一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器的製造方法

2023-10-24 19:16:17

一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器的製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於高效換熱器節能利用領域，提供一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器。該立式降膜蒸發器包括蒸發器上端、蒸發器主體部分和蒸發器下端。蒸發器上端走水路；蒸發器主體部分包括分層並聯布置製冷劑進液笛形管、新型布液盤等，主體內部設置合適的製冷劑分配器，製冷劑可以均勻地分布到管束表面，充分與管束表面接觸，主體底部設置製冷劑沉積液回液裝置；蒸發器下端用於走水路和排走沉降物。本實用新型通過並聯設置的分液管與布液盤相結合的方式，令製冷劑液體均勻分布在強化換熱管表面，提高其換熱性能，同時節省35％以上的製冷劑充注量，節約系統運行成本。
【專利說明】
一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器
技術領域
[0001]本實用新型屬於高效換熱器節能利用領域，特別是採用分層布液裝置立式降膜蒸發器的熱慄循環系統。
【背景技術】
[0002]隨著人民生活水平的不斷提高以及對生活品質的要求不斷提升，人們對所工作和居住建築的個性化需求更加多樣化和複雜化，從而導致建築能耗佔社會總能耗的比例不斷提高，而熱慄機組作為提供建築熱量和冷量的關鍵設備，其換熱效率與能效比成為我們不斷研究和開發的重點，其中作為熱慄機組的組成部分，蒸發器的結構形式包含很多種，比如:板式蒸發器，殼管式蒸發器等;而殼管式蒸發器又包括滿液式蒸發器、降膜式蒸發器等。製冷劑分液器常用的結構形式有三種:多孔管結構、狹縫結構以及多噴嘴結構。
[0003]降膜式蒸發器相比滿液式蒸發器具有以下優點:I)具有較高的換熱性能；2)蒸發器體積有所減小;3)節省了製冷劑的充注量;4)較好的回油性能。
[0004]本實用新型針對降膜式蒸發器，開發設計了具有新型分液盤的立式降膜蒸發器。該蒸發器以其獨特的換熱機理提高了機組的換熱效率，同時節省了換熱器體積和製冷劑充注量，降低了投資成本，對生產廠商和用戶同時達到了雙贏的目標。
【實用新型內容】
[0005]降膜式蒸發的關鍵是在蒸發器內部設置合適的製冷劑分液器，本實用新型的目的是設計一種新型分液裝置，令製冷劑液體可以均勻地分布到強化換熱管管束表面，充分與強化換熱管表面接觸，提高該蒸發器的換熱效率。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0007]—種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器，包括蒸發器上端、蒸發器主體部分、蒸發器下端。
[0008]所述的蒸發器上端包括上封頭1、法蘭盤17、進水口 12、出水口 13和隔板14。所述的上封頭I下端法蘭盤17與蒸發器主體部分的管板2採用螺栓連接，上封頭I上端封閉，上封頭I內走水路，上封頭I外殼中部的一側有進水口 12，相對應的另一側有出水口 13，上封頭I內部的設有隔板14，隔板14將上封頭I分為獨立的兩個空間，保證兩側水路互不幹擾。
[0009]所述的蒸發器主體部分包括管板2、分液管3、布液盤4、回液口5、動力回液裝置6、製冷劑排氣口 7、殼體8、強化換熱管11。所述的殼體8為圓柱形，焊接在上下兩個管板2之間；殼體8的一側上部有一個製冷劑排氣口 7，用於完成換熱後製冷劑氣體排出蒸發器;殼體8下部有一個回液口 5，蒸發器運行一段時間後，殼內底部會有一部分積液，可通過底部積液回液口 5將積液導出，回液口 5出口處安裝動力回液裝置6，將底部製冷劑積液重新引入製冷劑分液管3中，進行循環換熱;殼體8中部從高到低依次並聯分布製冷劑液體進液口，用於插入並聯分布的製冷劑進液裝置中的分液管3，製冷劑進液裝置採用笛形管的形式布置在殼徑中心位置，所述的分液管3水平方向兩側均勻分布孔洞，用於分布製冷劑液體。
[0010]所述的布液盤4外側有凸起，布液盤4通過外側凸起與殼體8內部通過焊接方式連接，布液盤4與殼體8內部的圓環空間用於排出製冷劑蒸汽;布液盤4位於製冷劑進液裝置每個分液管3下方。所述的布液盤4上均勻分布圓柱孔，所述的圓柱孔的直徑大於強化換熱管11的直徑，強化換熱管11穿過圓柱孔與上、下管板2通過脹接方式連接，所述的製冷劑液體通過分液管3的孔洞均勻分布到下方布液盤4圓柱孔之間形成的凹槽上，凹槽內製冷劑積滿後溢出圓柱孔，通過圓柱孔與強化換熱管11之間的圓環縫隙，流經強化換熱管11管壁，與管內流體進行蒸發換熱;在布液盤4上圓柱孔之間均勻分布上寬下窄的梯形排氣孔，用於蒸發換熱後的製冷劑氣體向上排出，梯形排氣孔與圓柱孔交叉均勻分布;所述的梯形排氣孔的高度大於均勻分布圓柱孔的高度，有利於蒸發換熱後的氣體排出。
[0011]所述的蒸發器下端包括下封頭9、法蘭盤17、除汙口10、下封頭流體為汙水時設置除汙擋板15和除汙口閥門16。所述的下封頭9走水路，下封頭9上端法蘭盤17與蒸發器主體下端管板2通過螺栓固定連接，下封頭9上方中間設置一個擋板，下封頭9內部下方設置擋板15，擋板15用於減緩水流動;除汙口閥門16位於下封頭9下方，用於拍走沉降物。當蒸發器應用於汙水換熱器時，擋板15用來沉降並回收汙垢沉降物，使汙水中汙垢沉積在下封頭9的底部，待裝置運行一段時間後，啟動除汙口閥門16，將汙垢沉降物排走。
[0012]分層布液立式降膜蒸發器作為一種新型結構的蒸發器，通過並聯設置分液管3與布液盤4相結合方式，令製冷劑液體均勻分布在強化換熱管11表面，提高其換熱性能，同時節省35%以上的製冷劑充注量，節約系統運行成本。蒸發器殼內的製冷劑未完全蒸發的部分沉積在蒸發器底部，底部液體部分也同時與換熱管進行換熱，局部相當於滿液式蒸發換熱，在殼體側面底部設有一回液口 5，通過動力回液裝置6引射回製冷劑分液總管，繼續進行循環換熱，提高換熱效率。
[0013]本實用新型最大的特點:將分液管3與布液盤4相結合，使製冷劑液體可以均勻分布在強化換熱管11表面，充分與強化換熱管11進行換熱，在提尚換熱效率的同時大量節約了製冷劑充注量，具體細節主要體現在以下方面:1)將立式蒸發器從高度上分為若干段，分段多少與分段比例依據換熱量大小及立式蒸發器高度變化而確定;2)在每一分段區域上端同時並聯設置製冷劑分液管3，分液管3採用笛形管的形式，令製冷劑均勻分布到布液盤4上，待布液盤4凹槽內積滿製冷劑液體後，通過布液盤4上圓柱孔與強化換熱管11之間的圓環縫隙，使得製冷劑液體沿著管束表面溢流下來，管束表面製冷劑在到達下一層區域前完成蒸發換熱;3)同時在布液盤4的分液圓柱孔間均勻布置上寬下窄的梯形排氣口，蒸發後的製冷劑氣體向上運動，經過上寬下窄的梯形排氣口和布液盤與殼體間的圓環空間排入蒸發器主體頂部，最終通過排氣口 7排出蒸發器;4)在蒸發器主體底部，有部分沒有充分蒸發的製冷劑液體沉積，這部分液體同時與強化換熱管11進行換熱，在蒸發器殼體底部設有一回液口 5，通過動力回液裝置6將底部製冷劑液體導出，使其重新進入並聯的製冷劑分液管3，充分利用製冷劑進行循環利用。
【附圖說明】

[0014]圖1為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器正視圖。
[0015]圖2為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器正視剖面圖。
[0016]圖3為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器後視圖。
[0017]圖4為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器左視圖。
[0018]圖5為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器左視剖面圖。
[0019]圖6為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器右視圖。
[0020]圖7為截面A1-A1、A2-A2管板剖面圖。
[0021 ] 圖8為截面Bl-Bl、B2-B2、B3-B3分液管層剖面圖。
[0022 ] 圖9為截面Cl -Cl、C2-C2、C3-C3布液管層剖面圖。
[0023]圖10為D-D剖面分液管局部詳解圖。
[0024]圖11為E-E剖面強化換熱管與布液盤上積液凹槽局部詳解圖。
[0025]圖12為F-F剖面布液盤上排氣口的局部詳解圖。
[0026]圖13為G-G剖面布液盤剖面45°方向上布液口和排氣口局部詳解圖。
[0027]圖中:1上封頭;2管板;3分液管;4布液盤;5積液回液口；6動力回液裝置;7排氣口；8殼體;9下封頭；10除汙口；11換熱管；12進水口；13出水口；14上封頭隔板；15除汙擋板;16除汙口閥門；17法蘭盤。
【具體實施方式】
[0028]下面結合【具體實施方式】，進一步說明該實用新型:
[0029]參照附圖，一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器，主要包括上封頭1、與法蘭盤17連接的管板2、製冷劑並聯分液管3、布液盤4、蒸發器主體底部製冷劑積液回液口 5、動力回液裝置6、製冷劑排氣口 7、蒸發器殼體8、下封頭9、除汙口 10、強化換熱管11、蒸發器進水口 12、蒸發器出水口 13、上封頭隔板14、下封頭流體為汙水時設置除汙擋板15以及除汙口閥門16。
[0030]上封頭I下端的法蘭盤17與管板2採用螺栓連接，上封頭I內走水路，設置有進水口12、出水口 13以及隔板14;強化換熱管11與兩端管板2連接採用脹接方式，如圖7所示;殼體8一側設置並聯製冷劑進液口，製冷劑液體通過並聯的分液管3進入立式蒸發器，分液管3設計為笛形管形式，可以均勻分布製冷劑液體，使其均勻分布在布液盤4上，如圖8所示;布液盤4上設計圓柱孔與強化換熱管11截面為同心圓，圓柱孔與強化換熱管11間為等距圓環縫隙，在圓柱孔之間均勻布置上寬下窄的梯形排氣孔，使蒸發換熱後的製冷劑氣體向上排出，排氣孔高度一定要大於均勻布液的圓柱孔的高度，有利於蒸發換熱後的氣體排出，同時，布液盤4外側與殼體內壁間形成的圓環空間也用來蒸發換熱後的製冷劑氣體排出，如圖13所示;布液盤4除圓柱孔與排氣孔外都是凹槽設計，用於收集分液管3流出的製冷劑液體，待槽內製冷劑積滿後溢出圓柱孔，通過圓環縫隙，流經強化換熱管11的管壁，與管內流體進行蒸發換熱;待蒸發器運行一段時間後，蒸發器殼內底部會有一部分積液，可通過底部積液回液口 5將積液導出，在積液回液口 5出口處設有動力回液裝置6，導出的製冷劑液體重新引入製冷劑分液管3，進行循環換熱;在殼體8的製冷劑進液口上端設置有製冷劑排氣口 7，完成換熱後的製冷劑氣體通過排氣口 7排出蒸發器;下封頭9上端的法蘭盤17與立式蒸發器下端管板2採用螺栓連接，當管內流體為汙水時，下封頭9內設置有擋板15，用於減緩汙水流動，使汙水中汙垢沉降下來，沉積在下封頭9的底部，如圖5所示;待系統運行一段時間後，通過啟動除汙口閥門16，將汙垢沉降物排走。
[0031]具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器作為一種新型結構的蒸發器，通過並聯設置分液管3與布液盤4相結合的方式，令製冷劑液體均勾分布在強化換熱管表面，提高其換熱性能，同時節省35%以上的製冷劑充注量，可以節約系統運行成本。
【主權項】
1.一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器，其特徵在於，該立式降膜蒸發器包括蒸發器上端、蒸發器主體部分和蒸發器下端； 所述的蒸發器上端包括上封頭(I)、法蘭盤(17)、管板(2)、進水口(12)、出水口(13)和隔板(14);所述的上封頭(I)內走水路，上封頭(I)通過下端法蘭盤(17)與管板(2)固定連接，上封頭(I)上端封閉，上封頭(I)外殼中部一側有進水口(12)，相對應的另一側有出水口(13)，上封頭(I)內部設有隔板(14)，將上封頭(I)分為獨立的兩個空間； 所述的蒸發器主體部分包括分液管(3)、布液盤(4)、回液口(5)、動力回液裝置(6)、製冷劑排氣口(7)、殼體(8)、強化換熱管(11);所述的圓柱形殼體(8)焊接在上下兩個管板(2)之間；殼體(8)上部一側有一個製冷劑排氣口(7)，用於完成換熱後製冷劑氣體排出蒸發器；殼體(8)中部從高到低依次並聯分布製冷劑液體進液口，用於插入並聯分布的製冷劑進液裝置中的分液管(3)，製冷劑進液裝置布置在殼徑中心位置;所述的分液管(3)水平方向兩側均勻分布孔洞，用於分布製冷劑液體;殼體(8)下部有一個回液口( 5 )，回液口( 5)出口處安裝動力回液裝置(6)，將底部製冷劑積液重新引入製冷劑分液管(3)中進行循環換熱；所述的布液盤(4)位於製冷劑進液裝置每個分液管(3)下方，布液盤(4)上均勻分布圓柱孔;所述的圓柱孔直徑大於強化換熱管(11)直徑，強化換熱管(11)穿過圓柱孔與上、下管板(2)通過脹接方式連接，所述的製冷劑液體通過分液管(3)的孔洞均勻分布到下方布液盤(4)圓柱孔之間形成的凹槽內，凹槽內製冷劑積滿後溢出圓柱孔，通過圓柱孔與強化換熱管(11)之間的圓環縫隙，流經強化換熱管(11)管壁，與管內流體進行蒸發換熱;布液盤(4)圓柱孔之間均勻分布上寬下窄的梯形排氣孔，用於蒸發換熱後的製冷劑氣體向上排出，梯形排氣孔與圓柱孔交叉均勻分布;所述的梯形排氣孔的高度大於均勻分布圓柱孔的高度，用於蒸發換熱後的氣體排出； 所述的蒸發器下端包括下封頭(9)、法蘭盤(17)、除汙口(10)、除汙擋板(15)和除汙口閥門(16);所述的下封頭(9)走水路，下封頭(9)通過上端法蘭盤(17)與蒸發器下端管板(2)固定連接，下封頭(9)上方中間設置一個擋板，下封頭(9)內部下方設置擋板(15);所述的除汙口閥門(16)位於下封頭(9)下方，用於排走沉降物。2.根據權利要求1所述的一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器，其特徵在於，所述的布液盤(4)外側有凸起，通過外側凸起與殼體(8)內部焊接連接，布液盤(4)與殼體(8)內部的空間用於排出製冷劑蒸汽。
【文檔編號】F25B39/02GK205718088SQ201620623897
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】張吉禮, 宋嘉林, 馬忠嬌
【申請人】大連理工大學