一種小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能蒸發器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種蒸發器，尤其涉及一種小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能降膜蒸發器。
【背景技術】
[0002]在節能減排低碳經濟發展的形勢下，設計發明了一種小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能蒸發器，實現蒸發器管/殼程空間可控的流動，提高傳熱效率20-40%降低運行阻力節能30-70%。采用SP管/PS管可使降膜蒸發器節材15-30%，體積小20_40%、重量減少30%。實現了產業化成套裝備技術設計軟件及版權。HPMVR多效蒸發熱泵節能系統采用SP/PS新型小溫差高效蒸發器，應用于多效蒸發、海水淡化、污水治理、高濃度含鹽廢水處理、垃圾濃縮液處理，相對于多效蒸發系統可節能70-90%，1-2年即可回收投資。其關鍵是高效蒸發器變空間、無折流板設計制造技術。高效蒸發器采用SP元件提高傳熱效率15-30% ；SP管變空間設計技術可減少流體流動的阻力，可實現節能20-35%，體積小20_35%，重量減少30-40%。
[0003]傳統的立式降膜蒸發器采用普通圓管，殼程介質為高溫蒸汽，管程介質為原料蒸發液，傳熱面積利用率低，存在傳熱效率低，易結垢，流動阻力大，流體橫向沖刷管束易誘發振動等缺點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、體積小、傳熱效果好、流動阻力小、蒸發液膜貼壁性好、使用壽命長的小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能降膜蒸發器。
[0005]為實現以上目的，本發明采取了的技術方案是:
[0006]一種小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能蒸發器，其特征在于，其包括殼體、上封頭、下筒體、下封頭、管板及換熱管束，所述上封頭設在殼體的上端，所述下筒體設置于殼體的下端與下封頭之間，所述殼體的上側設有殼程蒸汽入口，其下側設有殼程冷凝液出口，所述上封頭上設有與換熱管束相連通的管程料液入口，下封頭上設有與換熱管束相連通的管程濃縮液出口及蒸汽出口，所述管板設有兩個，分別設在上封頭與殼體的連接處、以及下筒體與殼體的連接處，所述換熱管束設在殼體內，該換熱管束由多個換熱管構成，換熱管的上下兩端分別與管板連通，換熱管內部空間為管程，換熱管外部空間為殼程，所述換熱管為螺旋扭曲扁管，相鄰螺旋扭曲扁管之間互相通過其長軸接觸支撐。
[0007]所述換熱管為麻花狀的螺旋扭曲扁管。
[0008]所述換熱管包括扭曲扁管段以及設置于該扭曲扁管段的上、下兩端且與其一體成型的入口端圓管接口管段和出口端圓管接口管段，所述入口端圓管接口管段和出口端圓管接口管段分別與相應的管板焊接或脹接。
[0009]所述扭曲扁管段為由圓形管壓成橢圓形管后，沿所述橢圓形管的軸向按扭矩200?270N.m扭轉而成的螺旋狀結構。
[0010]扭曲扁管段與入口端圓管接口管段(或出口端圓管接口管段)的長度比為3?5:1 ?2。
[0011]相鄰的換熱管之間通過扭曲扁管段的長軸相互接觸，形成自支撐結構。
[0012]所述換熱管之間采用三角形或六邊形或正方形排布。
[0013]所述上封頭上設有溫度探頭。
[0014]所述殼體的下端設有殼程放凈口，殼體的上端設有排氣口。
[0015]所述下筒體與分離器連接。
[0016]所述分離器包括分離器筒體以及設置于分離器筒體上下兩端的分離器氣相出口和分離器液相出口，所述分離器筒體通過分離器接管與下筒體相連通。
[0017]所述分離器筒體內設有旋流機制。
[0018]具有變截面的扭曲扁管段可采用金屬或非金屬材料。
[0019]本發明高效降膜蒸發器減少了殼程流通空間，而采用變截面的扭曲扁管，其殼程流體流動為變空間縱向流動。管程為變截面立體結構，其管程液膜流動為變空間螺旋流動。
[0020]小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能降膜蒸發器操作原理:高效蒸發器采用SP元件，需濃縮的液體進入SP螺旋加熱橢圓管頂部，沿著螺旋加熱橢圓管管內壁形成旋轉離心力，液體薄緊貼管壁膜向下流動。在這個過程中由于管外的加熱，管內液膜開始沸騰并部分蒸發。液膜的向下運動最初是由于重力和螺旋加熱橢圓管離心力作用，而后管內蒸汽不斷生成，向下流動的蒸汽帶動液膜使之向下的運動加快。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。為了保證降膜蒸發器的功能，全部加熱表面、尤其是加熱管下部區域能夠被液體充分均勻潤濕是非常必要的。否則將出現局部干壁，從而導致嚴重的結殼現象。因此，本項目高效蒸發器采用SP元件，向下運動的液膜利用重力和螺旋加熱橢圓管產生的離心力作用，迫使液體薄緊貼管壁膜向下流動，保證降膜蒸發器的全部加熱表面被液體充分均勻潤濕，避免了局部干壁現象，從而可防止嚴重的結殼現象。另外，在殼程的加熱蒸汽逐漸冷凝，蒸汽在殼程的空間變小；而管內的液體不斷蒸發，體積變大，通過改變SP管結構，可以調整這種小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能蒸發器的管殼程空間，以適應蒸發器管內外的流體的體積變化。
[0021]與現有技術相比，本發明具有以下優點及有益效果:
[0022](I)本發明的小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能蒸發器省去了傳統降膜蒸發器的折流板結構，利用變截面扭曲扁管的幾何結構實現換熱管的自支撐；
[0023](2)由于特殊的SP螺旋橢圓加熱管和無折流板的安裝結構，產品通道和加熱通道交替形成，能形成強烈的擾流，提高傳熱效率；
[0024](3)產品和加熱介質在各自的相應通道內呈逆流流動，設計的管間距和特制螺旋管產生強烈的湍流，從而得到理想的熱能傳遞。
[0025](4)強烈的熱傳遞使產品沸騰，同時生成的蒸汽帶動殘留液形成向上爬升的液膜，進入板片組的蒸汽通道內。殘留液和蒸汽在下游的離心分離器中得以分離。
[0026](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，實現有效的沖刷，流動阻力小，不存在滯流死區減少污垢的沉積；
[0027](6)寬的入口管道和向上運動保證了在熱交換器的全部橫截面上達到理想分布。
[0028](7)換熱管連續的螺旋結構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，從而延長了設備的壽命，降低了維修費用，使設備可以長期安全運行，達到了高效節能的目的；
[0029](8)變截面扭曲扁管設計強化了傳熱效果，使同等負荷傳熱下，體積可小30%左右，減少了制造成本。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明一種小溫差管殼程變空間的無折流板高效節能蒸發器的結構示意圖；
[0031]圖2為換熱管束的結構示意圖。
[0032]其中:1、上封頭；2、布液器；3、殼體；4、殼程蒸汽入口 ；5、換熱管；51、入口端圓管接口管段；52、扭曲扁管段；53、出口端圓管接口管段；6、殼程冷凝液出口 ；7、殼程放凈口 ；
8、下筒體；9、下封頭；10、濃縮液出口 ；11、分尚器接管；12、分尚器液相出口 ；13、分尚器筒體；14、分離器氣相出口 ；15、管程料液入口。
【具體實施方式】
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