换设备，尤其涉及一种中央循环管式蒸发器。

背景技术

中央循环管式蒸发器属于自然循环型的蒸发器，它是工业生产中广泛使用且历史悠久的蒸发器，至今在化工、轻工、环保等行业中仍被广泛采用。

中央循环管式蒸发器一般上部为蒸发室，中间为加热室，下部为锥形筒体；加热室通常为管壳式换热器，由兼作法兰的上、下两管板及直立的换热管束组成，在管束中央安装一根较粗的中央循环管；操作时，管束内单位体积溶液的受热面积大于中央循环管内的，管束内溶液受热好，溶液汽化的多，因此换热管管内的溶液含汽量多，致使密度比中央循环管内溶液的要小，这种密度差促使溶液作沿中央循环管内下降而沿换热管上升的循环运动。

中央循环管式蒸发器具有溶液循环好、传热速度快等优点，但存在以下缺点：

一是管板厚度大，由于管板中央开孔较大，对管板强度削弱作用大，再加之管板兼作法兰，因此，管板较厚，材料消耗量大。

二是由于管板较厚，且直径越大管板越厚，这就限制了管板直径，一般管板直径不超过2米，从而限制了管板布置更多的换热管，换热面积受到限制，溶液循环量也受到限制，影响换热效果。

三是蒸发室、加热室、锥形筒体靠法兰连接，限制了设备大型化，安装也较复杂。

发明内容

为了克服传统中央循环管式蒸发器的缺点，本发明提供一种薄管板中央循环管式蒸发器。这种薄管板中央循环管式蒸发器，通过改变管板结构与中央循环管结构，使管板受力状况改变，管板厚度可以显著减薄，并增大管板直径，从而布置更多的换热管，增加换热面积，增大蒸发器生产能力。

本发明提供一种薄管板中央循环管式蒸发器，其技术特征是。

（1）薄管板中央循环管式蒸发器由排液管、锥形下封头、筒体、下部人孔、下环形管板、换热管、折流板、拉杆、定距管、中央循环管、蒸汽进口管、上环形管板、上部人孔、进液管、椭圆形上封头、二次蒸汽出口管、上部温度计、上液位计接口管、视镜、耳式支座、冷凝水出口管、下液位计接口管、下部温度计、支撑筋板组成。

（2）薄管板中央循环管式蒸发器壳体主要由锥形下封头、筒体、椭圆形上封头组成。筒体内焊接固定有上环形管板与下环形管板，上环形管板与下环形管板之间设置若干换热管，换热管两端焊接固定于上环形管板与下环形管板，上环形管板与下环形管板的中央设置中央循环管，中央循环管分别焊接固定于上环形管板与下环形管板，中央循环管下端距离锥形下封头约200至400mm，用支撑筋板将锥形下封头与中央循环管下端焊接固定。

（3）中央循环管下部沿圆周均匀设置4个孔洞，以便于蒸发过程中溶液循环流动。中央循环管截面积为换热管管束总截面积的40%至100%，中央循环管下部孔洞总截面积为中央循环管截面积的100%至120%。

（4）上环形管板上设置有若干个拉杆，拉杆上设置有若干个定距管和折流板，折流板左右交错设置在拉杆上。

（5）筒体上设置上部人孔与下部人孔，用于检修及清理设备之用。上部人孔位于上环形管板上部，下部人孔位于下环形管板之下。

（6）通入换热管内的介质空间称之蒸发器的管程，通入换热管外的介质空间称之蒸发器的壳程。

（7）筒体上设置耳式支座4个，用于安装支撑设备之用；筒体上设置蒸汽进口管，用于向壳程通入蒸汽；筒体上设置冷凝水出口管，用于将壳程蒸汽冷凝水排出；筒体上设置进液管，用于向设备管程加入液体；筒体上设置上部液位计管口与下部液位计管口，用于安装液位计测量液位；筒体上设置视镜若干个，用于现场观察液位。

（8）椭圆形上封头最上端设置二次蒸汽出口管，靠近二次蒸汽出口管处设置上部温度计，用于测量蒸发过程中二次蒸汽温度。

（9）锥形下封头最低端设置出液管，用于排出蒸发浓缩液，锥形下封头侧部设置下部温度计，用于测量液体温度。

（10）薄管板中央循环管式蒸发器工作过程是，溶液通过进液管加入设备管程内，蒸汽从蒸汽进口管进入设备壳程内，通过换热管间壁加热，使换热管内溶液蒸发沸腾，产生水蒸气，经过二次蒸汽出口管排出。壳程内蒸汽换热产生冷凝水经冷凝水出口管排出。溶液在换热管内不断蒸发向上流动，并排出蒸汽，再沿中央循环管下降，穿过中央循环管下部孔洞形成溶液上下循环流动，达到一定浓度后的溶液经底部排液管排出。

（11）薄管板中央循环管式蒸发器中，上环形管板与下环形管板采用焊入式结构，即上环形管板与下环形管板外环边缘置于筒体内并焊接于筒体内，上环形管板与下环形管板中央内环边缘焊接固定于中央循环管外壁上，中央循环管通过支撑筋板焊接固定于锥形下封头上，筒体与中央循环管分别支撑固定着上环形管板与下环形管板外边缘与内边缘，由于上环形管板与下环形管板采用内外边缘固定支撑结构，固定支撑间距小，因此，管板厚度相对传统中央循环管式蒸发器较薄。

（12）薄管板中央循环管式蒸发器中，由于上环形管板与下环形管板之间均匀布满换热管，这些管束对管板起加强作用，每根管子都可看作支承点，管板为加撑平板，因此，布管区管板强度是足够的，只有不布管区的强度需进行强度计算，因此，管板厚度可以进一步减薄。

本发明与传统中央循环管式蒸发器相比，具有以下优点。

（1）传统中央循环管式蒸发器的管板采用延长边兼法兰，受法兰力矩的影响，其管板厚度偏大；本发明上环形管板与下环形管板的延长部分不作为设备的支撑法兰，改善了管板的受力情况，减少了法兰力矩对管板的影响，从而降低了由法兰引起的应力，在同样工艺条件下，所以管板厚度相对减薄。

（2）传统中央循环管式蒸发器管板固定支撑在圆筒上；本发明管板分别固定支撑在圆筒体与中央循环管上，支撑间距大幅度减小，从而可使得管板大幅度减薄并可增大其直径。

（3）传统蒸发器通过法兰连接，管板重，结构复杂；本发明管板轻，节省材料，设备结构简单。

（4）由于管板减薄，从而增加了定长换热器的有效传热长度及面积，因此，在一定程度上改善传热效果。

（5）由于管板薄，对热膨胀差的补偿能力也得到了加强，可省去传统蒸发器采用的膨胀节。

附图说明

图1为薄管板中央循环管式蒸发器结构示意图。

图1中，1、排液管，2、锥形下封头，3、筒体，4、下部人孔，5、下环形管板，6、换热管，7、折流板，8、拉杆，9、定距管，10、中央循环管，11、蒸汽进口管，12、上环形管板，13、上部人孔，14、进液管，15、椭圆形上封头，16、二次蒸汽出口管，17、上部温度计，18、上液位计接口管，19、视镜，20、耳式支座，21、冷凝水出口管，22、下液位计接口管，23、下部温度计，24、支撑筋板，25、孔洞。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合附图的描述对本发明作进一步详细说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

本发明公开一种薄管板中央循环管式蒸发器。如图1所示，薄管板中央循环管式蒸发器壳体主要由锥形下封头2、筒体3、椭圆形上封头15组成。

筒体3内焊接固定有上环形管板12与下环形管板5，上环形管板12与下环形管板5的中央设置中央循环管10，上环形管板12与下环形管板5的内环边缘焊接固定于中央循环管10外壁上，中央循环管10下端至锥形下封头2距离200-400mm，支撑筋板24将锥形下封头2与中央循环管10下端焊接固定，中央循环管10下部沿圆周均匀设置4个孔洞25。

上环形管板12与下环形管板5之间设置若干换热管6，换热管6两端焊接固定于上环形管板12与下环形管板5。

中央循环管10截面积为换热管6管束总截面积的40%-100%，中央循环管10下部孔洞25总截面积为中央循环管10截面积的100%-120%。

上环形管板12上设置有若干个拉杆8，拉杆8上设置有若干个定距管9和折流板7，折流板7左右交错设置在拉杆8上。

筒体3上分别设置上部人孔13与下部人孔4，筒体3上设置耳式支座4个，设置蒸汽进口管11，设置冷凝水出口管21，设置进液管14，设置视镜19，设置上部液位计管口18与下部液位计管口22。

椭圆形上封头15最上端设置二次蒸汽出口管16，靠近二次蒸汽出口管16处设置上部温度计17。

锥形下封头2最低端设置出液管1，锥形下封头2侧部设置下部温度计23。

薄管板中央循环管式蒸发器工作过程是，溶液通过进液管14加入设备管程内，蒸汽从蒸汽进口管11进入设备壳程内，通过换热管6间壁加热溶液，使换热管6管内溶液沸腾，溶液蒸发产生水蒸气，经过二次蒸汽出口16管排出，壳程内蒸汽换热产生冷凝水经冷凝水出口管21排出，溶液在换热管6内不断蒸发向上流动，并排出蒸汽，再沿中央循环管10下降，穿过中央循环管10下部孔洞25形成溶液上下循环流动，达到一定浓度后的溶液经过底部排液管1排出。

Claims (3)

1.一种薄管板中央循环管式蒸发器，其技术特征是：

(1) 薄管板中央循环管式蒸发器由排液管1、锥形下封头2、筒体3、下部人孔4、下环形管板5、换热管6、折流板7、拉杆8、定距管9、中央循环管10、蒸汽进口管11、上环形管板12、上部人孔13、进液管14、椭圆形上封头15、二次蒸汽出口管16、上部温度计17、上液位计接口管18、视镜19、耳式支座20、冷凝水出口管21、下液位计接口管22、下部温度计23、支撑筋板24、孔洞25组成；

(2) 薄管板中央循环管式蒸发器壳体由锥形下封头2、筒体3、椭圆形上封头15组成，筒体3内设置上环形管板12与下环形管板5，设置若干换热管6，换热管6两端焊接固定于上环形管板12与下环形管板5，上环形管板12与下环形管板5的中央设置中央循环管10，中央循环管10分别焊接固定于上环形管板12与下环形管板5，中央循环管10下部离锥形下封头2距离200至400mm，用支撑筋板24将锥形下封头2与中央循环管10下端焊接固定；

(3) 上环形管板12上设置有若干个拉杆8，拉杆8上设置有若干个定距管9和折流板7，折流板7左右交错设置在拉杆8上；

(4) 筒体3上设置上部人孔13与下部人孔4用于检修及清理设备之用，筒体3上设置4个耳式支座20用于安装支撑设备之用，筒体3上设置蒸汽进口管8用于向壳程通入蒸汽，筒体3上设置冷凝水出口管21用于将壳程蒸汽冷凝水排出，筒体3上设置进液管14用于向设备管程加入液体，筒体3上设置上部液位计管口18与下部液位计管口22用于安装液位计测量液位，筒体3上设置视镜19用于现场观察液位；

(5) 椭圆形上封头15最上端设置二次蒸汽出口管16，靠近二次蒸汽出口管16处设置上部温度计17用于测量蒸发过程中二次蒸汽温度；

(6) 锥形下封头2最低端设置出液管1，用于排出蒸发浓缩液，锥形下封头2侧部设置下部温度计23，用于测量液体温度；

(7) 薄管板中央循环管式蒸发器工作过程是，溶液通过进液管14加入设备管程内，蒸汽从蒸汽进口管11进入设备壳程内，通过换热管6间壁加热，使换热管6内溶液蒸发沸腾，产生水蒸气，经过二次蒸汽出口管16排出，壳程内蒸汽换热产生冷凝水经冷凝水出口管21排出，溶液在换热管6内不断蒸发向上流动，并排出蒸汽，再沿中央循环管10下降，穿过中央循环管10下部孔洞25形成溶液上下循环流动，达到一定浓度后的溶液经底部排液管1排出。

2.根据权利要求1所述的薄管板中央循环管式蒸发器，其特征在于：中央循环管10下部沿圆周均匀设置四个孔洞25，以方便蒸发过程中溶液循环流动，中央循环管10截面积为换热管6管束总截面积的40%至100%，中央循环管10下部孔洞25总截面积为中央循环管10截面积的100%至120%。

3.根据权利要求1所述的薄管板中央循环管式蒸发器，其特征在于：上环形管板12与下环形管板5外环边缘焊接于筒体3内壁上，上环形管板12与下环形管板5内环边缘焊接固定于中央循环管10外壁上，中央循环管10通过支撑筋板24焊接固定于锥形下封头2上，筒体3与中央循环管10分别支撑固定着上环形管板12与下环形管板5外边缘与内边缘，固定支撑间距小，管板厚度可以减薄。