一種適用于海洋溫差發電系統降膜蒸發器的布膜裝置的制作方法

本發明涉及一種布膜裝置，特別是關于一種適用于海洋溫差發電系統降膜蒸發器的布膜裝置。

背景技術：

海洋溫差能是指表層海水與深層海水(800m水深)之間所存在的大于20℃的恒定溫差。在冷、熱海水的驅動下，可加熱某些低沸點工質并使之汽化以驅動汽輪機發電，并對工質蒸汽進行冷卻液化。海洋溫差能是海洋能中儲量最大、最穩定的清潔可再生能源。我國南海溫差能蘊藏量達3.67億千瓦，按2％的利用率計算，年發電量達570億度以上。

海洋溫差能資源開發利用是保障島礁電能的一個重要選項。由于遠離大陸，島礁供電以柴油發電為主，輔以太陽能和風能。受到臺風和強降雨的影響，物資運送時間長、發電成本過高。電力供給不足、用電成本高影響了經濟發展和居民生活質量。我國南海溫差能資源豐富，如就地取材開發溫差能，不僅有利于解決島礁供電問題，還可助推海洋溫差能產業化發展。

海洋溫差能發電系統主要由蒸發器、冷凝器、透平、發電機、工質泵和海水泵組成，其基本原理是利用海洋表面的溫海水加熱某些低沸點工質，并使之汽化以驅動汽輪機發電。工質蒸汽通過與深層冷海水換熱冷凝，經工質泵輸送到蒸發器，完成一次循環。由于海洋溫差較小，能量品味較低，使得海洋溫差能發電系統熱效率低，蒸發器尺寸大。同時，為解決島礁供電問題，海洋溫差發電系統需以支撐平臺作為載體建造在海上，這就要求設備緊湊、占地面積小。因此，高效蒸發器的研發是提升系統熱效率、減小設備占地面積，降低工程投資成本的關鍵。目前，海洋溫差發電系統多采用滿液式蒸發器，由于其管程與殼程流體間換熱不充分，降低了換熱系數，且殼側流體壓降大，容易造成蒸發器整體性能低。而滴淋式降膜蒸發器在換熱管上形成膜狀蒸發，可增大換熱系數，且殼側壓降小，殼側工質流量小，整機性能高。

降膜蒸發器布液裝置是影響整機效率的關鍵。現有滴淋降膜蒸發器布液裝置主要有分配板式和噴淋管式。現有分配板式滴淋降膜蒸發器，當分配板數較小時，降膜蒸發器只能部分管束降膜蒸發，其余管束為滿液蒸發，使得換熱效率低；當分配板數較大時，可實現全管束降膜蒸發，但此種結構滴淋速度小，降低了換熱效率。現有噴淋管式滴淋降膜蒸發器通過在加熱管束周圍多方位設置噴淋管以及噴嘴，使得蒸發器加熱管表面布膜均勻，且噴嘴霧化液滴速度較大，增加了滴淋速度，提高了換熱效率，但由于噴淋管進口數多，安裝不方便，不利于撬裝化。

在現有文獻具有新型分液裝置的立式降膜蒸發器中，布液裝置采用并聯制冷劑進液笛形管和新型布液盤，制冷劑可均勻的分布在管束表面，但由于滴淋流速小，換熱效率較小。現有文獻臥管式噴淋降膜蒸發器的布膜裝置中，采用在加熱管束周圍多方位設置了噴淋管及噴嘴，使得蒸發器下部的加熱管表面布膜均勻，提高了蒸發器效率，但由于噴淋管進口數多，安裝不方便，且該結構針對臥管式蒸發器進行設計，而受占地空間的限制，全海式海洋溫差發電系統采用立管式蒸發器進行模塊化設計，該結構不適用于立管式降膜蒸發器的布液過程。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的是提供一種適用于海洋溫差發電系統降膜蒸發器的布膜裝置，該裝置能增加滴淋速度，提高其噴淋均勻性及蒸發器換熱效率，且使得蒸發器安裝方便，有助于撬裝化設計。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種適用于海洋溫差發電系統降膜蒸發器的布膜裝置，其特征在于：該裝置包括噴淋管、噴嘴和加熱管束；沿降膜蒸發器筒體長度方向間隔設置有若干所述噴淋管，每個所述噴淋管都圍繞降膜蒸發器筒壁周向環繞一圈；靠近降膜蒸發器筒壁，每個所述噴淋管內側都設置有所述噴嘴，所述噴嘴延伸至降膜蒸發器筒體內；位于降膜蒸發器筒體內設置有若干所述加熱管束。

優選地，所有所述噴淋管通過管路并聯，且所有所述噴淋管的進口并聯后與工質進口管連接。

優選地，每個所述噴淋管內側都間隔設置有四個所述噴嘴，四個所述噴嘴呈水平布置。

優選地，相鄰兩個所述噴嘴之間的夾角為90°。

優選地，所述噴嘴采用壓力霧化噴嘴。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明在立管式噴淋蒸發器換熱管束周圍布置壓力霧化噴嘴，使得霧化液滴以較大的速度撞擊換熱管束，增加換熱強度，且換熱管束表面布膜均勻，可提高蒸發器換熱效率。2、本發明采用環形噴淋管等間距布置，可使得蒸發器實現全管束降膜蒸發。3、本發明的噴淋管共用一個進口，安裝方便，有助于設備撬裝化。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的噴淋管結構示意圖；

圖3是本發明的噴嘴結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。

如圖1～圖3所示，本發明提供一種適用于海洋溫差發電系統降膜蒸發器的布膜裝置，其包括噴淋管1、噴嘴2和加熱管束3。沿降膜蒸發器筒體長度方向間隔設置有若干噴淋管1，每個噴淋管1都圍繞降膜蒸發器筒壁周向環繞一圈；靠近降膜蒸發器筒壁，每個噴淋管1內側都設置有噴嘴2，噴嘴2延伸至降膜蒸發器筒體內。位于降膜蒸發器筒體內設置有若干加熱管束3，通過噴淋管1和噴嘴2實現全管束降膜蒸發。

上述實施例中，所有噴淋管1通過管路并聯，且所有噴淋管1的進口并聯后與工質進口管連接，安裝方便，有助于實現撬裝化。

上述各實施例中，每個噴淋管1內側都間隔設置有四個噴嘴2，四個噴嘴2呈水平布置，且相鄰兩個噴嘴2之間的夾角為90°，可以實現滴淋均勻分布，有效提升換熱效率。

上述各實施例中，噴嘴2采用壓力霧化噴嘴，壓力霧化噴嘴霧化粒徑較小，滴淋速度大，可增加霧化工質撞擊加熱管表面過程中的熱量傳遞，提高蒸發器換熱效率。

綜上所述，本發明在使用時，液態工質通過工質進口管進入噴淋管1，均勻分配到并聯噴淋管1中。液態工質經噴淋管1流入噴嘴2進行霧化進入降膜蒸發器筒體內，圍繞加熱管束3從不同角度進行布膜，以保證均勻分配到加熱管束3表面。

上述各實施例僅用于說明本發明，各部件的結構、尺寸、設置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本發明的保護范圍之外。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種適用于海洋溫差發電系統降膜蒸發器的布膜裝置，其特征在于：該裝置包括噴淋管、噴嘴和加熱管束；沿降膜蒸發器筒體長度方向間隔設置有若干所述噴淋管，每個所述噴淋管都圍繞降膜蒸發器筒壁周向環繞一圈；靠近降膜蒸發器筒壁，每個所述噴淋管內側都設置有所述噴嘴，所述噴嘴延伸至降膜蒸發器筒體內；位于降膜蒸發器筒體內設置有若干所述加熱管束。本發明結構安裝方便，有助于實現撬裝化。

技術研發人員：李大樹;張理;岳娟
受保護的技術使用者：中國海洋石油總公司;中海油研究總院
技術研發日：2017.05.12
技術公布日：2017.07.14