CN110248712B - 传热管和制造传热管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于降膜蒸发的传热管(9)，其具有通过加热介质加热的加热介质表面(21)，使废液在其上通过的降膜表面(20)，并且由基于铁的高合金不锈钢材料制成，该材料中铬的合金含量高于16.00％，镍的合金含量高于1％。传热管的降膜表面配备有至少一个焊接脊(WR；WR1,WR2)，所述焊接脊具有在0.3‑5.0mm范围内的高度(h；h2)，在0.5‑15mm范围内的宽度(w；w2)，以及相对于与传热管的纵轴(CC)正交的平面在0‑70度范围内的倾斜角(α；α1α2)，使得各焊接脊倾斜并沿着传热管的至少一部分螺旋延伸或者在正交于传热管纵轴的平面内延伸，并在降膜表面上形成焊接脊部分，使得相邻的焊接脊部分之间沿着传热管纵轴的距离在0‑250mm的范围内。本发明还涉及一种制造所述传热管的方法。

Description

传热管和制造传热管的方法
技术领域
本发明涉及一种用于废液降膜蒸发的传热管。传热管具有加热介质表面，该加热介质表面设置成由加热介质加热，并且降膜表面与所述加热介质表面相对并且背向所述加热介质表面，所述降膜表面被设置成使废液作为降膜在其上通过，同时从降膜中蒸发溶剂(主要是水)，从而增加干物质含量以及粘度，所述废液包含来自纤维素材料的木质素和其它溶解的组分和/或来自纤维素材料和使用的化学物质的无机物。传热管由金属板材料制成，例如，基于铁的高合金不锈钢材料，其中铬的合金含量高于16.00％，镍的合金含量高于1％，优选对应于至少与AISI 316或AISI 304类似的耐腐蚀钢质。本发明还涉及一种制造如上所述的传热管的方法。
背景技术
在改善传热的一般技术领域中，已经提出了许多用于传热表面的设计。然而，已经证明改善纸浆厂中废液蒸发阶段的传热表面是困难的。这些生物来源的液体通常含有高浓度的纤维残余物、木质素和盐形式的干物质，导致所述蒸发阶段中发生污损和结垢。在废液在回收锅炉中燃烧之前，在第一蒸发阶段中干物质含量可以为20％或更多，并且在最终蒸发阶段中甚至达到80％或更多。因此，为了防止这种污损和结垢的形成，传热管主要在废液侧配备有光滑表面。然而，即使具有这样的光滑表面，通常也会看到在所述蒸发阶段的下部有沉淀物聚集，需要关闭装置并进行仔细的清洁操作。其中，发生这些沉淀的物流的蒸发位置，即蒸发系中的第一-第二-第三-第四-第五-第六或第七蒸发效，取决于不同干物质内含物的当前浓度，并且可以从一个设施转移到另一个设施，具体取决于所用方法的化学分布和纤维素材料的类型和来源。为了清洁传热管，需要使用相当复杂的清洁方法来清洗传热管，例如利用高压清洁设备，蒸汽清洁或酸清洁。对表面的任何改良应使得可以清洗传热管，同时仍然允许管的功能性清洁。特别地，必须进行表面改良，使得它们不会在清洁操作中被很大程度地破坏或损坏。
发明目的
本发明的第一个目的是提供一种用于废液的降膜蒸发的改进的传热管，所述废液含有来自纤维素材料的木质素和其它溶解的组分和/或来自纤维素材料和使用的化学物质的无机物。
本发明的第二个目的是提供一种制造这种传热管的方法。
定义
出于本公开的目的，术语“表面焊缝”是施加在表面上的焊缝，其导致光滑表面上的半圆形或新月形焊接脊。对接焊缝是施加在两个邻接板之间的焊缝，并且通过所述对接焊缝将这些板合并为一个共同的板。可以施加对接焊缝，使得半圆形或新月形焊接脊从焊接缝中突出。这两种类型的焊缝都可以在单道或多道焊接操作中施加，即焊缝在一个单道焊接期间或在彼此顶部施加多个焊接之后形成。
关于焊接脊，通常认为如果在外壳表面上的不同位置处形成脊并且这些脊在传热管的纵向上分开，则这些脊被认为是单独的脊，即使它们碰巧由同样的焊缝形成。例如，当螺旋倾斜的焊缝与外壳表面上的平行于传热管纵轴的线交叉时，焊缝的每个交叉点被认为是单独的脊。
出于本公开的目的，术语“(废液的)薄层或降膜”是一层废液，其优选具有1-10mm的厚度，其流过加热表面并且在该层的相对侧上暴露于气体环境中，在该气体环境中溶剂将蒸发。例如，废液可以是用过的蒸煮液。
本发明
本发明的第一个目的是通过上文所述的传热管实现的，其中传热管的降膜表面配备有一个或多个焊缝，其形成多个焊接脊。焊接脊沿着传热管的纵轴间隔开，使得相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离在0-250mm的范围内。焊接脊具有正交于降膜表面测得的高度，其在0.3-5.0的范围内，更优选为0.5-2.0mm，最优选为0.7-1.7mm。此外，焊接脊的宽度沿着正交于焊接脊纵向方向的降膜表面测量，其在0.5-15mm的范围内，更优选为1-10mm，最优选为1.5-5mm，并且所述焊接脊相对于与传热管纵轴正交的平面的倾斜角在0-70度的范围内。因此，焊接脊可以设计成使得每个焊接脊是倾斜的，例如，具有一个或多个沿着传热管的一部分外壳表面螺旋延伸的连续焊缝，以便沿着传热管的纵轴形成多个倾斜的焊接脊。类似地，多个焊缝可以形成整体螺旋形状的不连续或点状图案，还沿着传热管的纵向延伸部形成多个倾斜的焊接脊。
或者，可以在传热管的外壳表面上将焊缝制成连续或不连续的整体环形的图案，并且该环形图案可以倾斜，或在与传热管纵轴正交的平面内延伸，同时在降膜表面上形成焊接脊。也可以利用多个相同长度或不同长度的短焊缝形成焊接脊。因此，在设计焊接脊时存在多种方式，使得相邻焊接脊部分之间沿传热管纵轴的距离在0至250mm的范围内。
这些焊接脊在废蒸煮液的薄膜中提供扰动或湍流，这增加了传热速率，同时仅在材料中引入有限的应力增加。该方案还确保管仍然可用于蒸汽或酸喷枪以进行蒸汽或酸清洁。而且，焊接脊需要相对小体积的焊接材料。
应用面积对于提高纸浆厂蒸发系的能效至关重要，因为现代纸浆厂总能量需求的约1/3用于蒸发设备。在现代但普通的纸浆厂中，蒸发系中的总加热表面可能超过50.000m2。如果纸浆厂中现有的蒸发系需要满足更高的容量，当要蒸发的废蒸煮液的总体积随着纸浆总产量的增加而增加时，通过对已有结构的传热表面的表面改良可以满足这种增加的蒸发容量。如果安装在新的蒸发设备中，可以减少总安装加热表面，从而大大降低成本。
这些应用中的传热管通常由基于铁的高合金不锈钢材料制成，该材料中铬的合金含量高于16.00％，镍的合金含量高于1％，优选对应于与AISI316或AISI 304类似或者更优或者双相不锈钢(Duplex)的耐腐蚀钢质。所述钢质对于承受可能引起应力腐蚀开裂(SSC)的高碱浓度和高硫化浓度的组合是必要的。AISI 316的合金组成为Cr：16.00-18.00％，Ni：10.00-12.00％，Mo：2.00-2.50％；AISI 304的合金组成为Cr：17.50-18.50％，Ni：8.00-10.00％；经济型双相不锈钢(Lean Duplex)/ASTM S32101的合金组成为Cr：21.00-24.00％，Ni：1.00-5.50％，Mo0.10-0.60％；以及经济型双相不锈钢/ASTM S32304的合金组成为Cr：21.00-25.00％，Ni：3.00-6.00％，Mo：0.1-0.6％。在这些应用中，应该将过度的塑性变形保持在最小值，并且这种改变通常不适合在管上进行，因为这样的变形可能在材料中留下高应力，该高应力可能难以通过热处理释放，因为管通常比可用的加热炉更长。
上述焊接脊的尺寸(高度和宽度)优选适用于管式蒸发器，其中管的直径在20-100mm的范围内，甚至更优选地为40-60mm，能够容易地将所述形成焊接脊的焊缝应用于最终成形的管上或管中，还可以将其应用于随后将成形且焊接(例如，通过轴向延伸的焊缝进行的对接焊接或通过螺旋延伸的焊缝进行的对接焊接)到管上的平钢板上。
利用焊接脊的这些尺寸和取向，能量效率可以增加高达100％，同时仍然满足在通过的废蒸煮液薄层蒸发期间如果传热表面上发生沉淀时可能需要进行清洁的要求。
在本发明的一个优选实施方式中，相邻焊接脊部分之间(即在下焊接脊部分的上边与上焊接脊部分的下边之间)沿着传热管纵轴的距离在2-50mm的范围内，甚至更优选为5-20mm。通常，由焊接脊引起的湍流将在从引起湍流的位置直到湍流再次基本上为层流的约10mm的距离内影响降膜。具体的距离取决于许多参数，例如焊接脊的形状和高度，液膜的粘度以及流动速度，根据这些条件可能需要焊接脊之间的不同距离。在它们最接近的布置中，焊接脊将保证在薄膜中彻底形成湍流，该湍流从不变化为层流。在它们最远的布置中，每个焊接脊部分限制在先前焊接脊下方形成的层流的长度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述焊接脊的高度在0.5-2.0mm的范围内。将高度保持在该范围内限制了管暴露于来自焊接操作的热应力并且降低了额外焊接材料的成本。
在用较高干物质含量的废蒸煮液进料的管中，焊接脊的高度可能高于用低干物质含量的废液进料的管中的情况。例如，在第一蒸发效中，供给该蒸发效的废液的干物质含量为20％，焊接脊的高度可以为约0.5mm，因为该高度可能足以在相对低粘度条件下引起湍流，而在之后的用干物质含量为50％的废液进料的蒸发效中，焊接脊的高度可以为约2.0mm，这是因为该高度可能是在较高粘度条件下引起湍流所需要的。
在本发明的一个优选实施方式中，所述焊接脊的宽度在0.5-15mm的范围内，优选为1-10mm，甚至更优选为1.5-5mm。将宽度保持在该范围内具有通过干扰膜流动在液膜中引起湍流的优点。
在本发明的优选实施方式中，焊接脊相对于与传热管纵轴正交的平面倾斜，并且沿着传热管的至少一部分长度螺旋延伸。焊接脊以小于或等于70度并且优选地小于或等于50度的角度倾斜。在一些实施方式中，优选的倾斜角度在1-15度的范围内，并且在其它实施方式中，在15-45度的范围内。这种焊接脊可以通过焊接头施加，该焊接头在施加焊接脊的同时围绕管旋转或者在管内旋转。在一个替代实施方式中，形成焊接脊的至少两个焊缝可以倾斜并且平行延伸，这使得可以增加每个焊缝的角度，即改变间距，同时还增加沿着管的纵向方向测量的在各焊缝形成的焊接脊之间的距离。
本发明的另一个实施方式可以包括至少两个焊接脊，这些焊接脊相对于与传热管纵轴正交的平面倾斜并且彼此交叉设置。这些交叉的焊接脊可以改善传热速率，因为降膜被迫几个方向变化，引起湍流。
有利地，所述倾斜的焊接脊从传热管的一端延伸到传热管的另一端。
在另一个实施方式中，焊接脊可以在与传热管的纵轴正交或相对于传热管的纵轴倾斜的平面内延伸。有利地，焊接脊通过传热管的降膜表面上的环形焊缝形成。形成脊的至少五个平行焊缝可以施加到传热管的降膜表面上。有利地，沿着传热管的纵轴，各焊接脊之间的距离(即在下焊接脊的上边与上焊接脊的下边之间的距离)在0-250mm的范围内，优选为2-50mm，甚至更优选在5-20mm的范围内。所施加的这种环形焊缝的数量的上限受到管的总长度和沿着传热管纵轴的焊接脊之间的距离的限制。在本发明的一个实施方式中，热交换管沿其纵轴的至少一半长度上设置有焊接脊，更优选基本上整个热交换管上设置有焊接脊，并且焊接脊相互之间的距离(即在下焊接脊的上边和上焊接脊的下边之间的距离)在3-50mm的范围内，更优选在5-20mm的范围内。
在一个优选的实施方式中，至少一个形成焊接脊的焊缝被施加到传热管的加热介质表面，该加热介质表面暴露于加热介质并由加热介质加热。这种焊缝将增加暴露于加热介质的总面积，并因此增加从热介质传递的能量。
焊缝可以是连续的，即形成不间断的一排焊接脊，或者是不连续的，即包括多个单独的焊缝，形成彼此间隔一段距离排成一行的分开的脊。
焊接脊可以通过直接施加在加热介质或降膜表面上的表面焊缝形成，但也可以是用于将管的不同部分焊接在一起的对接熔焊的一部分。
传热管的至少一个表面可以配备有塑性成形的凹槽和/或突起。这些凹槽和突起有利地在所述焊接脊之间延伸或穿过所述焊接脊，但是也可以用作所述焊接脊的替代物。突起有利地具有与上述焊接脊相同的高度(0.3-5.0mm)，宽度(0.5-15mm)，倾斜角(0-70度)和间距(0-250mm)。凹槽有利地具有深度(0.3-5.0mm)，宽度(0.5-15mm)，倾斜角(0-70度)和间距(0-250mm)。降膜表面有利地设置有突起，以在废蒸煮液的薄膜中产生扰动，并且加热介质表面有利地设置有凹槽，以增加暴露于加热介质的表面积。这些凹槽和突起适当地施加在原始不锈钢板之中或之上，然后将板卷成管，这是因为如果在管成形之后制造凹槽和突起，则材料中将存在更多的应力。
传热管的至少一个表面可以配备有销，其具有与上述焊接脊相同大小的高度(0.3-5.0mm)，宽度(0.5-15mm)，倾斜度(0-70度)和间距(0-250mm)。这种销有利地应用在管式蒸发器中，其中所使用的加热介质是清洁蒸汽。
上述突起、凹槽和销仅在材料中引起有限的应力增加，从而避免了应力腐蚀开裂。
根据本发明的传热管适用于干物质含量高于0.5％的废液，甚至更适用于干物质含量在15-50％范围内的废液。
根据本发明的传热管特别适用于垂直降膜蒸发器。
本发明还涉及一种用于制造如上所述的传热管的方法，该传热管具有加热介质表面和降膜表面，由金属板材料制成。该方法包括将一个或多个焊缝施加到传热管的降膜表面上形成多个焊接脊的步骤。焊接脊沿着传热管的纵轴(CC)间隔开，使得相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离在0-250mm的范围内。焊接脊的高度在0.3-5.0mm的范围内，宽度(w；w2)在0.5-15mm的范围内，相对于与传热管(9)的纵轴(CC)正交的平面的倾斜角(α；α1,α2)在0-70度的范围内。
根据一种方法，可以在组装的传热管的表面上施加形成多个焊接脊的一个或多个表面焊缝，作为现有蒸发阶段中的传热管的维修改良。如果废液薄膜在管外部流动，如图1a和1b所示，可以使用安装在管周围的旋转焊接头。然后可以在旋转的同时沿着管轴向驱动旋转焊接头，从而施加表面焊缝。如果废液薄膜在管内部流动，如图2所示，可以使用延伸到管中的旋转焊接头。
在制造传热管的替代方法中，可以在将平面钢带形成为传热管的同时,将形成多个焊接脊的一个或多个表面焊缝施加在表面上。通过在管成形操作期间整合施加焊缝的操作，可以将改良管的总工作时间保持在与未改良管的总工作时间相同的数量级上。
在制造传热管的另一个替代方法中，可以将形成多个焊接脊的一个或多个表面焊缝施加在平面钢带的至少一侧上，然后使钢带成形为管状形式，并通过对接熔焊将钢带的边缘焊接在一起。在平面钢带上施加表面焊缝将能够使用标准焊接机。
也可以将形成多个焊接脊的一个或多个表面焊缝施加在钢带表面上，同时通过螺旋成形平面钢带而使平面钢带成形为管状形式，并且通过对接熔焊将钢带的边缘焊接在一起，其中焊接脊与所述对接熔焊一体形成。这优选地通过在焊接头经过待形成的对接焊缝时控制焊接头的进料来完成。
附图说明
附图示出了本发明的优选实施方式，其中：
图1a和1b以正交截面图示出了管式蒸发器，其中废液作为薄膜在传热管的外表面上流动；
图2示意性地示出了另一种管式蒸发器，其中废液作为薄膜在传热管的内表面上流动；
图3a示出了本发明的传热管的表面改良的第一实施方式，其中施加了单个连续表面焊缝，图3b中示出了放大部分，图3c示出了所施加的表面焊缝的横截面；
图4a示出了本发明的传热管的表面改良的第二实施方式，其中施加了多个平行且连续的表面焊缝，图4b中示出了放大部分；
图5a示出了具有连续表面焊缝和交叉对接焊缝的传热管的本发明表面改良的第三实施方式，图5b中示出了放大部分，图5c显示了所施加的对接焊缝的横截面；
图6a示出了本发明的传热管的表面改良的第四实施方式，其中仅施加了单个连续对接焊缝，图6b中示出了放大部分，图6c示出了所施加的对接焊缝的横截面；
图7a示出了本发明的传热管的表面改良的第五实施方式，该传热管具有施加的对接焊缝以及如图7b的横截面图中显示的配置有脊的周围表面；图7c显示了设置在传热管的降膜表面上的辅助销；以及
图8a-c示出了本发明的传热管的表面改良的第六实施方式，该传热管具有施加的多个闭合的环形表面焊缝，所有这些焊缝都正交于管的纵轴设置。
发明详述
在整个说明书中，加热介质表面是设置成由加热介质加热的表面，而降膜表面是设置成使废液作为降膜在其上通过的表面。
图1a和1b示意性地示出了用于蒸发废液的管式蒸发器。蒸发器包括壳体1，壳体1包含具有多个传热管9的组件2，多个传热管9垂直地设置在壳体1中。
图1是透过壳体1观察的横截面图，其中传热管9暴露。图1b也是透过壳体1观察的横截面图，但是是从图1a的左侧观察的。待浓缩的液体，在这种情况下为废液，通过入口接头3进入壳体1，进入到壳体1的底部，形成一定体积的液体，该液体的表面水平位低于管9。液体通过出口接头4从蒸发器的底部排出，一部分液体通过示意性示出的泵5经循环管6被泵送到组件2上方的分配池7中，从该分配池中液体基本上均匀地流动到蒸发元件的蒸汽分配室8上，并且从那里进一步沿着各传热管9的外部降膜表面向下流动。在传热管9的下端处，浓缩的废液沿着蒸汽收集室10的外表面流动，随后落入壳体1下部的液体中并与之混合。
为了提供蒸发，蒸汽被引导通过传热管9，并且蒸汽首先通过组件2上部中的入口通道11供给到与传热管9的上部连接的蒸汽分配室8。蒸汽从那里首先进入连接室12，连接室12与蒸发元件的上部收集室8连接，使得蒸汽通过这些装置均匀地分配到所有的传热管9中。相应地，在沿着传热管9的内部加热介质表面向下经过该表面之后，蒸汽的剩余部分和冷凝物被收集在蒸发元件下端的蒸汽收集室10中，这些收集室与下部连接室13连接。下部连接室13的下部具有用于冷凝物的出口通道14，冷凝物通过该通道排出，并且在连接室13的上部具有用于蒸汽的出口通道15，剩余的加热蒸汽通过该通道排出。在加热影响下从废液中蒸发的水作为蒸汽通过壳体1上端处的出口接头16排出，另外，浓缩的液体通过管道17从循环中排出。在蒸发器内部，在出口接头16之前，还存在雾分离器18，使得可能包含在排出蒸汽中的水滴或液滴被捕集在雾分离器上并向下引回。雾分离器安装成被每侧上的封闭壳体19封闭，使得所有排出蒸汽必须流过该雾分离器18。
图2示意性地示出了另一种用于蒸发废液的管式蒸发器，不同之处在于废液作为薄膜在传热管的内降膜表面上流动。图1和2中所示功能相同的部分用相同的附图标记表示。图2是透过壳体1观察的横截面图，其中仅暴露了一个传热管9。在实际蒸发器中有几个平行排列的管，相邻的传热管9之间的距离约为1-4厘米，管直径在2-10厘米的范围内。待浓缩的废液通过壳体1进料到壳体1的底部，形成一定体积的废液，该废液的表面水平位低于传热管9。废液通过出口接头4从蒸发器的底部排出，一部分废液通过示意性示出的泵5经循环管6被泵送到分配池7中。从分配池的上表面水平位，废液流过管的上边缘并作为薄膜流到传热管9的内降膜表面上，并且进一步向下流动。在传热管9的下端处，浓缩的废液落入液体体积中。当作为薄膜在传热管9的内降膜表面上流动时，传热管9在传热管9的外部加热介质表面处被加热介质加热，因此薄膜在经过期间发生蒸发。加热介质通过入口通道11供应，并且在下端中是通过出口通道15提取的残余蒸汽，清洁蒸汽冷凝物通过出口通道14排出。从废液中蒸发的脏蒸汽可以通过上部出口接头16a和下部出口接头16b排出，优选使用冷凝物偏转器/雾分离器18。浓缩的液体通过管道17从循环中排出。应当注意，加热介质也可以是从其它蒸发阶段蒸发的蒸汽，并且在这种情况下，在出口通道14中收集的冷凝物不被归类为清洁水，而是归入含有松节油或其它液体的脏冷凝物，其冷凝温度接近加热介质室中建立的温度。
本发明可用于两种类型的管式蒸发器，即如图1a和1b所示，废液作为薄膜在传热管的外降膜表面上流动，以及如图2所示，废液作为薄膜在传热管的内降膜表面上流动。
在图3a中示出了根据本发明的传热管9的第一实施方式。在该情况下，在传热管9的外降膜表面20上施加连续表面焊缝，形成沿传热管的纵轴间隔开的多个焊接脊。应当理解，如果废蒸煮液的薄膜在传热管的内表面上流动，则可以将表面焊缝施加在所述内表面上。图3b示出了图3a的放大部分，图3c示出了表面焊缝的详细横截面。
在附图中：
·CC表示传热管9的纵轴；
·d是垂直于形成焊接脊WR的焊缝的纵向延伸方向的相邻焊接脊WR之间的距离；
·α是焊接脊WR相对于与传热管9的中心轴CC正交的平面的倾斜角，在该实施方式中接近15度；
·相邻焊接脊之间沿纵轴的距离是d除以cosα；
·h是正交于降膜表面20测得的所述焊接脊WR的高度，优选在0.3-5.0mm的范围内；和
·w是在与降膜表面20相同的平面中并且正交于焊接脊WR的纵向方向测得的所述焊接脊WR的宽度，优选在0.5-15mm的范围内。
图4a示出了根据本发明的传热管9的第二实施方式，其中多个表面焊缝被施加以形成平行且连续的焊接脊WR。图4b示出了传热管的放大部分，其中：
·d是垂直于形成焊接脊WR的焊缝的纵向延伸方向的相邻焊接脊WR之间的距离；
·α是焊接脊WR相对于与传热管9的中心轴CC正交的平面的倾斜角，在该实施方式中约为45度；
·相邻焊接脊之间在平行于纵轴CC的方向上的距离可以计算为d除以cosα。
图5a示出了根据本发明的传热管9的第三实施方式。表面焊缝形成多个第一种焊接脊WR1，与图3a中所示的焊接脊WR相同，并且交叉对接焊缝形成多个突出的第二焊接脊WR2。图5b示出了传热管9的放大部分，图5c示出了通过一个第二种焊接脊WR2的横截面。第二种焊接脊WR2的高度h2和宽度w2与第一种焊接脊WR1的高度和宽度在相同量级上，而第二种焊接脊WR2的倾斜角α2更陡一些，并且在垂直于形成焊接脊WR2的焊缝的纵向延伸方向上，相邻的第二种焊接脊WR2之间的距离d2更长。相邻焊接脊之间沿纵轴的距离是d2除以cosα2。
图6a示出了本发明的传热管9的表面改良的第四实施方式，该传热管9仅具有形成多个焊接脊WR的单个连续对接焊缝，图6b中示出了放大部分，并示出了倾斜角α，图6c示出了对接焊缝的横截面。螺旋延伸的金属带已经对接焊接以形成所述传热管9。因此，相邻焊接脊WR之间的距离d等于金属带的宽度。然而，相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离计算为d除以cosα。焊接脊WR在传热管9的内降膜表面上形成。
图7a示出了根据本发明的传热管9的第五实施方式，其中在降膜表面20处具有形成焊接脊WR的对接焊缝。降膜表面20还配备有突起P，并且相对的加热介质表面21具有相应的凹槽G。如图7b中的横截面所示，突起P和凹槽G在传热管9的相对侧上正交于所述焊接脊WR延伸。凹槽和脊优选地形成为在拐角处具有小半径的梯形横截面，即优选地具有小于2mm的半径，并且有利地具有与焊接脊WR的高度h和宽度w相同的高度hp(脊)，深度dg(凹槽)和宽度wp，wg。
图7c示出了本发明的第六实施方式，其中辅助销Pi设置在传热管9的降膜表面20上。销可以对接熔焊到所述降膜表面20上。销可以附加地或替代地设置在加热介质表面21上以增加暴露于加热介质的表面积。销Pi可以通过薄固定线FW设置在网中，销之间的距离固定为相邻销之间等距，然后通过对接熔焊将网附接到表面上。销Pi可以由螺旋缠绕的线构成。
图8a-c示出了根据本发明的传热管9的第七实施方式，其中形成焊接脊WR的多个闭合环形表面焊缝被施加到传热管的外降膜表面20上。所有焊接脊WR都正交于传热管9的纵轴CC设置。因此，焊接脊通过形成闭合圆环的焊缝形成，在表面上施加多个焊接环；并且具有：
·距离d，其是垂直于形成焊接脊WR的焊缝的纵向延伸方向的相邻焊接脊部分WR之间的距离；
·高度h，优选在0.3-5.0mm的范围内；和
·宽度w，优选在0.5-15mm的范围内。
因此，在这种情况下，相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离与d相同，因为该距离是以d除以cosα来计算，在此情况中α＝0，因此cosα＝1。
本发明的保护范围不限于上述实施方式。本领域技术人员理解，可以在不背离本发明范围的情况下以许多不同的方式修改和组合实施方式。例如，图中的焊接脊、突起、凹槽和销可以是不连续的，并且它们可以设置在传热管的任何内表面和外表面上。

Claims (21)

1.一种用于废液的降膜蒸发的传热管(9)，所述传热管(9)具有：
-加热介质表面(21)，其设置成由加热介质加热；和
-降膜表面(20)，其与所述加热介质表面(21)相对并且背向所述加热介质表面(21)，所述降膜表面(20)设置成使废液作为降膜在其上通过，同时从降膜中蒸发溶剂，从而增加干物质含量，所述废液包含来自纤维素材料的木质素和其它溶解的组分和/或来自纤维素材料和使用的化学物质的无机物；所述传热管由钢板材料制成，其特征在于：
传热管(9)的降膜表面(20)配备有一个或多个连续焊缝，其形成多个焊接脊(WR；WR1,WR2)，所述多个焊接脊(WR；WR1,WR2)沿着传热管的纵轴(CC)间隔开，使得相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离在0-250mm的范围内；所述焊接脊(WR；WR1,WR2)具有在0.3-5.0mm范围内的高度(h；h2)；所述焊接脊(WR；WR1,WR2)具有在0.5-15mm范围内的宽度(w；w2)；并且所述焊接脊(WR；WR1,WR2)相对于与传热管(9)的纵轴(CC)正交的平面具有在0-70度范围内的倾斜角(α；α1α2)。
2.如权利要求1所述的传热管(9)，其特征在于，所述钢板材料为基于铁的高合金不锈钢材料，其中铬的合金含量高于16.00％，镍的合金含量高于1％。
3.如权利要求2所述的传热管(9)，其特征在于，所述钢板材料对应于至少AISI 316或AISI 304的耐腐蚀钢质。
4.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离在2-50mm的范围内。
5.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离在5-20mm的范围内。
6.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，所述焊接脊(WR；WR1,WR2)的高度(h；h2)在0.5-2.0mm的范围内。
7.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，所述焊接脊(WR；WR1,WR2)的高度(h；h2)在0.7-1.7mm的范围内。
8.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，所述焊接脊(WR；WR1,WR2)相对于所述与传热管(9)的纵轴(CC)正交的平面倾斜。
9.如权利要求8所述的传热管(9)，其特征在于，至少两个焊接脊(WR1,WR2)相对于所述与传热管(9)的纵轴(CC)正交的平面倾斜，并且彼此交叉设置。
10.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，各焊接脊(WR)在正交于传热管(9)的纵轴(CC)的平面内延伸。
11.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，在传热管(9)的加热介质表面(21)上施加至少一个焊接脊。
12.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，焊接脊(WR；WR1)由一个或多个表面焊缝形成。
13.如权利要求1，2或3所述的传热管(9)，其特征在于，传热管(9)的降膜表面(20)配置有塑性成形的突起(P)。
14.如权利要求1，2或3所述的传热管，其特征在于，传热管(9)的降膜表面(20)配置有销(Pi)。
15.一种制造用于废液的降膜蒸发的传热管(9)的方法，所述方法包括组装传热管(9)的步骤，所述传热管(9)具有：
-加热介质表面(21)，其设置成由加热介质加热；
-降膜表面(20)，其与所述加热介质表面(21)相对并且背向所述加热介质表面(21)，所述降膜表面(20)设置成使废液作为降膜在其上通过，同时从降膜中蒸发溶剂，从而增加干物质含量，所述废液包含来自纤维素材料的木质素和其它溶解的组分和/或来自纤维素材料和使用的化学物质的无机物，所述传热管(9)由金属板材料制成，其特征在于，
所述方法包括向传热管(9)的降膜表面(20)上施加一个或多个连续焊缝的步骤，所述一个或多个连续焊缝形成多个焊接脊(WR；WR1,WR2)，所述多个焊接脊(WR；WR1,WR2)沿着传热管的纵轴(CC)间隔开，使得相邻焊接脊之间沿传热管纵轴的距离在0-250mm的范围内，所述焊接脊(WR；WR1,WR2)具有在0,3-5.0mm范围内的高度(h；h2)，所述焊接脊(WR；WR1,WR2)具有在0.5-15mm范围内的宽度(w；w2)，并且所述焊接脊(WR；WR1,WR2)相对于与传热管(9)的纵轴(CC)正交的平面具有在0-70度范围内的倾斜角(α；α1α2)。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述金属板材料是基于铁的高合金不锈钢材料，其中铬的合金含量高于16.00％，镍的合金含量高于1％。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述金属板材料对应于至少AISI 316或AISI 304的耐腐蚀钢质。
18.如权利要求15，16或17所述的制造传热管(9)的方法，该方法包括在组装的传热管(9)的降膜表面(20)上施加一个或多个形成焊接脊(WR；WR1,WR2)的焊缝的步骤。
19.如权利要求15，16或17所述的制造传热管(9)的方法，该方法包括在将平面钢带成形为所述传热管(9)的同时在降膜表面(20)上施加一个或多个形成焊接脊(WR；WR1,WR2)的焊缝的步骤。
20.如权利要求15，16或17所述的制造传热管(9)的方法，该方法包括在将平面钢带成形为管状形式并且通过对接熔焊将钢带的边缘焊接在一起之前，在平面钢带的降膜表面(20)上施加一个或多个形成焊接脊(WR；WR1,WR2)的焊缝的步骤。
21.如权利要求15，16或17所述的制造传热管(9)的方法，该方法包括在通过螺旋成形使平面钢带成形为管状形式并且通过对接熔焊将钢带的边缘焊接在一起的同时，在钢带的降膜表面(20)上施加一个或多个形成焊接脊(WR；WR2)的焊缝的步骤，其中焊接脊(WR；WR2)与所述对接熔焊一体形成。
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