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CN201093905Y - 一种无机热管喷淋式蒸发器 - Google Patents

一种无机热管喷淋式蒸发器 Download PDF

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CN201093905Y
CN201093905Y CNU2007200320221U CN200720032022U CN201093905Y CN 201093905 Y CN201093905 Y CN 201093905Y CN U2007200320221 U CNU2007200320221 U CN U2007200320221U CN 200720032022 U CN200720032022 U CN 200720032022U CN 201093905 Y CN201093905 Y CN 201093905Y
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CN
China
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inorganic heat
heat pipe
liquid
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evaporator
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CNU2007200320221U
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English (en)
Inventor
张鹤飞
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Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种无机热管喷淋式蒸发器，属于一种换热装置。包括引射器1、阀门2、水泵3、泵4、捕沫器5、喷淋器6、捕沫器7、喷淋器9、壳体11、集液槽12和集液槽14，其特征在于：利用隔板8将若干个无机热管分隔为液体预热段管束10、加热段管束13和液体蒸发段管束15；所述的隔板8上设计有若干通孔，通孔的直径等于无机热管的直径；所述的隔板8与无机热管的连接处进行密封处理。优点在于：提高现有喷淋式蒸发器的传热能力，减少所需传热面积和蒸发器的体积，使液体预热与蒸发能在同一换热器中完成，并使管束的清洗和除垢更加方便。

Description

一种无机热管喷淋式蒸发器
技术领域
本实用新型涉及一种无机热管喷淋式蒸发器，属于一种换热装置。
背景技术
蒸发器是用于蒸发操作的设备，种类繁多，构造各不相同。根据循环原理可分为：自然循环蒸发器、强制循环蒸发器、喷淋式蒸发器等多种形式。
现有喷淋式蒸发器仅用于冷、热两股流体换热，管外是待蒸发液体侧，管内是冷却流体侧。传热管主要采用蛇形光管或翅片管。受传热管传热性能的限制，喷淋式蒸发器的传热面积和体积较大，且存在管内清洗和除垢相对不易等问题。
实用新型内容
要解决的技术问题
为提高现有喷淋式蒸发器的传热能力，减少所需传热面积和蒸发器的体积，使液体预热与蒸发能在同一换热器中完成，并使管束的清洗和除垢更加方便，本实用新型提出一种三股流体同时换热的无机热管喷淋式蒸发器。用传热能力强的直管型无机热管替代蛇形管，制作喷淋式蒸发器。由于高效热管内充装工质被封闭，不允许有流体通过，因此本装置对一般冷热流体间壁式的换热方式作了改动，设计了传热过程仅在管束外表面进行的新型蒸发器结构。
技术方案
本实用新型包括引射器1、阀门2、水泵3、泵4、捕沫器5、喷淋器6、捕沫器7、喷淋器9、壳体11、集液槽12和集液槽14，其特征在于：利用隔板8将若干个无机热管分隔为液体预热段管束10、加热段管束13和液体蒸发段管束15；所述的隔板8上设计有若干通孔，通孔的直径等于无机热管的直径；所述的隔板8与无机热管的连接处进行密封处理。
所述的液体预热段管束10、加热段管束13和液体蒸发段管束15的长度分隔比例，等于液体预热段、加热段和液体蒸发段的传热面积的比例。
所述隔板8上的通孔数量与无机热管的数量一致。
所述的无机热管近水平放置，管束倾斜角度为3～5度。液体预热段管束10端低于液体蒸发段管束15端。
有益效果
本实用新型采用高效无机热管作传热管束，构成了一种喷淋式蒸发器。与现有喷淋式蒸发器相比，优点在于：
(1)蒸发器的传热管束被分为三段，即液体预热段、加热段和液体蒸发段。液体预热和蒸发在同一传热管束的两端完成，不用单独设置液体预热器，或采用结构复杂的多股流换热器；
(2)流体换热过程全部在管束外表面进行，改变了传统的间壁式传热方式，使蒸发器在使用过程中管束更换、清洗和除垢更加方便；
(3)由于高效传热管轴向导热迅速，管束上各点近乎等温，总传热系数高，在相同热负荷下，比普通列管式蒸发器的传热面积减小约60％。
(4)管束被隔为三段，各管段所在空间的压力可视需要独立调控，相互之间没有影响。这使本发明用于低温多效海水淡化装置时较为有利。
附图说明
图1：无机热管喷淋式蒸发器示意图
1-引射器；2-阀门；3-水泵；4-泵；5-捕沫器；6-喷淋器；7捕沫器；8-隔板；9-喷淋器；10-液体预热段管束；11-壳体；12-集液槽；13-加热段管束；14-集液槽；15-液体蒸发段管束；A-加热流体进；B-蒸气出；C-待蒸发流体进；D-加热流体出；E-加压海水进；F-不凝气进；G-浓盐水进；H-不凝气、浓盐水、海水出。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步描述：
本实施例结构组成为：引射器1、阀门2、水泵3、泵4、捕沫器5、喷淋器6、捕沫器7、隔板8、喷淋器9、液体预热段管束10、壳体11、集液槽12、加热段管束13、集液槽14和液体蒸发段管束15。
高效无机热管是目前最新型的传热元件，它与一般热管的原理与传热效果均不相同。其工质由多种无机元素配成，将工质灌入管体或片状夹层内腔，经封闭抽真空而得。其径向传热能力达到44kW/m2，轴向传热能力达8600kW/m2，可在极短时间内达到并保持等温。高效无机热管的导热系数是银的10000～30000倍，普通热管的导热系数是银的300～1000倍，故其导热能力超过普通热管。
本实施例中采用16根直径均为25mm、长度均为1m的无机热管组成管束，管束穿过隔板8，被隔板隔为三段。隔板上开有直通管孔，呈正方形排列，管孔直径与无机热管直径相同。液体预热段管束10、加热段管束13和液体蒸发段管束15的长度分隔比例为1∶2∶2。液体预热段管束10端低于液体蒸发段管束15端，管束倾斜角为4度。液体预热段管束空间、加热段管束空间和液体蒸发段管束空间相互独立、密封。
将上述隔板8与无机热管组成的液体预热段管束10、加热段管束13和液体蒸发段管束15的组合安装固定在壳体11中。
本蒸发器的工作过程为：用热水或蒸汽或燃气或烟气等作加热流体，由中段管束的上部进入，经喷淋器9自上而下喷淋在管束上(用蒸汽加热时不需用喷淋器)，使管束被加热，管束将热量迅速传向其左右两端；欲蒸发的液体先进入蒸发器的预热段管束空间，自下而上流动，从管束吸热后升温，流出蒸发器，经管线输送到蒸发器另一端的液体蒸发段，与来自集液槽13的液体汇合后，通过喷淋器6喷淋在蒸发段管束上，再以薄膜形式向下流动，吸收管束上的热量而蒸发。产生的蒸汽被泵抽出，未蒸发的液体从集液槽下部被引出后加压，与预热段上部出来的液体汇合，重新进入液体蒸发段的入口，继续蒸发循环。各段管束空间压力可视需要而独立调控。附图中，液体蒸发段空间就是用引射器抽成真空，以用于低温蒸发。
本装置与高效无机热管冷凝器相结合，在负压下操作，可构成新型低温多效海水淡化装置工艺。

Claims (4)

1.一种无机热管喷淋式蒸发器，包括引射器(1)、阀门(2)、水泵(3)、泵(4)、捕沫器(5)、喷淋器(6)、捕沫器(7)、喷淋器(9)、壳体(11)、集液槽(12)和集液槽(14)，其特征在于：利用隔板(8)将若干个无机热管分隔为液体预热段管束(10)、加热段管束(13)和液体蒸发段管束(15)；所述的隔板(8)上设计有若干通孔，通孔的直径等于无机热管的直径；所述的隔板(8)与无机热管的连接处进行密封处理。
2.根据权利要求1所述的无机热管喷淋式蒸发器，其特征在于：所述的液体预热段管束(10)、加热段管束(13)和液体蒸发段管束(15)的长度分隔比例，等于液体预热段、加热段和液体蒸发段的传热面积之比。
3.根据权利要求1或2所述的无机热管喷淋式蒸发器，其特征在于：所述的隔板(8)上的通孔数量与无机热管的数量一致。
4.根据权利要求1或2所述的无机热管喷淋式蒸发器，其特征在于：所述的无机热管放置为管束倾斜角度为3～5度，液体预热段管束10端低于液体蒸发段管束(15)端。
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