CN204756853U - 纯蒸汽发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纯蒸汽发生器，包括升膜式蒸发器、换热系统工业蒸汽接入管和原料水泵，所述升膜式蒸发器自下而上分为储水段、蒸发段和分离段；通过利用升膜原理在蒸发管内壁上形成水膜，蒸发列管内的原料水水位位于其中下部，原料水在加热时形成的小气泡逐步向上移动，相互汇聚，汇聚成较大的气泡，并充满蒸发列管内侧，仍然向上移动过程中推动气泡上方的原料水向上移动，进而在蒸发列管内壁上形成水膜，当气泡突破原料水阻力破裂后，水膜蒸发形成的汽水混合物上升至分离段进行分离，形成纯蒸汽，同时本实用新型还增设换热系统，充分利用热能，提高生产效率，改善蒸馏水质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及纯蒸汽制备装置技术领域，尤其涉及一种纯蒸汽发生器。
背景技术
目前国内自主或引进的纯蒸汽发生器的蒸发方式均为降膜式。降膜蒸发是料液以液膜的形式流经加热表面进行的一种表面蒸发，和普通的蒸发不同，降膜蒸发过程中，没有料液的剧烈沸腾。在降膜蒸发传热过程中，热流密度沿液膜厚度方向保持不变，热量从加热面经过液膜直到自由表面才以潜热的形式释放出来，蒸发一般只在液膜表面发生，是管内气液两相的强制对流传热。由于降膜式蒸馏水机采用了上部布水，原料水形成部分沿列管降膜流下，部分列管形成水柱流下，而部分列管缺水，导致各列管原料水分配不均，致使其蒸发效率相对较低，即使采用多级布水，也不能从根本上解决布水不均的问题，这是因为多效蒸馏水机蒸发器的水量是随一效蒸汽量而变化的，也就从根本上导致了它的进水量波动和布水不均。布水不均的情况下，也就出现了有的换热管中水量过大，水在管道中不是降膜状态，而水过水管，不能有效工作，有的换热管水量过少或无水处于半工作或不工作状态，这些都导致了降膜式蒸发器的工作效率低。
为了提高纯蒸汽生产效率，国内有个别企业也开始将升膜式蒸发技术引入纯蒸汽制备领域，但是，由于升膜式蒸发器控制难度和技术难度较高，尚处于研发探索阶段，比如申请号为200410024083.4的发明专利公布了一种升膜布水式蒸发器，包括蒸发器体及与之匹配的列管蒸发器体由上下两段组成，其中上段为汽水分离段，下段为蒸发段。该列管和蒸发段包括蒸汽上升和下降的部分，该技术为升降膜混合式蒸发，在同一个蒸发器中既有向上运动的水流，也有向下降的水流，这种设备将蒸发段中的蒸发管分成两部分，一部分为向上运行的水流的“升膜”部分，一部分为向下运行的降膜式蒸发部分，由于该结构必须保证有足够量的水进入到降膜蒸发部分，致使“升膜”部分不符合升膜蒸发技术特征，严格讲不能称之为升膜蒸发。该设备并没有完全脱离降膜技术，并且使设备更加复杂，设备加工难度大，分隔部位多，出现渗漏的可能性大大增加。并且在降膜段还是不能解决布水不均的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种纯蒸汽发生器，利用升膜原理在蒸发管内壁上形成水膜，蒸发列管内的原料水水位位于其中下部，原料水在加热时形成的小气泡逐步向上移动，相互汇聚，汇聚成较大的气泡，并充满蒸发列管内侧，仍然向上移动过程中推动气泡上方的原料水向上移动，进而在蒸发列管内壁上形成水膜，当气泡突破原料水阻力破裂后，水膜蒸发形成的汽水混合物上升至分离段进行分离，形成纯蒸汽，同时本实用新型还增设换热系统，充分利用热能，提高生产效率，改善蒸馏水质量。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种纯蒸汽发生器，包括升膜式蒸发器、换热系统、工业蒸汽接入管和原料水泵，所述升膜式蒸发器自下而上分为储水段、蒸发段和分离段，所述工业蒸汽接入管与蒸发段的蒸汽入口对接，蒸发段下端设置冷凝水出口，蒸发段下端的冷凝水出口与换热系统的加热介质入口对接，分离段设有纯蒸汽出口，所述原料水泵出口与换热系统的原料水入口对接，换热系统的原料水出水口连接升膜式蒸发器储水段的入水口。
所述换热系统包括第一换热器，所述原料水泵出口连接第一换热器的原料水入口，第一换热器原料水出口连接升膜式蒸发器储水段的入水口，蒸发段下端的冷凝水出口与第一换热器的加热介质入口连接，所述第一换热器的加热介质出口连接疏水器。
所述换热系统包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述原料水泵出口连接第二换热器的原料水入口，第二换热器的原料水出口连接第三换热器的原料水入口，第三换热器的原料水出口连接第一换热器的原料水入口，第三换热器的原料水出口连接升膜式蒸发器储水段的入水口，所述升膜式蒸发器储水段的出水口连接第三换热器的加热介质入口，所述蒸发段下端的冷凝水出口连接第一换热器加热介质入口，第一换热器的加热介质出口连接第二换热器的加热介质入口，第二换热器的加热介质出口连接疏水器。
所述升膜式蒸发器的蒸发段上端与分离段下端对接、且蒸发段内腔与分离段内腔相互独立，蒸发段下端与储水段上端对接、且蒸发段内腔与储水段内腔相互独立，蒸发段内腔设置的蒸发列管上端与分离段内腔连通，蒸发列管下端与储水段内腔连通。
所述分离段为筒状结构，其下端借助于法兰与蒸发段上端密封对接，所述分离段内侧上部设有螺旋分离器，螺旋分离器将分离段分为下腔和上腔，所述下腔侧壁上设有分离段出水口，所述螺旋分离器中部设有与其螺旋状分离通道呈隔离状态的竖向纯蒸汽导管，竖向纯蒸汽导管与分离段侧壁上设置的纯蒸汽出口连通。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过利用升膜原理在蒸发管内壁上形成水膜，蒸发列管内的原料水水位位于其中下部，原料水在加热时形成的小气泡逐步向上移动，相互汇聚，汇聚成较大的气泡，并充满蒸发列管内侧，仍然向上移动过程中推动气泡上方的原料水向上移动，进而在蒸发列管内壁上形成水膜，当气泡突破原料水阻力破裂后，水膜蒸发形成的汽水混合物上升至分离段进行分离，形成纯蒸汽，同时本实用新型还增设换热系统，充分利用热能，提高生产效率，改善蒸馏水质量。
附图说明
图1是本实用新型实施例1原理图；
图2是本实用新型实施例2原理图；
图3是升膜式蒸发器结构示意图；
在附图中：1、升膜式蒸发器；1-1、储水段；1-2、蒸发列管；1-3、蒸发段；1-4、纯蒸汽出口；1-5、螺旋分离器；1-6、分离段；2、第一换热器；3、冷凝器；4、疏水器；5、第二换热器；6、第三换热器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型公开的是一种纯蒸汽发生器，采用升膜式蒸发器作为核心，同时配套设置换热系统，在使用时将升膜式蒸发器内的蒸发列管内的原料水水位保持在中下部，增大形成水膜的面积，提高蒸发效率，实现真正意义上的升膜蒸发，为了更加清楚表述本实用新型的技术方案，本实用新型通过以下连个实施例进行说明，
实施例1，如图1所示的纯蒸汽发生器，包括升膜式蒸发器1、换热系统、工业蒸汽接入管和原料水泵，所述升膜式蒸发器1自下而上分为储水段1-1、蒸发段1-3和分离段1-6，所述工业蒸汽接入管与蒸发段1-3的蒸汽入口对接，蒸发段1-3下端设置冷凝水出口，蒸发段1-3下端的冷凝水出口与换热系统的加热介质入口对接，分离段1-6设有纯蒸汽出口1-4，所述原料水泵出口与换热系统的原料水入口对接，换热系统的原料水出水口连接升膜式蒸发器1储水段1-1的入水口；所述换热系统包括第一换热器2，所述原料水泵出口连接第一换热器2原料水入口，第一换热器2原料水出口连接升膜式蒸发器1储水段1-1的入水口，蒸发段1-3下端的冷凝水出口与第一换热器2的加热介质入口连接，所述第一换热器2的加热介质出口连接疏水器4；具体应用时，原料水泵将原料水输送至第一换热器进行初步加热，利用蒸发器的蒸发段的工业蒸汽冷凝产生的具有一定温度的冷凝水作为原料水的加热介质，第一换热器的原料水出口与升膜式蒸发器储水段入水口对接，升膜式蒸发器的蒸发段侧壁上设置的蒸汽入口与工业蒸汽管对接，工业蒸汽进入蒸发段内腔，对蒸发列管内的原料水进行加热，工业蒸汽经过换热后形成的冷凝水还具有一定的热量，输入第一换热器的加热介质入口，对原料水进行加热，充分利用热能，提高蒸发效率。
所述升膜式蒸发器的蒸发段1-3上端与分离段1-6下端对接、且蒸发段1-3内腔与分离段1-6内腔相互独立，蒸发段1-3下端与储水段1-1上端对接、且蒸发段1-3内腔与储水段1-1内腔相互独立，蒸发段1-3内腔设置的蒸发列管1-2上端与分离段1-6内腔连通，蒸发列管1-2下端与储水段1-1内腔连通；所述分离段1-6为筒状结构，其下端借助于法兰与蒸发段1-3上端密封对接，所述分离段1-6内侧上部设有螺旋分离器1-5，螺旋分离器1-5将分离段1-6分为下腔和上腔，所述下腔侧壁上设有分离段1-6出水口，所述螺旋分离器1-5中部设有与其螺旋状分离通道呈隔离状态的竖向纯蒸汽导管，竖向纯蒸汽导管与分离段侧壁上设置的纯蒸汽出口1-4连通，输出纯蒸汽。
本实用新型通过利用升膜原理在蒸发管内壁上形成水膜，蒸发列管内的原料水水位位于其中下部，原料水在加热时形成的小气泡逐步向上移动，相互汇聚，汇聚成较大的气泡，并充满蒸发列管内侧，仍然向上移动过程中推动气泡上方的原料水向上移动，进而在蒸发列管内壁上形成水膜，当气泡突破原料水阻力破裂后，水膜蒸发形成的汽水混合物上升至分离段进行分离，形成纯蒸汽，同时本实用新型还增设换热系统，充分利用热能，提高生产效率，改善蒸馏水质量。
实施例2公开一种如图2所示的纯蒸汽发生器，其与实施例1之间的区别仅在于换热系统的结构，本实施例与实施例1相比，余热利用更加充分，该换热系统包括第一换热器2、第二换热器5和第三换热器6，所述原料水泵出口连接第二换热器5的原料水出口，第二换热器5的原料水出口连接第三换热器6的原料水入口，第三换热器6的原料水出口连接第一换热器的原料水入口，第一换热器的原料水出口连接升膜式蒸发器1储水段1-1的入水口，所述升膜式蒸发器1储水段1-1的出水口连接第三换热器6的加热介质入口，所述蒸发段1-3下端的冷凝水出口连接第一换热器2加热介质入口，第一换热器2的加热介质出口连接第二换热器5的加热介质入口，第二换热器5的加热介质出口连接疏水器4，增设第二换热器和第三换热器，对从蒸发段流出的冷凝水和储水段经过蒸发形成的浓缩水的热量进行再回收，最大程度上提高进入储水段原料水的温度，加快蒸发速度，提高设备运行效率，节能效果更加明显。
Claims (5)
1.一种纯蒸汽发生器，其特征在于：包括升膜式蒸发器（1）、换热系统、工业蒸汽接入管和原料水泵，所述升膜式蒸发器（1）自下而上分为储水段（1-1）、蒸发段（1-3）和分离段（1-6），所述工业蒸汽接入管与蒸发段（1-3）的蒸汽入口对接，蒸发段（1-3）下端设置冷凝水出口，蒸发段（1-3）下端的冷凝水出口与换热系统的加热介质入口对接，分离段（1-6）设有纯蒸汽出口（1-4），所述原料水泵出口与换热系统的原料水入口对接，换热系统的原料水出口连接升膜式蒸发器（1）储水段（1-1）的入水口。
2.根据权利要求1所述的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述换热系统包括第一换热器（2），所述原料水泵出口连接第一换热器（2）原料水入口，第一换热器（2）原料水出口连接升膜式蒸发器（1）储水段（1-1）的入水口，蒸发段（1-3）下端的冷凝水出口与第一换热器（2）的加热介质入口连接，所述第一换热器（2）的加热介质出口连接疏水器（4）。
3.根据权利要求1所述的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述换热系统包括第一换热器（2）、第二换热器（5）和第三换热器（6），所述原料水泵出口连接第二换热器（5）的原料水入口，第二换热器（5）的原料水出口连接第三换热器（6）的原料水入口，第三换热器（6）的原料水出口连接第一换热器（2）的原料水入口，第三换热器（6）的原料水出口连接升膜式蒸发器（1）储水段（1-1）的入水口，所述升膜式蒸发器（1）储水段（1-1）的出水口连接第三换热器（6）的加热介质入口，所述蒸发段（1-3）下端的冷凝水出口连接第一换热器（2）的加热介质入口，第一换热器（2）的加热介质出口连接第二换热器（5）的加热介质入口，第二换热器（5）的加热介质出口连接疏水器（4）。
4.根据权利要求3所述的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述升膜式蒸发器的蒸发段（1-3）上端与分离段（1-6）下端对接、且蒸发段（1-3）内腔与分离段（1-6）内腔相互独立，蒸发段（1-3）下端与储水段（1-1）上端对接、且蒸发段（1-3）内腔与储水段（1-1）内腔相互独立，蒸发段（1-3）内腔设置的蒸发列管（1-2）上端与分离段（1-6）内腔连通，蒸发列管（1-2）下端与储水段（1-1）内腔连通。
5.根据权利要求4所述的纯蒸汽发生器，其特征在于：所述分离段（1-6）为筒状结构，其下端借助于法兰与蒸发段（1-3）上端密封对接，所述分离段（1-6）内侧上部设有螺旋分离器（1-5），螺旋分离器（1-5）将分离段（1-6）分为下腔和上腔，所述下腔侧壁上设有分离段（1-6）出水口，所述螺旋分离器（1-5）中部设有与其螺旋状分离通道呈隔离状态的竖向纯蒸汽导管，竖向纯蒸汽导管与分离段侧壁上设置的纯蒸汽出口（1-4）连通。
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