[發明專利]帶有中間汽液分離的多效水平管降膜蒸發海水淡化裝置

有效

• 申請號: 201010229947.1
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101885550A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 沈勝強;郭亞麗;劉曉華;楊勇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F103/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于海水淡化和換熱設備技術領域。涉及到一種多效水平管降膜蒸發海水淡化裝置，特別是一種帶有中間汽液分離的多效水平管降膜蒸發海水淡化裝置。

背景技術

目前，世界上現行的大型多效蒸發海水淡化裝置是一種以蒸汽為主要能源進行海水淡化的裝置，它的主體由一系列蒸發/冷凝器組成，這些蒸發/冷凝器的傳熱面通常由較長的水平管束構成，采用水平管外部海水降膜蒸發、管內蒸汽凝結過程，其中一效的蒸發/冷凝器結構示意圖如圖1。

多效蒸水平管降膜蒸發海水淡化裝置中包括n個蒸發/冷凝器，形成n效裝置，這里的“效”是指以一個蒸發/冷凝器為核心的蒸發裝置單元。每個水平管降膜蒸發/冷凝器的工作原理是一樣的：經過預熱升溫的海水作為海水淡化裝置各效蒸發/冷凝器的進料，進料海水通過海水噴淋裝置b噴灑到長的水平換熱管束c的上面，在每一效蒸發/冷凝器內換熱管束c的端部由蒸發/冷凝器前管板e和蒸發/冷凝器后管板f支撐，海水在管束外面在重力作用下形成水平管表面的降膜流動，若進料海水處于過冷狀態，降膜海水在上層幾排管被加熱到蒸發器內的飽和溫度，然后進入蒸發階段。在管內蒸汽的加熱作用下，部分降膜海水蒸發生成蒸汽，即二次蒸汽。二次蒸汽在管束之間或兩側沿管子平行方向流向該蒸發/冷凝器的尾端，該效蒸發/冷凝器的出口管箱g同時作為下一效蒸發/冷凝器的進汽管箱，這樣海水蒸發產生的二次蒸汽將作為下一效蒸發/冷凝器的加熱蒸汽，開始下一效的換熱過程。加熱蒸汽在管內加熱管外海水時放出潛熱而凝結為水，最后一效即第n效蒸發/冷凝器產生的二次蒸汽將在凝汽器中凝結為水。蒸發/冷凝器內水平管的加熱量由管內蒸汽的凝結放熱產生，第一效蒸發/冷凝器的加熱蒸汽來自于外部熱源，其余各效管內蒸汽來自于上一效蒸發/冷凝器的二次蒸汽，二次蒸汽的凝結產物就是由海水生成的淡水。為了避免海水在傳熱面上結垢，采用低溫蒸發技術，各效蒸發/冷凝器內都處于真空狀態。換熱過程在蒸發/冷凝器殼體a內完成。

對于各效蒸發/冷凝器，加熱蒸汽在蒸發/冷凝器進汽管箱d中以較高的流速進入管內，蒸汽在流動中放熱逐漸凝結為水，蒸汽流速隨之大大降低，凝結液在管子底部緩慢流動到出口端。為了保證進入管內的蒸汽完全凝結，換熱管都具有較長的長度。對于大型海水淡化裝置，橫管降膜蒸發/冷凝器的管長長達數米，管子后部由于管內積水減少了蒸汽與管壁直接接觸的有效傳熱面積，蒸汽流速降低使得凝結換熱系數降低，兩者的作用使得管子后部的凝結傳熱效果大大低于管子前部的凝結傳熱效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種帶有中間汽液分離的多效水平管降膜蒸發海水淡化裝置，可以提高水平換熱管內蒸汽與管壁的有效換熱面積、保持管內較高的蒸汽流速，解決常規水平管降膜蒸發/冷凝器長管后部傳熱效果差的問題。

本發明的技術方案是：

一種帶有中間汽液分離的多效水平管降膜蒸發海水淡化裝置，其中單效蒸發/冷凝器結構示意圖如圖2。包括進汽管箱1、海水噴淋裝置2、分段管束前段管束3、中間汽液分離管箱或一管程出口管箱4、三管程出口管箱5、分段管束后段管束6、二管程出口管箱7、出口管箱或下一效蒸發/冷凝器的進汽管箱8、二管程出口管箱凝結水排管9、蒸發/冷凝器后管板10、中間汽液分離管箱凝結水排管11、中間汽液分離管箱后管板12、三管程出口管箱凝結水排管13、中間汽液分離管箱前管板14、蒸發/冷凝器殼體15、蒸發/冷凝器前管板16。這種帶有中間汽液分離的多效水平管降膜蒸發海水淡化裝置的特征在于：在每一效蒸發/冷凝器內設有中間汽液分離管箱4，它將常規水平管降膜蒸發/冷凝器的長換熱管束分為前段管束3和后段管束6，同時有別于常規水平管降膜蒸發/冷凝器只在兩端設置管板，它在蒸發/冷凝器內的中間汽液分離管箱4兩端也設置前管板14和后管板12，前段管束3內的凝結水在中間汽液分離管箱4內排放，并由設在中間汽液分離管箱4下部的凝結水排放管11排至蒸發/冷凝器出口管箱即下一效蒸發/冷凝器的進汽管箱8；在中間排放了凝結液后的蒸汽進入后段管束6的下部管內繼續凝結放熱。