CN206262115U - 蒸发‑分离‑冷凝三合一海水淡化板片及其板片组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸发‑分离‑冷凝三合一海水淡化板片及其板片组，属于海水淡化领域。板片特征在于：板片从下往上依次布置有蒸发换热区、汽液混合物通道、汽液分离区、冷凝换热区，还在蒸发换热区的左下角和右下角分别独立布置有卤水出口通道；蒸发换热区和冷凝换热区中部分别布置有热源通道和冷源通道，通道尺寸均采用等流速设计；蒸发换热区和冷凝换热区均采用纵向的W形波纹结构；汽液分离区采用折板分离结构，折板上布置有折板加强筋。若干上述板片依次叠放压紧，相邻板片之间间隔布置两种不同的密封条形成不同的功能区。该新型板片换热面积大、效率高、流阻小，可提高海水淡化装置产水量和产水水质。

Description

蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片及其板片组

技术领域

本实用新型涉及一种蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片及其板片组，属于海水淡化领域。

背景技术

船舶在海中运行，每天需要消耗大量淡水，海水淡化技术正成为船只淡水资源的重要补充手段。在过去的几十年中，海水淡化技术得到了迅速的发展，其中蒸馏法是船舶海水淡化的主要方法之一。船用蒸馏法海水淡化可分为管式蒸馏和板式蒸馏。

管式蒸馏海水淡化的设备结构相对简单，但其换热效果较差、体积庞大、流阻大、产水效率较低，蒸发器中加热盘管的管壁易结垢，维护管理较为复杂。

板式蒸馏海水淡化装置的蒸发器和冷凝器均由一系列的波纹板片组成，而汽液分离区为外置的大空间，相比于管式蒸馏海水淡化装置，板式蒸馏海水淡化装置具有安装方便、产水水质好、传热系数高的特点，但其外置的汽液分离空间较大，整个设备结构不够紧凑。

为了避免海水腐蚀，目前海水淡化装置均采用抗腐蚀性能好的钛材，成本高昂，因此开发换热效率高、流动阻力小、结构紧凑、产水水质好的新型板片对降低海水淡化装置的结构尺寸及成本具有重要价值。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种换热效率高、换热面积大、流动阻力小、汽液分离效果好、结构强度高、结构紧凑的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片及其板片组。

一种蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片，其特征在于：板片从下往上依次布置有蒸发换热区、汽液混合物通道、汽液分离区、冷凝换热区，还在蒸发换热区的左下角和右下角分别独立布置有卤水出口通道，还在冷凝换热区的左侧和右侧分别布置有纯蒸汽通道；其中蒸发换热区的中部从上往下依次布置有热源进口通道、热源出口通道；蒸发换热区还包括位于其左下角和右下角的原料海水进口通道；其中冷凝换热区的中部从上往下依次布置有冷源出口通道、冷源进口通道、淡水出口通道；上述蒸发换热区和冷凝换热区均采用纵向的W形波纹结构；上述汽液分离区采用折板分离结构，折板上布置有折板加强筋。

利用所述的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组成的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组，其特征在于：若干蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片依次叠放压紧，相邻板片之间按第一种密封方式和第二种密封方式依次交替布置密封条；其中第一种密封方式：板片四周布置一圈密封条，形成封闭的流体空间；蒸发换热区四周布置一圈密封条，形成热源腔体，热源进口通道和热源出口通道中间设置横向分程垫片；原料海水进口通道周围布置一圈密封条；冷凝换热区四周布置一圈密封条，形成冷源腔体，冷源进口通道和冷源出口通道中间设置横向分程垫片；淡水出口通道周围设置有一圈密封条；其中第二种密封方式：板片四周布置一圈密封条，形成封闭的流体空间；蒸发换热区左侧、下部、右侧连续设置密封条，上侧不设置密封条，形成蒸发区；热源进口通道四周和热源出口通道四周分别布置密封条；冷凝换热区下侧设置密封条，密封条上部形成冷凝区，冷源进口通道四周和冷源出口通道四周分别布置密封条。

上述蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片将海水蒸发、分离、冷凝三个过程融合在一张板片上，通过板片之间密封条的合理布置，形成海水淡化过程中所需的不同的功能区，大大减小了海水淡化装置尺寸；板片蒸发换热区和冷凝换热区采用纵向的W形波纹结构，可以提高换热区的换热效率；汽液分离区采用折板式微小型分离器，汽液分离效果好。

所述蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片，其特征在于：所述汽液混合物通道、纯蒸汽通道、淡水出口通道均设置加强筋，提高了板片的结构强度。

所述蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片，其特征在于：所述热源进口通道、热源出口通道、冷源进口通道、冷源出口通道的尺寸均采用等流速设计，保证换热区换热的均匀性，使得整个板片热应力分布均衡。

所述的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组，其特征在于：所述的横向分程垫片为直线形，减小了流动阻力。

附图说明

图1为蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片的结构图；

图2为第一种密封条结构和第二种密封条结构的布置图；

图中标号名称： 1-蒸发换热区；2-汽液分离区；3-冷凝换热区；4-汽液混合物通道；5-纯蒸汽通道；6-冷源进口通道；7-冷源出口通道；8-热源进口通道；9-热源出口通道；10-原料海水进口通道；11-卤水出口通道；12-淡水出口通道；13-腔体加强筋；14-分程垫片；15-折板加强筋；16-热源腔；17-冷源腔；18-蒸发区；19-冷凝区。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1、2对本实用新型作进一步的详细说明。

蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组由若干蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片依次叠放压紧而成，相邻板片之间间隔布置有第一种密封条和第二种密封条，形成海水淡化过程中所需的不同的功能区，其工作流程如下：

热源介质从热源进口通道8进入热源腔16，其向蒸发区18的原料海水放热后，从热源出口通道9排出；

原料海水从原料海水进口通道10进入蒸发区18，其吸收热源腔16中热源介质释放的热量后蒸发，蒸发形成的汽液混合物由汽液混合物通道4进入汽液分离区：其中第一种密封条围成的空间中的汽液分离区分离出的液态水滴在重力作用下向下流动，并沿着热源腔16周围的密封条向其左右两侧流动，然后从卤水出口通道11排出；其中第二种密封条围成的空间中的汽液分离区分离出的液态水滴在重力作用下直接向下流入蒸发区18；汽液分离区分离出的纯蒸汽通过纯蒸汽通道5进入冷凝区19，向冷源腔17中冷源介质释放热量后冷凝成淡水，淡水从淡水出口通道12排出。蒸发区18中原料海水蒸发后形成的高含盐量卤水从蒸发区18上方开口部分向左右两侧溢出，然后从卤水出口通道11排出。

冷源介质从冷源进口通道6进入冷源腔17，其吸收冷凝区19中纯蒸汽释放的热量后从冷源出口通道7排出。

Claims (5)

1.一种蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片，其特征在于：

板片从下往上依次布置有蒸发换热区（1）、汽液混合物通道（4）、汽液分离区（2）、冷凝换热区（3），还在蒸发换热区（1）的左下角和右下角分别独立布置有卤水出口通道（11），还在冷凝换热区（3）的左侧和右侧分别布置有纯蒸汽通道（5）；

其中蒸发换热区（1）的中部从上往下依次布置有热源进口通道（8）、热源出口通道（9）；蒸发换热区（1）还包括位于其左下角和右下角的原料海水进口通道（10）；

其中冷凝换热区（3）的中部从上往下依次布置有冷源出口通道（7）、冷源进口通道（6）、淡水出口通道（12）；

上述蒸发换热区（1）和冷凝换热区（2）均采用纵向的W形波纹结构；

上述汽液分离区（2）采用折板分离结构，折板上布置有折板加强筋（15）。

2.根据权利要求1所述的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片，其特征在于：所述汽液混合物通道（4）、纯蒸汽通道（5）、淡水出口通道（12）均设置加强筋。

3.根据权利要求1所述的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片，其特征在于：所述热源进口通道（8）、热源出口通道（9）、冷源进口通道（6）、冷源出口通道（7）的尺寸均采用等流速设计。

4.利用权利要求1所述的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组成的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组，其特征在于：

若干蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片依次叠放压紧，相邻板片之间按第一种密封方式和第二种密封方式依次交替布置密封条；

其中第一种密封方式：板片四周布置一圈密封条，形成封闭的流体空间；蒸发换热区（1）四周布置一圈密封条，形成热源腔体（16），热源进口通道（8）和热源出口通道（9）中间设置横向分程垫片（14）；原料海水进口通道（10）周围布置一圈密封条；冷凝换热区（3）四周布置一圈密封条，形成冷源腔体（17），冷源进口通道（6）和冷源出口通道（7）中间设置横向分程垫片（14）；淡水出口通道（12）周围设置有一圈密封条；

其中第二种密封方式：板片四周布置一圈密封条，形成封闭的流体空间；蒸发换热区（1）左侧、下部、右侧连续设置密封条，上侧不设置密封条，形成蒸发区（18）；热源进口通道（8）四周和热源出口通道（9）四周分别布置密封条；冷凝换热区（3）下侧设置密封条，密封条上部形成冷凝区（19），冷源进口通道（6）四周和冷源出口通道（7）四周分别布置密封条。

5.根据权利要求4所述的蒸发-分离-冷凝三合一海水淡化板片组，其特征在于：所述的横向分程垫片（14）为直线形。