小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板高效節(jié)能蒸發(fā)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蒸發(fā)器，具體涉及一種小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板的高效節(jié)能降膜蒸發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在節(jié)能減排低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢(shì)下，設(shè)計(jì)實(shí)用新型了小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板高效節(jié)能蒸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器管/殼程空間可控的流動(dòng)，提高傳熱效率20-40%降低運(yùn)行阻力節(jié)能30-70%。采用SP管/PS管可使降膜蒸發(fā)器節(jié)材15-30%，體積小20-40%、重量減少30%。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化成套裝備技術(shù)設(shè)計(jì)軟件及版權(quán)。HPMVR多效蒸發(fā)熱栗節(jié)能系統(tǒng)采用SP/PS新型小溫差高效蒸發(fā)器，應(yīng)用于多效蒸發(fā)、海水淡化、污水治理、高濃度含鹽廢水處理、垃圾濃縮液處理，相對(duì)于多效蒸發(fā)系統(tǒng)可節(jié)能70-90%，1-2年即可回收投資。其關(guān)鍵是高效蒸發(fā)器變空間、無(wú)折流板設(shè)計(jì)制造技術(shù)。高效蒸發(fā)器采用SP元件提高傳熱效率15-30% ;SP管變空間設(shè)計(jì)技術(shù)可減少流體流動(dòng)的阻力，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能20-35%。體積小20-35 %節(jié)材重量減少30-40 %的。
[0003]傳統(tǒng)的立式降膜蒸發(fā)器采用普通圓管，殼程介質(zhì)為高溫蒸汽，管程介質(zhì)為原料蒸發(fā)液，傳熱面積利用率低，存在傳熱效率低，易結(jié)垢，流動(dòng)阻力大，流體橫向沖刷管束易誘發(fā)振動(dòng)等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱效果好、使用壽命長(zhǎng)的高效降膜蒸發(fā)器。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板高效節(jié)能蒸發(fā)器，其整體為立式管殼式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，所述的立式管殼式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)包括殼體、上封頭、下筒體、下封頭、管板及換熱管束，所述的上封頭設(shè)在殼體的上端，所述的下筒體設(shè)置于殼體的下端和下封頭之間，所述的管板設(shè)有兩個(gè)，分別設(shè)在上封頭與殼體的連接處及下筒體與殼體的連接處，所述的換熱管束設(shè)在殼體內(nèi)，所述的換熱管束由若干換熱管構(gòu)成，換熱管的上下兩端分別與相應(yīng)管板連通，換熱管內(nèi)部空間為管程，換熱管外部的殼體內(nèi)空間為殼程，所述的換熱管為螺旋扭曲扁管，相鄰換熱管之間的長(zhǎng)軸相互接觸以形成自支撐結(jié)構(gòu)。
[0007]所述換熱管包括入口端圓管管段、扭曲扁管管段以及出口端圓管管段，所述入口端圓管管段和出口端圓管管段的一端分別固定連接于扭曲扁管管段的兩端，所述入口端圓管管段的另一端分別穿過上封頭與殼體的連接處的管板與上封頭連通，所述出口端圓管管段的另一端穿過下筒體與殼體的連接處的管板與下筒體連通，所述相鄰換熱管之間依靠扭曲扁管管段的長(zhǎng)軸相互接觸。
[0008]所述的扭曲扁管管段為由圓形管壓成橢圓形管后，沿橢圓形管的軸向按扭矩200?270N.m扭轉(zhuǎn)而成的螺旋狀結(jié)構(gòu)。
[0009]扭曲扁管管段與入口端圓管管段(或出口端圓管管段)的長(zhǎng)度比是3?5:1?2。
[0010]所述的入口端圓管管段、扭曲扁管管段以及出口端圓管管段一體成型。
[0011]所述的換熱管之間采用三角形或六邊形或正方形排布。
[0012]所述的殼體的上、下兩側(cè)分別設(shè)有殼程蒸汽入口和殼程冷卻液出口，所述的殼程蒸汽入口和殼程冷卻液出口均與殼程相連通。
[0013]所述的上封頭和下封頭上設(shè)有一管程料液入口和濃縮液出口，所述的管程料液入口和濃縮液出口分別與上封頭和下筒體相連通。
[0014]所述下筒體的側(cè)面通過分離器接管與分離器連接。
[0015]所述分離器包括分離器筒體以及設(shè)置于分離器筒體上、下兩端分離器氣相出口和分咼器液相出口。
[0016]所述殼體的上、下側(cè)分別設(shè)有一與殼程相連通的排氣口和殼程放凈口。
[0017]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)減少了殼程流通空間，而采用變截面扭曲扁管，其殼程流體流動(dòng)為變空間縱向流動(dòng)，管程為變截面立體結(jié)構(gòu)，其管程液膜流動(dòng)為變空間螺旋流動(dòng)。
[0018]其操作原理:高效蒸發(fā)器采用SP (鋼塑復(fù)合管)元件，需濃縮的液體進(jìn)入SP螺旋換熱橢圓管頂部，沿著螺旋加熱橢圓管管內(nèi)壁形成旋轉(zhuǎn)離心力，液體薄緊貼管壁膜向下流動(dòng)。在這個(gè)過程中由于管外的加熱，管內(nèi)液膜開始沸騰并部分蒸發(fā)。液膜的向下運(yùn)動(dòng)最初是由于重力和螺旋加熱橢圓管離心力作用，而后管內(nèi)蒸汽不斷生成，向下流動(dòng)的蒸汽帶動(dòng)液膜使之向下的運(yùn)動(dòng)加快。在列管下部及其下游的離心分離器中，剩余的液體和蒸汽得以分離。為了保證降膜蒸發(fā)器的功能，全部加熱表面、尤其是加熱管下部區(qū)域能夠被液體充分均勻潤(rùn)濕是非常必要的。否則將出現(xiàn)局部干壁，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)殼現(xiàn)象。因此，本項(xiàng)目高效蒸發(fā)器采用SP元件，向下運(yùn)動(dòng)的液膜利用重力和螺旋加熱橢圓管產(chǎn)生的離心力作用，迫使液體薄緊貼管壁膜向下流動(dòng)，保證降膜蒸發(fā)器的全部加熱表面被液體充分均勻潤(rùn)濕，避免了局部干壁現(xiàn)象，從而可防止嚴(yán)重的結(jié)殼現(xiàn)象。另外，在殼程的加熱蒸汽逐漸冷凝，蒸汽在殼程的空間變?。欢軆?nèi)的液體不斷蒸發(fā)，體積變大，通過改變SP管結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整這種小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板高效節(jié)能蒸發(fā)器的管殼程空間，以適應(yīng)蒸發(fā)器管內(nèi)外的流體的體積變化。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0020](I)本實(shí)用新型的小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板高效節(jié)能蒸發(fā)器省去了傳統(tǒng)降膜蒸發(fā)器的折流板結(jié)構(gòu)，利用變截面扭曲扁管的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)換熱管的自支撐；
[0021](2)由于特殊的SP螺旋橢圓換熱管和無(wú)折流板的安裝結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品通道和加熱通道交替形成，能形成強(qiáng)烈的擾流，提高傳熱效率；
[0022](3)產(chǎn)品和加熱介質(zhì)在各自的相應(yīng)通道內(nèi)呈逆流流動(dòng)，設(shè)計(jì)的管間距和特制螺旋管產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流，從而得到理想的熱能傳遞。
[0023](4)強(qiáng)烈的熱傳遞使產(chǎn)品沸騰，同時(shí)生成的蒸汽帶動(dòng)殘留液形成向上爬升的液膜，進(jìn)入板片組的蒸汽通道內(nèi)。殘留液和蒸汽在下游的離心分離器中得以分離。
[0024](5)流體與換熱管間有一定的螺旋傾角，流體螺旋狀的繞過換熱管束，實(shí)現(xiàn)有效的沖刷，流動(dòng)阻力小，不存在滯流死區(qū)減少污垢的沉積；
[0025](6)寬的入口管道和向上運(yùn)動(dòng)保證了在熱交換器的全部橫截面上達(dá)到理想分布。
[0026](7)換熱管連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)和變徑部分的支撐減小了管子間的跨距，使得換熱管的固有頻率避開了流體的激振頻率，避免了因共振引起的破損，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命，降低了維修費(fèi)用，使設(shè)備可以長(zhǎng)期安全運(yùn)行，達(dá)到了高效節(jié)能的目的；
[0027](8)變截面扭曲扁管設(shè)計(jì)強(qiáng)化了傳熱效果，使同等負(fù)荷傳熱下，體積可小30%左右，減少了制造成本。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型小溫差管殼程變空間的無(wú)折流板高效節(jié)能蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為換熱管束的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中，1、上封頭；2、布液段；3、殼體；4、殼程蒸汽入口 ；5、換熱管；51、入口端圓管管段；52、扭曲扁管管段；53、出口端圓管管段；6、殼程冷卻液出口 ；7、殼程放凈口 ；8、下筒體；9、下封頭；10、濃縮液出口 ；11、分咼器接管；12、分咼器液相出口 ；13、分咼器筒體；14、分離器氣相出口 ； 15、管程料液入口。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]實(shí)施例:
[0033]如圖1所示，小溫差管殼程變空間的