專(zhuān)利名稱(chēng):管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于海水淡化和換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡
化裝置,特別是一種橫管降膜蒸發(fā)/冷凝器換熱管布置與蒸發(fā)/冷凝器排列相垂直的、呈并 排橫向水平布置的多效蒸發(fā)海水淡化裝置,即管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置。
背景技術(shù):
目前,世界上現(xiàn)行的多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置的蒸發(fā)/冷凝器的管束通 常都采用縱向布置,即每一效蒸發(fā)/冷凝器的傳熱管束的方向與殼體的方向一致,相鄰蒸 發(fā)/冷凝器首尾相連,如圖1所示。 殼側(cè)進(jìn)料海水通過(guò)海水噴淋裝置b噴灑到水平縱向布置的傳熱管束c的上面,海 水在管束外面由于重力作用形成橫管表面的降膜流動(dòng),海水在降膜流動(dòng)過(guò)程中被加熱以致 部分海水蒸發(fā)生成水蒸氣,即二次蒸汽。二次蒸汽在管束之間或兩側(cè)沿管子平行方向流向 該蒸發(fā)/冷凝器的尾端,該效蒸發(fā)/冷凝器的尾部管箱同時(shí)作為下一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn) 汽管箱,這樣該蒸汽在尾部管箱中進(jìn)入下一效蒸發(fā)/冷凝器的管內(nèi),作為下一效蒸發(fā)/冷凝 器的熱源,開(kāi)始下一效的換熱過(guò)程。加熱蒸汽和二次蒸汽在管內(nèi)加熱管外海水時(shí)會(huì)放熱并 凝結(jié)為水,為了保證進(jìn)入管內(nèi)的蒸汽完全凝結(jié),換熱管都具有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度。各效以此類(lèi)推, 形成殼側(cè)蒸汽的主體流動(dòng)方向是沿管束平行方向由一效蒸發(fā)/冷凝器向后部流動(dòng)。為了避 免海水在傳熱面上結(jié)垢,采用低溫蒸發(fā)技術(shù),各效蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)都處于真空狀態(tài)。換熱過(guò) 程在圓形筒體a內(nèi)完成。 這種管束縱向排列的橫管降膜多效蒸發(fā)海水淡化裝置的缺點(diǎn)是為了更換損壞的 換熱管,在每?jī)尚д舭l(fā)/冷凝器之間需要留出一段空間作為檢修空間,故管長(zhǎng)方向占地很 大,縱向排列的橫管降膜多效蒸發(fā)海水淡化裝置必須具有很大的長(zhǎng)徑比,造成檢修不便;為 了保證設(shè)備在較高的真空度下工作具有較好的穩(wěn)定性,多采用圓筒壁,使得裝置結(jié)構(gòu)不夠 緊湊,加工起來(lái)也存在一定困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化
裝置,其蒸發(fā)/冷凝器的換熱管呈橫向水平布置,每效蒸發(fā)/冷凝器采用矩形截面結(jié)構(gòu),使
得海水淡化裝置的長(zhǎng)寬比具有更大的靈活性,適應(yīng)建設(shè)場(chǎng)地性更好;設(shè)備的剛性提高,保證
了設(shè)備在高真空條件下運(yùn)行的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;設(shè)備不需要設(shè)置額外檢修空間而能保證檢修的
方便性;設(shè)備還具有較小的表面積,節(jié)省殼體材料,減少散熱損失;設(shè)備不需要在車(chē)間內(nèi)加
工完成,可以在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝,避免了大型設(shè)備的運(yùn)輸困難。 本發(fā)明的技術(shù)方案是 —種蒸發(fā)/冷凝器換熱管呈橫向并列水平布置的管束橫置式多效水平管降膜蒸 發(fā)海水淡化裝置,如圖2和圖3所示。該裝置以熱源為主要能源進(jìn)行海水淡化處理,它由多個(gè)蒸發(fā)/冷凝器組成,圖2和圖3表示出了多效蒸發(fā)海水淡化裝置中的兩效,每一效是指以 一個(gè)蒸發(fā)/冷凝器為核心的蒸發(fā)裝置單元,前一效蒸發(fā)/冷凝器產(chǎn)生的二次蒸汽作為下一 效蒸發(fā)/冷凝器的熱源。圖2、圖3中的兩效蒸發(fā)/冷凝器從左向右排布,其換熱管束水平 前后放置,即本發(fā)明所提供的管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置。與傳統(tǒng)縱向 布置的橫管降膜蒸發(fā)/冷凝器不同之處在于換熱管束是水平橫置式的,也就是說(shuō)各效蒸發(fā) /冷凝器并排放置,蒸發(fā)/冷凝器的換熱管排列方向與各效蒸發(fā)器排列方向在同一水平面 上呈垂直布置。管束采用矩形排列方式,并且換熱過(guò)程是在方形筒體內(nèi)完成,即蒸發(fā)/冷凝 器是矩形截面,蒸發(fā)/冷凝器的端部采用框架支撐,密封端蓋用螺栓密封緊固于或焊接于 框架上。 在每一效蒸發(fā)/冷凝器內(nèi),管束上部的海水進(jìn)水管和海水噴淋裝置1將海水均勻 噴灑到管束2上面,管束間呈降膜流動(dòng)的海水被管內(nèi)蒸汽加熱而部分蒸發(fā),生成的水蒸氣 沿管束間的間隙流至該效蒸發(fā)/冷凝器尾部封頭6內(nèi),前一效蒸發(fā)/冷凝器的尾部封頭6 與后一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱8通過(guò)除沫器3相連通,前一效蒸發(fā)/冷凝器產(chǎn)生的二 次蒸汽由此進(jìn)入后一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管程。在圖2和圖3中,每一效蒸發(fā)/冷凝器 內(nèi)的換熱管束分為若干組,在每組管束之間設(shè)置蒸汽縱向流動(dòng)通道,通道間距大于單管間 距的兩倍,以保證二次蒸汽不需克服太大阻力而可以沿縱向間隙流出。殼側(cè)未蒸發(fā)的海水 流到設(shè)備下部,通過(guò)鹽水U型排水管排至下一效蒸發(fā)/冷凝器殼側(cè)。管內(nèi)蒸汽在加熱管外 噴淋海水的時(shí)候凝結(jié)放熱,成為該設(shè)備內(nèi)的產(chǎn)品水,凝結(jié)水由內(nèi)封頭4內(nèi)的凝結(jié)水管5排至 下一效蒸發(fā)/冷凝器的蒸汽進(jìn)口管箱底部,所有的產(chǎn)品水收集至最后一效蒸發(fā)/冷凝器然 后由最后一效排出裝置加以利用。其余各效蒸發(fā)/冷凝器工作過(guò)程以此類(lèi)推。
相鄰兩效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱分置整個(gè)海水淡化裝置的兩側(cè),故后一效蒸發(fā) /冷凝器換熱管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向與前一效蒸發(fā)/冷凝器換熱管內(nèi)蒸汽流動(dòng)方向相反。
本發(fā)明的效果和益處是管束的布置方式采用橫向布置,克服了傳統(tǒng)管束縱置式多 效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置的缺點(diǎn),損壞的管子在檢修時(shí)易于由裝置側(cè)面抽出,而不 必在相鄰蒸發(fā)/冷凝器間設(shè)置較長(zhǎng)的抽管檢修空間,減小了設(shè)備長(zhǎng)度;蒸發(fā)/冷凝器的端部 采用框架結(jié)構(gòu),管束橫向布置,提高了裝置整體的剛性,可有效防止設(shè)備在高真空下工作時(shí) 容易產(chǎn)生的失穩(wěn)破壞;橫管降膜蒸發(fā)的管束受海水降膜流動(dòng)方式控制應(yīng)為矩形管束排列方 式,與圓筒形殼體相比,矩形殼體可使得管束排列更緊湊,節(jié)省材料,便于加工;管束間的二 次蒸汽沿管束縱向間隙流向尾部管箱而進(jìn)入下一效蒸發(fā)/冷凝器,使得管束寬度限制大大 減弱,可以大大提高多效蒸發(fā)海水淡化裝置的生產(chǎn)能力。
圖1是傳統(tǒng)的縱向布置的多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化結(jié)構(gòu)示意圖。圖中a圓筒 形殼體;b噴淋裝置;c縱向布置的水平換熱管束。 圖2是本發(fā)明的管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置的正視結(jié)構(gòu)示意 圖。圖中1噴淋裝置;2橫置式水平換熱管束;3除沫器;4內(nèi)封頭;5凝結(jié)水管;7管束間通 道。 圖3是本發(fā)明的管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意
圖。圖中3除沫器;4內(nèi)封頭;6尾部封頭;7管束間大通道;8進(jìn)汽管箱。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖2、附圖3詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 參見(jiàn)圖2和圖3,本發(fā)明所述及的"管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝
置"是指每一效的蒸發(fā)/冷凝器單元的換熱管束均為水平橫向放置、蒸發(fā)/冷凝器間連接在
水平面內(nèi)與之垂直、呈左右排布的多效蒸發(fā)海水淡化裝置,圖中畫(huà)出了相鄰兩效的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2和圖3中,每一效蒸發(fā)/冷凝器的換熱管束2采用橫向布置,換熱管束2的加 熱蒸汽進(jìn)口即進(jìn)汽管箱8位于裝置的側(cè)面,相鄰兩效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱分置于裝置 的兩側(cè),相鄰兩效蒸發(fā)/冷凝器換熱管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相反。加熱蒸汽由進(jìn)汽管箱8進(jìn) 入傳熱管束各傳熱管內(nèi)加熱管外由頂部噴淋而下的海水,并在管內(nèi)凝結(jié)放熱,在與加熱蒸 汽進(jìn)汽管箱8相對(duì)的另一端設(shè)有內(nèi)封頭4,以收集管內(nèi)凝結(jié)放熱后的冷凝水并在此通過(guò)凝 結(jié)水管5將其排出。蒸發(fā)/冷凝器頂部的海水噴淋裝置1將海水均勻噴灑到管束外表面, 在重力作用下海水在管束間呈降膜流動(dòng),并被管內(nèi)蒸汽加熱而部分蒸發(fā),生成的水蒸氣即 二次蒸汽,沿管束間的間隙流至該效蒸發(fā)/冷凝器尾部封頭6內(nèi),該效蒸發(fā)/冷凝器的尾部 封頭與下一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱相通,兩者之間設(shè)有除沫器3,前一效蒸發(fā)/冷凝器 產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)除沫器3濾去少量液滴后進(jìn)入下一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱,作為下 一效蒸發(fā)/冷凝器的熱源,開(kāi)始下一效的蒸發(fā)冷凝換熱過(guò)程。 圖2、圖3中每一效蒸發(fā)/冷凝器換熱管束分為左右兩部分,兩部分之間留有通道 7以保證二次蒸汽不需克服太大阻力而可以流出。殼側(cè)未蒸發(fā)的海水流到設(shè)備下部,通過(guò) 鹽水U型排水管排至下一效蒸發(fā)/冷凝器殼側(cè)。二次蒸汽在管內(nèi)向管外海水放熱而凝結(jié)為 水,成為該設(shè)備內(nèi)的產(chǎn)品水,由內(nèi)封頭4內(nèi)的凝結(jié)水管5排至下一效蒸發(fā)/冷凝器的蒸汽進(jìn) 汽管箱8的底部,并最終收集至最后一效由最后一效排出加以利用。其他各效蒸發(fā)/冷凝 器工作過(guò)程以此類(lèi)推。 本發(fā)明克服了原有管束縱置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置設(shè)備過(guò)長(zhǎng)、對(duì)建 設(shè)場(chǎng)地要求高、檢修不便的缺點(diǎn),具有結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、節(jié)省材料、長(zhǎng)寬比靈活、淡水生 產(chǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是新一代多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置的理想方式。
權(quán)利要求
一種管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置,該裝置由多個(gè)蒸發(fā)/冷凝器組成,包括噴淋裝置(1)、橫置式水平換熱管束(2)、除沫器(3)、內(nèi)封頭(4)、凝結(jié)水管(5)、尾部封頭(6)、管束間大通道(7)和進(jìn)汽管箱(8),其特征在于每一效蒸發(fā)/冷凝器采用橫置式水平換熱管束(2),即蒸發(fā)/冷凝器的換熱管排列方向與各效蒸發(fā)器排列方向在同一水平面上呈垂直布置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置,其特征 在于相鄰兩效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱分置于整個(gè)裝置兩側(cè),相鄰兩效蒸發(fā)/冷凝器管內(nèi) 的蒸汽流動(dòng)方向相反。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置,其特征在于在每一效蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)管束橫向布置,管束設(shè)置為矩形排列方式,蒸發(fā)/冷凝器殼體為矩形殼體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置,其特征在于在每一效蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)的換熱管束分為若干組,在每組管束之間設(shè)置蒸汽縱向流動(dòng)通道(7),通道間距大于單管間距的兩倍。
全文摘要
一種管束橫置式多效水平管降膜蒸發(fā)海水淡化裝置,屬于海水淡化和換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。其特征是每一效蒸發(fā)/冷凝器的換熱管布置為橫置式,即換熱管的放置方向與兩效間蒸發(fā)/冷凝器的排列方向相垂直;后一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱與前一效蒸發(fā)/冷凝器的進(jìn)汽管箱分置于設(shè)備兩側(cè),相鄰兩效蒸發(fā)/冷凝器換熱管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相反;每一效蒸發(fā)/冷凝器內(nèi)換熱管束呈矩形排列方式,殼體為矩形殼體。本發(fā)明的效果和益處是便于維修損壞的換熱管,節(jié)約空間,裝置結(jié)構(gòu)緊湊,便于加工,裝置整體的剛性增強(qiáng),可有效防止設(shè)備在高真空下工作時(shí)容易產(chǎn)生的失穩(wěn)破壞,對(duì)管束寬度的限制大大減弱,可以大大提高多效蒸發(fā)海水淡化裝置的生產(chǎn)能力。
文檔編號(hào)C02F103/08GK101786677SQ201010100928
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月23日
發(fā)明者劉曉華, 楊洛鵬, 沈勝?gòu)?qiáng), 郭亞麗 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)