CN112503496A - 凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器：系统集成凝汽源干式蒸发器、超高温压缩式热泵、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器、引射器，不仅由热泵蒸发器直接回收负压水蒸汽凝结潜热，而且由热泵冷凝器直接产生常压水蒸汽，再由高压水蒸汽引射并混合成为中压水蒸汽；其中通过降低16℃热泵循环温差，降低50％的热泵压缩机电耗，同时免除水蒸汽压缩机、取热循环泵、加热循环泵的投资与电耗；从而不仅成倍降低系统初投资，而且成倍降低系统运行费。

Description

凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器

(一)技术领域

本发明涉及一种由压缩式热泵的蒸发器直接回收负压水蒸汽凝结潜热，由压缩式热泵的冷凝器直接产生常压水蒸汽，再由高压水蒸汽通过引射器的引射、混合、扩压而成为中压水蒸汽；

(二)背景技术

目前的水源热泵的蒸发器，只能提取液体载冷剂的降温显热，无法直接回收负压水蒸汽的凝结潜热；其冷凝器只能对液体载热剂加热升温，无法产生常压水蒸汽。

因此为回收负压水蒸汽的凝结潜热，而通过热泵产生常压水蒸汽，就必须由水蒸汽取热器+水源超高温热泵+减压闪蒸器+水蒸汽压缩机，这4套系统耦合完成。

(1)水蒸汽取热器：通过水蒸汽取热器从凝汽中取热，包含3℃的水蒸汽取热器换热端差、5℃的取热循环温差、取热循环泵电耗；

(2)减压闪蒸器：通过热泵加热循环、节流阀减压、闪蒸罐中降温闪蒸等3个过程产生常压水蒸汽，包含8℃闪蒸温降以及加热循环泵电耗。

(3)水蒸汽压缩机：通过水蒸汽压缩机增压并输出中压水蒸汽，包含水蒸汽压缩机电耗。

(4)水源超高温热泵：通过热泵蒸发器回收取热循环热量，通过热泵冷凝器提供加热循环热量，包含热泵循环温差所对应的压缩机电耗，而热泵循环温差＝常压水蒸汽与负压水蒸汽的饱和温度差+3℃水蒸汽取热器换热端差+5℃的取热循环温差+8℃闪蒸温降。

综上所述，上述4套系统耦合，不仅投资加倍，而且运行费加倍，难以实现技术的经济性。因此节能市场迫切期待一种压缩式超高温热泵与水蒸汽发生器的跨界产品，不仅由热泵蒸发器直接回收负压水蒸汽凝结潜热，而且由热泵冷凝器直接产生常压水蒸汽。

(三)发明内容

本发明目的是：不仅由热泵蒸发器直接回收负压水蒸汽凝结潜热，而且由热泵冷凝器直接产生常压水蒸汽，再由高压水蒸汽引射并混合成为中压水蒸汽；从而不仅成倍降低系统初投资，而且成倍降低系统运行费。

按照附图1所示的凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器，其由1-凝汽源干式蒸发器；1-1-凝汽进口；1-2-凝汽挡板；1-3-水平凝汽管簇；1-4-凝水出口；1-5-两相热泵工质进口；1-6-气态热泵工质出口；1-7-不凝气排出口；1-8-凝水过滤器；1-9-凝水泵；1-10-凝水止回阀；1-11-真空泵；1-12-导流腔；2-凝汽；2-1-凝水；3-压缩机；3-1-压缩机回油口；3-2-吸气关断阀；3-3-排气关断阀；3-4-排气止回阀；3-5-吸气压力传感器；3-6-吸气温度传感器；3-7-吸气视镜；3-8-喷液电磁阀；3-9-喷液膨胀阀；3-10-喷液视镜；3-11-喷液角阀；4-冷凝器驱动降膜蒸汽发生器；4-1-循环水进口；4-2-布液器；4-3-降膜蒸发管簇；4-4-水蒸汽出口；4-5-气态热泵工质进口；4-6-液态热泵工质出口；4-7-循环水出口；4-8-循环水过滤器；4-9-循环水提升泵；4-10-循环水止回阀；4-11-补水口；4-12-补水箱；4-13-补水过滤器；4-14-补水泵；4-15-补水止回阀；4-16-分离腔；4-17-汽水分离器；4-18-循环水位开关；4-19-补水；4-20-折流板；5-膨胀阀；5-1-干燥过滤器；5-2-热泵工质截止阀；5-3-蒸发器视液镜；5-4-蒸发器电磁阀；5-5-油冷电磁阀；5-6-油冷膨胀阀；5-7-油冷截止阀；5-8-油冷视液镜；6-油分离器；6-1-油加热器；6-2-油位开关；6-3-油温开关；6-4-压力维持阀；7-油冷却器；7-1-油过滤器；7-2-油止回阀；7-3-油电磁阀；7-4-油截止阀；7-5-油视液镜；8-热泵工质；9-水蒸汽压缩机；10-高压水蒸汽；11-中压水蒸汽组成，其特征在于：

凝汽源干式蒸发器1管程上部一侧的气态热泵工质出口1-6通过管道连接压缩机3、油分离器6、气态热泵工质进口4-5、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4壳程、液态热泵工质出口4-6、膨胀阀5、凝汽源干式蒸发器1管程下部一侧的两相热泵工质进口1-5，组成热泵循环回路；

热泵工质截止阀5-2通过管道连接干燥过滤器5-1、热泵工质截止阀5-2、三通、蒸发器电磁阀5-4、并联的膨胀阀5与热泵工质截止阀5-2、蒸发器视液镜5-3、热泵工质截止阀5-2、两相热泵工质进口1-5，组成热泵工质节流连接回路；

凝汽源干式蒸发器1壳程顶部的凝汽进口1-1及其凝汽挡板1-2、中部的水平凝汽管簇1-3外侧、底部的凝水出口1-4通过管道所连接的凝水过滤器1-8、凝水泵1-9、凝水止回阀1-10，以生成和排放水平凝汽管簇1-3外侧的凝水2-1，组成凝结和排放回路；

凝汽源干式蒸发器1管程下部一侧的两相热泵工质进口1-5、两端导流腔1-12、中部的水平凝汽管簇1-3内侧、管程上部一侧的气态热泵工质出口1-6，组成热泵工质管内干式蒸发取热回路；

由吸气压力传感器3-5和吸气温度传感器3-6的信号闭环控制膨胀阀5的开度，而膨胀阀5与热泵工质截止阀5-2相互并联，再通过管道连接蒸发器视液镜5-3、热泵工质截止阀5-2、凝汽源干式蒸发器1管程下部一侧的两相热泵工质进口1-5，组成热泵工质节流控制回路；

气态热泵工质进口4-5、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4壳程中部的降膜蒸发管簇4-3外侧与折流板4-20所形成的通道、液态热泵工质出口4-6，组成热泵工质冷凝放热回路；

冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程底部的循环水出口4-7通过管道连接循环水过滤器4-8、循环水提升泵4-9、循环水止回阀4-10、循环水进口4-1、多层布液器4-2、管程中部的降膜蒸发管簇4-3内侧、下部的分离腔4-16，组成管内降膜取热蒸发回路；

冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部内壁设置循环水位开关4-18，由其水位信号闭环控制补水泵4-14的启停，而补水箱4-12的底部出口通过管道连接补水过滤器4-13、补水泵4-14、补水止回阀4-15、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部的补水口4-11，以补充补水4-19，组成补水控制回路；

冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部由降膜取热而蒸发出来的常压水蒸汽，先经分离腔4-16、水蒸汽出口4-4、汽水分离器4-17的二级分离，再由管道连接至水蒸汽压缩机9的低压吸入口，组成常压水蒸汽输出回路；

凝汽源干式蒸发器1壳程顶部的不凝气排出口1-7通过管道连接真空泵1-11的进气口，组成不凝气排出回路；

油分离器6的底部出油口通过管道连接油截止阀7-4、油冷却器7的油侧、油过滤器7-1、油止回阀7-2、油电磁阀7-3、油截止阀7-4、油视液镜7-5、压缩机回油口3-1，组成油冷却回路；

热泵工质截止阀5-2通过管道连接干燥过滤器5-1、热泵工质截止阀5-2、三通、油冷截止阀5-7、三通、油冷电磁阀5-5、油冷膨胀阀5-6、油冷截止阀5-7、油冷却器7热泵工质侧、油冷视液镜5-8、油冷截止阀5-7、三通，组成热泵工质冷却油回路；

油冷截止阀5-7通过管道连接三通、喷液电磁阀3-8、喷液膨胀阀3-9、喷液视镜3-10、喷液角阀3-11、三通、吸气关断阀3-2、三通、压缩机3吸入口，组成热泵工质喷液冷却电机回路；

压缩机3的排气口通过管道连接排气关断阀3-3、排气止回阀3-4，组成压缩机排气控制回路；

油位开关6-2和油温开关6-3通过信号控制油分离器6底部油加热器6-1的启停，组成油加热器控制回路；

油分离器6的顶部排气口通过管道连接压力维持阀6-4、三通、压缩机3的吸气口，组成压缩机排压压力控制回路；

压缩机3的吸气口通过管道连接吸气视镜3-7，组成压缩机吸气状态监视回路。

水蒸汽压缩机9为热压缩式汽汽引射器9，高压水蒸汽10流经其高压进汽口并由其内部喷嘴高速喷出，而在喷嘴周边所形成的负压通过其低压进汽口引射水蒸汽出口4-4中流出的常压水蒸汽，混合之后再经扩压成为中压水蒸汽11，由出汽口送出。

凝汽2是负压水蒸汽2，或是常压水蒸汽2，或是二次蒸汽2，或是废蒸汽2，或是乏蒸汽2。

补水4-19是软化水4-19，或是海水4-19，或是无机溶液4-19，或是有机溶液4-19，或是污水4-19。

本发明的工作原理结合附图1说明如下：

1、凝汽的凝结放热：凝汽2通过凝汽进口1-1及其凝汽挡板1-2引入凝汽源干式蒸发器1的壳程中，在其中部的水平凝汽管簇1-3外侧凝结放热并生成凝水2-1，以提供热泵热源，同时凝水2-1则由底部的凝水出口1-4排出，并流经凝水过滤器1-8、凝水泵1-9、凝水止回阀1-10而排放。

2、热泵工质逆流取热干式蒸发：依据吸气压力传感器3-5和吸气温度传感器3-6的信号闭环控制膨胀阀5的开度，以使液态热泵工质8流经干燥过滤器5-1、蒸发器电磁阀5-4，由并联的膨胀阀5与热泵工质截止阀5-2节流后形成低压两相热泵工质8，从下至上流经蒸发器视液镜5-3、热泵工质截止阀5-2、两相热泵工质进口1-5、两端导流腔1-12，而在凝汽源干式蒸发器1管程中部的水平凝汽管簇1-3内侧以逆流方式提取凝汽源放热而干式蒸发，最后以5℃过热度而从管程上部一侧的气态热泵工质出口1-6排出。

3、热泵循环：凝汽源干式蒸发器1管程上部的低压过热气态热泵工质8流经一侧的气态热泵工质出口1-6，而被压缩机3压缩成为高压过热气态热泵工质8，再流经油分离器6、气态热泵工质进口4-5而送入冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4的壳程中，而在中部垂直降膜蒸发管簇4-3的外侧，以顺流方式分段释放过热显热、冷凝潜热、过冷显热，而冷凝成为高压过冷液态热泵工质8，并把冷凝热量释放给管程中的降膜取热循环补水4-19，再由壳程底部的液态热泵工质出口4-6、干燥过滤器5-1而流经膨胀阀5，由其节流成为低压两相热泵工质8，最后经下部一侧的两相热泵工质进口1-5，重新流入凝汽源干式蒸发器1的管程中，以完成热泵循环。

4、循环水顺流降膜取热蒸发：循环水流经循环水出口4-7、循环水过滤器4-8、循环水提升泵4-9、循环水止回阀4-10、循环水进口4-1，再由多层布液器4-2的均匀分布而依据重力流入冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程中部各降膜蒸发管簇4-3内侧，其中以降膜方式提取热泵工质8的冷凝放热而蒸发成为常压水蒸汽，再经下部分离腔4-16、水蒸汽出口4-4、汽水分离器4-17的二级分离后，再由管道流入水蒸汽压缩机9的低压进汽口。

5、补水：冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部内壁设置循环水位开关4-18，依据其水位信号闭环控制补水泵4-14的启停，以使补水4-19从补水箱4-12的底部出口流经补水过滤器4-13、补水泵4-14、补水止回阀4-15，最后从补水口4-11流入冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4的管程下部。

6、中压水蒸汽输出：1份高压水蒸汽10流经热压缩式汽汽引射器9的高压进汽口，并由其内部喷嘴高速喷射，而在喷嘴周边所形成的负压通过其低压进汽口引射水蒸汽出口4-4中流出的0.4份常压水蒸汽，混合之后再经扩压成为1.4份中压水蒸汽11，由出汽口送出。

7、排放不凝气：开启真空泵1-11，以从不凝气排出口1-7抽出凝汽源干式蒸发器1壳程凝汽2中的不凝气，并排放至环境。

8、油冷却循环：油分离器6所分离出的油压缩机润滑油，从底部出油口流经油截止阀7-4，并在油冷却器7的油侧中被冷却降温，然后流经油过滤器7-1、油止回阀7-2、油电磁阀7-3、油截止阀7-4、油视液镜7-5而回至压缩机回油口3-1。热泵工质流经热泵工质截止阀5-2、干燥过滤器5-1、热泵工质截止阀5-2、三通、油冷截止阀5-7、三通、油冷电磁阀5-5、油冷膨胀阀5-6、油冷截止阀5-7而流入油冷却器7的热泵工质侧蒸发吸热，然后热泵工质流经油冷视液镜5-8、油冷截止阀5-7、三通，最后流入凝汽源干式蒸发器1。

9、喷液冷却电机：热泵工质流经油冷截止阀5-7、三通、喷液电磁阀3-8、喷液膨胀阀3-9、喷液视镜3-10、喷液角阀3-11、三通、吸气关断阀3-2、三通，而喷入压缩机3吸入口，以冷却压缩机电机。

10、油加热：依据油位开关6-2和油温开关6-3的信号闭环控制油分离器6底部油加热器6-1的启停，以控制油温。

11、压缩机的排压控制：油分离器6的顶部排气口所连接的压力维持阀6-4，通过管道连接三通、压缩机3的吸气口，以当压缩机的排压过高时，向压缩机的吸气口泄压；压缩机3的排气口通过管道连接排气关断阀3-3、排气止回阀3-4，以控制压缩机的排气压力。

12、监视压缩机吸气状态：压缩机3的吸气口通过管道连接吸气视镜3-7，以监视压缩机的吸气状态。

因此与现有水蒸汽取热器+水源超高温热泵+减压闪蒸器+水蒸汽压缩机这4套耦合系统相比较，本发明技术优势如下：系统集成凝汽源干式蒸发器、超高温压缩式热泵、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器、引射器，不仅由热泵蒸发器直接回收负压水蒸汽凝结潜热，而且由热泵冷凝器直接产生常压水蒸汽，再由高压水蒸汽引射并混合成为中压水蒸汽；其中通过降低16℃热泵循环温差，降低50％的热泵压缩机电耗，同时免除水蒸汽压缩机、取热循环泵、加热循环泵的投资与电耗；从而不仅成倍降低系统初投资，而且成倍降低系统运行费。

(四)附图说明

附图1为本发明的系统流程图。

如附图1所示，其中：1-凝汽源干式蒸发器；1-1-凝汽进口；1-2-凝汽挡板；1-3-水平凝汽管簇；1-4-凝水出口；1-5-两相热泵工质进口；1-6-气态热泵工质出口；1-7-不凝气排出口；1-8-凝水过滤器；1-9-凝水泵；1-10-凝水止回阀；1-11-真空泵；1-12-导流腔；2-凝汽；2-1-凝水；3-压缩机；3-1-压缩机回油口；3-2-吸气关断阀；3-3-排气关断阀；3-4-排气止回阀；3-5-吸气压力传感器；3-6-吸气温度传感器；3-7-吸气视镜；3-8-喷液电磁阀；3-9-喷液膨胀阀；3-10-喷液视镜；3-11-喷液角阀；4-冷凝器驱动降膜蒸汽发生器；4-1-循环水进口；4-2-布液器；4-3-降膜蒸发管簇；4-4-水蒸汽出口；4-5-气态热泵工质进口；4-6-液态热泵工质出口；4-7-循环水出口；4-8-循环水过滤器；4-9-循环水提升泵；4-10-循环水止回阀；4-11-补水口；4-12-补水箱；4-13-补水过滤器；4-14-补水泵；4-15-补水止回阀；4-16-分离腔；4-17-汽水分离器；4-18-循环水位开关；4-19-补水；4-20-折流板；5-膨胀阀；5-1-干燥过滤器；5-2-热泵工质截止阀；5-3-蒸发器视液镜；5-4-蒸发器电磁阀；5-5-油冷电磁阀；5-6-油冷膨胀阀；5-7-油冷截止阀；5-8-油冷视液镜；6-油分离器；6-1-油加热器；6-2-油位开关；6-3-油温开关；6-4-压力维持阀；7-油冷却器；7-1-油过滤器；7-2-油止回阀；7-3-油电磁阀；7-4-油截止阀；7-5-油视液镜；8-热泵工质；9-水蒸汽压缩机；10-高压水蒸汽；11中压水蒸汽。

(五)具体实施方式

本发明提出的凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器实施例如附图1所示，现说明如下：其由蒸发取热量1349kW/水平设置的凝汽源干式蒸发器1；直径100mm/壁厚2.5mm的不锈钢管凝汽进口1-1；长300mm×宽300mm×壁厚2.5mm的不锈钢凝汽挡板1-2；长度6000mm/不锈钢管径19mm的水平凝汽管簇1-3；直径25mm/壁厚1.5mm/长度50mm的不锈钢管凝水出口1-4；直径40mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢管两相热泵工质进口1-5；直径100mm/壁厚2.5mm/长度200mm的不锈钢管气态热泵工质出口1-6；接口直径20mm/壁厚1.5mm/长度50mm的不锈钢管不凝气排出口1-7；直径25mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢凝水过滤器1-8；流量2.15t/h/扬程20mH20的不锈钢凝水泵1-9；直径25mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢凝水止回阀1-10；流量3m3/min的不锈钢真空泵1-11；异形体导流腔1-12；流量2.15t/h/饱和温度65℃的负压水蒸汽2；流量2.15t/h/饱和温度65℃的凝水2-1；吸气量1860m3/h的压缩机3；直径20mm/壁厚1.5mm/长度50mm的不锈钢管压缩机回油口3-1；直径140mm/壁厚2.5mm/长度300mm的不锈钢吸气关断阀3-2；直径120mm/壁厚2.5mm/长度300mm的不锈钢排气关断阀3-3；直径120mm/壁厚2.5mm/长度300mm的不锈钢排气止回阀3-4；量程0.1-20.0bar的吸气压力传感器3-5；量程0-140℃的吸气温度传感器3-6；直径40mm/壁厚2.5mm的不锈钢吸气视镜3-7；直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢喷液电磁阀3-8；直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢喷液膨胀阀3-9；直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢喷液视镜3-10；直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢喷液角阀3-11；冷凝放热量1669kW的冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4；直径50mm/壁厚2.0mm/长度120mm的不锈钢管循环水进口4-1；直径1200mm/壁厚1.5mm/高度20mm的3层不锈钢多孔布液器4-2；高度5000mm/管径32mm/壁厚1.5mm的不锈钢垂直降膜蒸发管簇4-3；直径150mm/壁厚2.5mm/长度300mm的不锈钢管水蒸汽出口4-4；直径120mm/壁厚2.5mm/长度300mm的不锈钢管气态热泵工质进口4-5；直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢管液态热泵工质出口4-6；直径50mm/壁厚2.0mm/长度120mm的不锈钢管循环水出口4-7；直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢循环水过滤器4-8；流量5t/h/扬程10mH20的不锈钢循环水提升泵4-9；直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢循环水止回阀4-10；直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢管补水口4-11；长度1000mm×宽度1000mm×高度1000mm/厚度3mm的不锈钢补水箱4-12；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢补水过滤器4-13；流量3t/h/扬程7mH20的不锈钢补水泵4-14；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢补水止回阀4-15；直径1200mm/高度400mm的圆柱形分离腔4-16；直径800mm/高度1800mm的圆柱形汽水分离器4-17；量程400mm的不锈钢循环水位开关4-18；温度20℃/流量2.66t/h的软化水补水4-19；直径1200mm/厚度2.5mm的半圆形折流板4-20；接口直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢电子膨胀阀5；接口直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢干燥过滤器5-1；接口直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢热泵工质截止阀5-2；接口直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢蒸发器视液镜5-3；接口直径50mm/壁厚1.5mm/长度100mm的不锈钢蒸发器电磁阀5-4；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油冷电磁阀5-5；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油冷膨胀阀5-6；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油冷截止阀5-7；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油冷视液镜5-8；分离效率98％/容积0.5m3的油分离器6；输入电功率400W的油加热器6-1；量程200mm的油位开关6-2；量程0-140℃的油温开关6-3；接口直径120mm/壁厚2.5mm/长度300mm的不锈钢压力维持阀6-4；冷却量50kW的油冷却器7；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油过滤器7-1；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油止回阀7-2；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油电磁阀7-3；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油截止阀7-4；接口直径30mm/壁厚1.5mm/长度70mm的不锈钢油视液镜7-5；700kg的R245fa热泵工质8；引射比0.4的热压缩式汽汽引射器9；绝压10bar/流量6.65t/h的高压水蒸汽10；饱和温度139℃/流量9.31t/h的中压水蒸汽11组成。

凝汽源干式蒸发器1管程上部一侧的气态热泵工质出口1-6通过管道连接压缩机3、油分离器6、气态热泵工质进口4-5、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4壳程、液态热泵工质出口4-6、膨胀阀5、凝汽源干式蒸发器1管程下部一侧的两相热泵工质进口1-5，组成热泵循环回路；

热泵工质截止阀5-2通过管道连接干燥过滤器5-1、热泵工质截止阀5-2、三通、蒸发器电磁阀5-4、并联的膨胀阀5与热泵工质截止阀5-2、蒸发器视液镜5-3、热泵工质截止阀5-2、两相热泵工质进口1-5，组成热泵工质节流连接回路；

凝汽源干式蒸发器1壳程顶部的凝汽进口1-1及其凝汽挡板1-2、中部的水平凝汽管簇1-3外侧、底部的凝水出口1-4通过管道所连接的凝水过滤器1-8、凝水泵1-9、凝水止回阀1-10，以生成和排放水平凝汽管簇1-3外侧的凝水2-1，组成凝结和排放回路；

凝汽源干式蒸发器1管程下部一侧的两相热泵工质进口1-5、两端导流腔1-12、中部的水平凝汽管簇1-3内侧、管程上部一侧的气态热泵工质出口1-6，组成热泵工质管内干式蒸发取热回路；

由吸气压力传感器3-5和吸气温度传感器3-6的信号闭环控制膨胀阀5的开度，而膨胀阀5与热泵工质截止阀5-2相互并联，再通过管道连接蒸发器视液镜5-3、热泵工质截止阀5-2、凝汽源干式蒸发器1管程下部一侧的两相热泵工质进口1-5，组成热泵工质节流控制回路；

气态热泵工质进口4-5、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4壳程中部的降膜蒸发管簇4-3外侧与折流板4-20所形成的通道、液态热泵工质出口4-6，组成热泵工质冷凝放热回路；

冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程底部的循环水出口4-7通过管道连接循环水过滤器4-8、循环水提升泵4-9、循环水止回阀4-10、循环水进口4-1、多层布液器4-2、管程中部的降膜蒸发管簇4-3内侧、下部的分离腔4-16，组成管内降膜取热蒸发回路；

冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部内壁设置循环水位开关4-18，由其水位信号闭环控制补水泵4-14的启停，而补水箱4-12的底部出口通过管道连接补水过滤器4-13、补水泵4-14、补水止回阀4-15、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部的补水口4-11，以补充补水4-19，组成补水控制回路；

冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4管程下部由降膜取热而蒸发出来的常压水蒸汽，先经分离腔4-16、水蒸汽出口4-4、汽水分离器4-17的二级分离，再由管道连接至水蒸汽压缩机9的低压吸入口，组成常压水蒸汽输出回路；

凝汽源干式蒸发器1壳程顶部的不凝气排出口1-7通过管道连接真空泵1-11的进气口，组成不凝气排出回路；

油分离器6的底部出油口通过管道连接油截止阀7-4、油冷却器7的油侧、油过滤器7-1、油止回阀7-2、油电磁阀7-3、油截止阀7-4、油视液镜7-5、压缩机回油口3-1，组成油冷却回路；

热泵工质截止阀5-2通过管道连接干燥过滤器5-1、热泵工质截止阀5-2、三通、油冷截止阀5-7、三通、油冷电磁阀5-5、油冷膨胀阀5-6、油冷截止阀5-7、油冷却器7热泵工质侧、油冷视液镜5-8、油冷截止阀5-7、三通，组成热泵工质冷却油回路；

油冷截止阀5-7通过管道连接三通、喷液电磁阀3-8、喷液膨胀阀3-9、喷液视镜3-10、喷液角阀3-11、三通、吸气关断阀3-2、三通、压缩机3吸入口，组成热泵工质喷液冷却电机回路；

压缩机3的排气口通过管道连接排气关断阀3-3、排气止回阀3-4，组成压缩机排气控制回路；

油位开关6-2和油温开关6-3通过信号控制油分离器6底部油加热器6-1的启停，组成油加热器控制回路；

油分离器6的顶部排气口通过管道连接压力维持阀6-4、三通、压缩机3的吸气口，组成压缩机排压压力控制回路；

压缩机3的吸气口通过管道连接吸气视镜3-7，组成压缩机吸气状态监视回路。

水蒸汽压缩机9为热压缩式汽汽引射器9，高压水蒸汽10流经其高压进汽口并由其内部喷嘴高速喷出，而在喷嘴周边所形成的负压通过其低压进汽口引射水蒸汽出口4-4中流出的常压水蒸汽，混合之后再经扩压成为中压水蒸汽11，由出汽口送出。

凝汽2是负压水蒸汽2。

补水4-19是软化水4-19。

本发明实施例1，不仅由热泵蒸发器直接回收负压水蒸汽凝结潜热，而且由热泵冷凝器直接产生常压水蒸汽：流量2.15t/h的饱和温度65℃负压水蒸汽2，在水平设置的凝汽源干式蒸发器1中释放1349kW的凝结热量，变成饱和温度65℃的凝结水2-1；由输入电功率329kW的压缩机3驱动，以在冷凝器驱动降膜蒸汽发生器4中释放1669kW的冷凝热量，再通过降膜蒸发产生流量2.66t/h的100℃常压饱和蒸汽；最后由流量6.65t/h的绝压10bar高压水蒸汽10，通过引射比0.4的热压缩式汽汽引射器9，引射、混合、扩压成为流量9.31t/h的饱和温度139℃中压水蒸汽11。

与水蒸汽取热器+水源超高温热泵+减压闪蒸器+水蒸汽压缩机，这4套耦合系统的现有技术相比较：

(1)热泵循环温差：本发明为常压水蒸汽与负压水蒸汽的饱和温度之差36℃，而现有技术则需增加3℃水蒸汽取热器换热端差、5℃取热循环温差、8℃闪蒸温降，因此达到51℃；

(2)热泵COP：本发明的超高温热泵COP为5.22kW/kW，而现有技术则为3.46kW/kW；

(3)产生每吨蒸汽耗电：本发明为120kW*h/t，而现有技术不仅水源超高温热泵的耗电更多，而且增加取热循环泵、加热循环泵、水蒸汽压缩机的电耗，因此达到312kW*h/t；

(4)初投资：本发明为冷凝温度103℃的单一热泵循环，而现有技术不仅需要冷凝温度111℃的水源超高温热泵，而且增加取热循环泵、加热循环泵、水蒸汽压缩机的投资。

Claims (4)

1.一种凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器，其由凝汽源干式蒸发器(1)；凝汽进口(1-1)；凝汽挡板(1-2)；水平凝汽管簇(1-3)；凝水出口(1-4)；两相热泵工质进口(1-5)；气态热泵工质出口(1-6)；不凝气排出口(1-7)；凝水过滤器(1-8)；凝水泵(1-9)；凝水止回阀(1-10)；真空泵(1-11)；导流腔(1-12)；凝汽(2)；凝水(2-1)；压缩机(3)；压缩机回油口(3-1)；吸气关断阀(3-2)；排气关断阀(3-3)；排气止回阀(3-4)；吸气压力传感器(3-5)；吸气温度传感器(3-6)；吸气视镜(3-7)；喷液电磁阀(3-8)；喷液膨胀阀(3-9)；喷液视镜(3-10)；喷液角阀(3-11)；冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)；循环水进口(4-1)；布液器(4-2)；降膜蒸发管簇(4-3)；水蒸汽出口(4-4)；气态热泵工质进口(4-5)；液态热泵工质出口(4-6)；循环水出口(4-7)；循环水过滤器(4-8)；循环水提升泵(4-9)；循环水止回阀(4-10)；补水口(4-11)；补水箱(4-12)；补水过滤器(4-13)；补水泵(4-14)；补水止回阀(4-15)；分离腔(4-16)；汽水分离器(4-17)；循环水位开关(4-18)；补水(4-19)；折流板(4-20)；膨胀阀(5)；干燥过滤器(5-1)；热泵工质截止阀(5-2)；蒸发器视液镜(5-3)；蒸发器电磁阀(5-4)；油冷电磁阀(5-5)；油冷膨胀阀(5-6)；油冷截止阀(5-7)；油冷视液镜(5-8)；油分离器(6)；油加热器(6-1)；油位开关(6-2)；油温开关(6-3)；压力维持阀(6-4)；油冷却器(7)；油过滤器(7-1)；油止回阀(7-2)；油电磁阀(7-3)；油截止阀(7-4)；油视液镜(7-5)；热泵工质(8)；水蒸汽压缩机(9)；高压水蒸汽(10)；中压水蒸汽(11)组成，其特征在于：凝汽源干式蒸发器(1)管程上部一侧的气态热泵工质出口(1-6)通过管道连接压缩机(3)、油分离器(6)、气态热泵工质进口(4-5)、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)壳程、液态热泵工质出口(4-6)、膨胀阀(5)、凝汽源干式蒸发器(1)管程下部一侧的两相热泵工质进口(1-5)，组成热泵循环回路；热泵工质截止阀(5-2)通过管道连接干燥过滤器(5-1)、热泵工质截止阀(5-2)、三通、蒸发器电磁阀(5-4)、并联的膨胀阀(5)与热泵工质截止阀(5-2)、蒸发器视液镜(5-3)、热泵工质截止阀(5-2)、两相热泵工质进口(1-5)，组成热泵工质节流连接回路；凝汽源干式蒸发器(1)壳程顶部的凝汽进口(1-1)及其凝汽挡板(1-2)、中部的水平凝汽管簇(1-3)外侧、底部的凝水出口(1-4)通过管道所连接的凝水过滤器(1-8)、凝水泵(1-9)、凝水止回阀(1-10)，以生成和排放水平凝汽管簇(1-3)外侧的凝水(2-1)，组成凝结和排放回路；凝汽源干式蒸发器(1)管程下部一侧的两相热泵工质进口(1-5)、两端导流腔(1-12)、中部的水平凝汽管簇(1-3)内侧、管程上部一侧的气态热泵工质出口(1-6)，组成热泵工质管内干式蒸发取热回路；由吸气压力传感器(3-5)和吸气温度传感器(3-6)的信号闭环控制膨胀阀(5)的开度，而膨胀阀(5)与热泵工质截止阀(5-2)相互并联，再通过管道连接蒸发器视液镜(5-3)、热泵工质截止阀(5-2)、凝汽源干式蒸发器(1)管程下部一侧的两相热泵工质进口(1-5)，组成热泵工质节流控制回路；气态热泵工质进口(4-5)、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)壳程中部的降膜蒸发管簇(4-3)外侧与折流板(4-20)所形成的通道、液态热泵工质出口(4-6)，组成热泵工质冷凝放热回路；冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)管程底部的循环水出口(4-7)通过管道连接循环水过滤器(4-8)、循环水提升泵(4-9)、循环水止回阀(4-10)、循环水进口(4-1)、多层布液器(4-2)、管程中部的降膜蒸发管簇(4-3)内侧、下部的分离腔(4-16)，组成管内降膜取热蒸发回路；冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)管程下部内壁设置循环水位开关(4-18)，由其水位信号闭环控制补水泵(4-14)的启停，而补水箱(4-12)的底部出口通过管道连接补水过滤器(4-13)、补水泵(4-14)、补水止回阀(4-15)、冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)管程下部的补水口(4-11)，以补充补水(4-19)，组成补水控制回路；冷凝器驱动降膜蒸汽发生器(4)管程下部由降膜取热而蒸发出来的常压水蒸汽，先经分离腔(4-16)、水蒸汽出口(4-4)、汽水分离器(4-17)的二级分离，再由管道连接至水蒸汽压缩机(9)的低压吸入口，组成常压水蒸汽输出回路；凝汽源干式蒸发器(1)壳程顶部的不凝气排出口(1-7)通过管道连接真空泵(1-11)的进气口，组成不凝气排出回路；油分离器(6)的底部出油口通过管道连接油截止阀(7-4)、油冷却器(7)的油侧、油过滤器(7-1)、油止回阀(7-2)、油电磁阀(7-3)、油截止阀(7-4)、油视液镜(7-5)、压缩机回油口(3-1)，组成油冷却回路；热泵工质截止阀(5-2)通过管道连接干燥过滤器(5-1)、热泵工质截止阀(5-2)、三通、油冷截止阀(5-7)、三通、油冷电磁阀(5-5)、油冷膨胀阀(5-6)、油冷截止阀(5-7)、油冷却器(7)热泵工质侧、油冷视液镜(5-8)、油冷截止阀(5-7)、三通，组成热泵工质冷却油回路；油冷截止阀(5-7)通过管道连接三通、喷液电磁阀(3-8)、喷液膨胀阀(3-9)、喷液视镜(3-10)、喷液角阀(3-11)、三通、吸气关断阀(3-2)、三通、压缩机(3)吸入口，组成热泵工质喷液冷却电机回路；压缩机(3)的排气口通过管道连接排气关断阀(3-3)、排气止回阀(3-4)，组成压缩机排气控制回路；油位开关(6-2)和油温开关(6-3)通过信号控制油分离器(6)底部油加热器(6-1)的启停，组成油加热器控制回路；油分离器(6)的顶部排气口通过管道连接压力维持阀(6-4)、三通、压缩机(3)的吸气口，组成压缩机排压压力控制回路；压缩机(3)的吸气口通过管道连接吸气视镜(3-7)，组成压缩机吸气状态监视回路。

2.按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器，其特征在于：水蒸汽压缩机(9)为热压缩式汽汽引射器(9)，高压水蒸汽(10)流经其高压进汽口并由其内部喷嘴高速喷出，而在喷嘴周边所形成的负压通过其低压进汽口引射水蒸汽出口(4-4)中流出的常压水蒸汽，混合之后再经扩压成为中压水蒸汽(11)，由出汽口送出。

3.按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器，其特征在于：凝汽(2)是负压水蒸汽(2)，或是常压水蒸汽(2)，或是二次蒸汽(2)，或是废蒸汽(2)，或是乏蒸汽(2)。

4.按照权利要求1所述的凝汽源热泵驱动降膜蒸汽发生器，其特征在于：补水(4-19)是软化水(4-19)，或是海水(4-19)，或是无机溶液(4-19)，或是有机溶液(4-19)，或是污水(4-19)。

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