一种组合式蒸发器制造技术

本发明专利技术公开了一种组合式蒸发器，包括有蒸发器主体，与蒸发器主体内相通的蒸汽出口，在蒸发器主体内、沿蒸发器主体的纵向水平排列有多根换热管，相邻的换热管之间预设有气流通道；所述换热管包括靠近蒸发器主体上方的降膜式蒸发换热管和靠近蒸发器主体下方的满液式换热管，在降膜式蒸发换热管上方设有布膜器，所述布膜器具有低沸点工质入口。同现有技术相比，本发明专利技术结合了两种蒸发器的优势，既克服了降膜式蒸发器中因为液体分配不均匀，使得下半部分换热管容易出现“干斑”的缺陷，保证了蒸发器的安全；又克服了满液式蒸发器中蒸发液需求比较多的不足，充分利用换热器的蒸发面积，让蒸发效率一直处于较高的水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机朗肯循环中低沸点工质吸热蒸发的一种组合式蒸发器。
技术介绍
在低温有机朗肯循环中使用的蒸发器主要是降膜式的蒸发器。降膜蒸发器的专利于1888年已经注册，但在1970年以前相关的研究较少，1970年到1990年的研究也主要着眼于在海洋热能转化系统(OTEC)上的应用，直至1990年以后CFC的逐步禁用才再次引起了人们的关注。降膜式蒸发器在蒸发过程中，通过布膜器的高压液体借助自身的压力喷入蒸发器并产生雾化，同时也完成了节流降压过程。节流雾化后的液体均勻地弥散于蒸发器的上部空间，在其自身重力和汽轮机吸气压力的双重作用下均勻地降落积聚在壳体内紧凑型传热管束的上层管面上并形成均勻的液膜，由此开始了降膜蒸发过程。因液体在上层管面上的积聚受液膜厚度的限制，多余的液体将联同在上层管面上沸腾气化后的气体一起逐层向下滴落流动并在下层管面上逐层形成均勻的液膜，直至全部“蒸干”。降膜式蒸发兼有干式蒸发器和满液式蒸发器的种种优点而克服了其不足，具体表现在与干式蒸发器相比，降膜式蒸发器具有蒸发过程压力损失小，水侧清洗方便、降膜沸腾传热效率高的优点。与满液式蒸发器相比，降膜式蒸发器具有制冷剂充注量少、系统回油方便的优点。然而，由于降膜式蒸发器未能解决工质在沸腾蒸发过程中的“蒸干”问题，使得降膜式蒸发技术未能得到大规模的推广和应用。所谓“蒸干”，即因液体分配不均勻(主要由于下层管面接受液体较少)，造成部分换热管上因无液而发生过热现象，容易引发爆炸事故。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了避免降膜式蒸发器运行过程中因为液体分配不均勻，而使得下部换热管出现“蒸干”现象，造成部分换热管过热，引发系统安全问题，让整个蒸发器一直稳定、高效率的运行。为实现以上目的，本专利技术采取了以下的技术方案一种组合式蒸发器，包括有蒸发器主体，与蒸发器主体内相通的蒸汽出口，在蒸发器主体内、沿蒸发器主体的纵向水平排列有多根换热管，相邻的换热管之间预设有气流通道；所述换热管包括靠近蒸发器主体上方的降膜式蒸发换热管和靠近蒸发器主体下方的满液式换热管，在降膜式蒸发换热管上方设有布膜器，所述布膜器具有低沸点工质入口。本专利技术工作过程如下液体工质在流经布膜器以后喷入蒸发器，在压力的作用下被雾化。雾化了的工质在重力的作用下往下落，落到最上面一层换热管上，然后沿着管壁继续向下流动，落到下一层的换热管。如果液体流量够大，会在管壁形成液膜平行地向下流动。当液体工质以完全重力的方式滴落到换热管上方时，随着流量的变化会形成滴状、滴-柱状、柱状、柱-膜状、膜状等各种流动模式。在换热管表面成膜的液体从换热管壁上吸收热量，蒸发，变成气态，脱离换热管壁面。随后，气态工质充满蒸发器的内部空间，经布膜器周边预留的排气通道流过，从蒸发器顶部的蒸汽出口流出。在降膜蒸发器工作过程中，随着低沸点工质的蒸发，靠近底部的换热管表面的液体工质的量会逐渐减少，容易产生“蒸发管干燥”现象，这对整个蒸发器的传热效率有影响， 同时也影响蒸发器运行的安全性。因此本专利技术提出，在实际的操作过程中，适当的加大液体工质的充注量，使得蒸发器底部区域充满液体工质，工质漫过下部的几排换热管，让这几排换热管实现近似于满液式的蒸发过程，这样会大大增加操作的稳定性。近似于满液式蒸发的几排换热管一直浸泡在液体工质中，贴近换热管的液态工质在其表面吸收热量而变成气态，气态的工质也进入蒸发器的内部空间，与降膜式蒸发形成的气态工质一起经排气通道流出，完成了整个蒸发过程。所述布膜器的宽度与降膜式蒸发换热管的列宽相等，以保证从布膜器喷出的液体工质完全落在换热管上。在所述蒸发器主体底端还连通有回油管，回油管连接在满液式换热管上方。所述降膜式蒸发换热管的布局依次按序排列；所述满液式换热管是相互错开排列的。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点换热管水平放置的管壳式蒸发器中，布膜器喷出的液体淋到换热器上部换热管，实现降膜蒸发，下部换热管完全浸泡在蒸发液体中， 实现满液式蒸发。同现有技术相比，本专利技术结合了两种蒸发器的优势，既克服了降膜式蒸发器中因为液体分配不均勻，使得下半部分换热管容易出现“干斑”的缺陷，保证了蒸发器的安全；又克服了满液式蒸发器中蒸发液需求比较多的不足，充分利用换热器的蒸发面积，让蒸发效率一直处于较高的水平。附图说明图1为本专利技术蒸发器结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。实施例请参阅图1所示，一种组合式蒸发器，包括有蒸发器主体10，与蒸发器主体10内相通的蒸汽出口 5，在蒸发器主体10内、沿蒸发器主体10的纵向水平排列有多根换热管，相邻的换热管之间预设有气流通道9 ；换热管包括靠近蒸发器主体10上方的降膜式蒸发换热管 7和靠近蒸发器主体10下方的满液式换热管1，在降膜式蒸发换热管7上方设有布膜器4， 布膜器4具有低沸点工质入口 6。布膜器4的宽度与降膜式蒸发换热管7的列宽相等。在本专利技术的蒸发器中，液位过高会降低降膜式蒸发器的传热效率，液位过低又容易出现“蒸干”现象。可见，将液位控制在一个合适的位置是本专利技术安全、高效运行的关键。 在蒸发器内安装一个液位传感器2，以对系统的液位进行实时地监测。液位传感器2将监测到的数据传递给布膜器4上端的液体流量调节器11，调节流过布膜器的液体流量，最终达到控制蒸发器底部液位的目的。在一般的降膜式蒸发器中，液体工质都已经在换热管表面蒸发完全，只有润滑油会滴落到蒸发器底部，因此在蒸发器底部安装一个回油管8就较好的解决系统的回油问题。然而本专利技术的蒸发器，在蒸发器上部的换热管实现降膜式蒸发，液体工质蒸发以后，润滑油会滴落下来。下部换热管近似于满液式蒸发，润滑油因为密度比蒸发工质小，一般都漂浮于液体工质之上。此时回油管路的安装应与满液式蒸发器类似，安装在蒸发器内液位最高的位置(如图1所示)，仅用来流走浮在面上的润滑油蒸发管内换热管的布局可以采用叉排和顺排两种布置方式。在一定的管排中间留有不同形式、不同大小的气流通道，使气体沿气流通道流出蒸发器而不扰动工质液体的流动。气流通道的数量和大小与换热管的数量有关较多的换热管意味着较大的蒸汽流量， 所以采用较多的气流通道，而较少的换热管则恰好相反。同时气流通道的数量和大小还与蒸发器底部液体工质的液位有关系，液体工质的液位越高，液位以下产生的气态工质越多， 管阵两侧蒸汽聚集量越大，则需要较大的气流通道。当气流速度较大时，气体会携带液滴流出蒸发器，这时可在管阵两侧适当增加换热管避免液滴被带出。或者也可通过增加挡板的方式改变蒸发器内部的流场，让液滴更加容易滴淋到换热管表面而不被液态工质带出蒸发器。上列详细说明是针对本专利技术可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本专利技术的专利范围，凡未脱离本专利技术所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种组合式蒸发器，包括有蒸发器主体（１０），与蒸发器主体（１０）内相通的蒸汽出口（５），其特征在于：在蒸发器主体（１０）内、沿蒸发器主体（１０）的纵向水平排列有多根换热管，相邻的换热管之间预设有气流通道（９）；所述换热管包括靠近蒸发器主体（１０）上方的降膜式蒸发换热管（７）和靠近蒸发器主体（１０）下方的满液式换热管（１），在降膜式蒸发换热管（７）上方设有布膜器（４），所述布膜器（４）具有低沸点工质入口（６）。

【技术特征摘要】
1.一种组合式蒸发器，包括有蒸发器主体(10)，与蒸发器主体(10)内相通的蒸汽出口 (5)，其特征在于在蒸发器主体(10)内、沿蒸发器主体(10)的纵向水平排列有多根换热管，相邻的换热管之间预设有气流通道(9)；所述换热管包括靠近蒸发器主体(10)上方的降膜式蒸发换热管(7)和靠近蒸发器主体(10)下方的满液式换热管(1)，在降膜式蒸发换热管(7)上方设有布膜器G)，所述布膜器(4)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琼辉，马伟斌，龚宇烈，王福敏，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：81