一種新型降膜式蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了 一種新型降膜式蒸發(fā)器，包括殼體、位于所述殼體內(nèi)腔中的上管板與下管板，所述上管板與所述下管板將所述殼體分隔成頂部開(kāi)設(shè)有流體入口的上管箱、內(nèi)設(shè)有多根換熱管的換熱腔、底部開(kāi)設(shè)有流體出口的下管箱，所述上管箱內(nèi)位于所述流體入口的下方還設(shè)有流體分布器，所述換熱管的上、下兩端分別固定連接在所述上管板與所述下管板上，所述換熱管的內(nèi)腔中沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有用于改變流體在所述換熱管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的螺旋槽道以及位于所述螺旋槽道下方的粗糙內(nèi)表面，通過(guò)設(shè)置螺旋槽道和粗糙內(nèi)表面，使得流體在換熱管內(nèi)的成膜厚度有所增加，增大了膜層的傳熱系數(shù)，強(qiáng)化了傳熱，避免發(fā)生換熱管裂流與干燒的現(xiàn)象發(fā)生。
【專利說(shuō)明】一種新型降膜式蒸發(fā)器
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種新型降膜式蒸發(fā)器，適用于煤化工行業(yè)及精細(xì)化工、食品、制藥、制冷劑等行業(yè)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]管殼式換熱器廣泛用于電力、化工、煉油等行業(yè)，約占換熱器總量的70%，目前，大多數(shù)的管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)包括管箱、管殼、管板、換熱管、流體進(jìn)出口等。其中:換熱管兩端穿過(guò)并密封連接到兩塊管板之間，兩個(gè)管箱分別密封連接到兩個(gè)管板上(在管板末連接換熱管的一側(cè))。管殼布置在換熱管外側(cè)、兩個(gè)管板之間，并與兩塊管板、換熱管共同形成密封的換熱腔。需要換熱的一種流體從一個(gè)管箱上的入口進(jìn)入，經(jīng)管箱空間進(jìn)入與管板連接的換熱管內(nèi)側(cè)，流體縱向沖刷換熱管內(nèi)側(cè)，經(jīng)換熱管的換熱后進(jìn)入另一側(cè)的管箱，再經(jīng)管箱空間及與管箱相連的流體出口排出。需要換熱的另一股流體，經(jīng)與管殼連接的流體入口進(jìn)入管殼，并沖刷換熱管外側(cè)進(jìn)行換熱，然后經(jīng)與管殼連接的流體出口排出管殼。
[0005]以上傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)需要換熱的冷熱流體溫度差別較大時(shí)，會(huì)造成管殼與換熱管運(yùn)行溫度相差較大，而這個(gè)較大的溫差(一般取100°C)使同時(shí)密封連接于兩塊管板的管殼、換熱管長(zhǎng)度膨脹不一致，因此會(huì)在管殼材料內(nèi)部、換熱管材料內(nèi)部、管板材料內(nèi)部、管殼與管板連接材料內(nèi)部、換熱管與管板連接材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這個(gè)內(nèi)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)導(dǎo)致材料破壞或者塑性變形，造成換熱器嚴(yán)重事故或者降低換熱器壽命。同時(shí)，需要換熱的流體，一側(cè)是橫向沖刷換熱、一側(cè)則是縱向換熱，因縱向換熱傳熱效率較低，使換熱器總的換熱效率較低。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效果好、換熱效率高的新型降膜式蒸發(fā)器。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種新型降膜式蒸發(fā)器，包括殼體、位于所述殼體內(nèi)腔中的上管板與下管板，所述上管板與所述下管板將所述殼體分隔成頂部開(kāi)設(shè)有流體入口的上管箱、內(nèi)設(shè)有多根換熱管的換熱腔、底部開(kāi)設(shè)有流體出口的下管箱，所述上管箱內(nèi)位于所述流體入口的下方還設(shè)有流體分布器，所述換熱管的上、下兩端分別固定連接在所述上管板與所述下管板上，所述換熱管的內(nèi)腔中沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有用于改變流體在所述換熱管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的螺旋槽道以及位于所述螺旋槽道下方的粗糙內(nèi)表面。
[0009]優(yōu)選地，所述流體分布器為鼓式分布器，包括位于所述流體入口下方的弧形擋板、位于所述弧形擋板下方的開(kāi)設(shè)有多個(gè)分布孔的分布盤(pán)以及通過(guò)所述分布孔固定連接在所述分布盤(pán)下方的分布管。
[0010]優(yōu)選地，所述換熱管內(nèi)腔中的所述螺旋槽道包括若干螺旋槽，所述螺旋槽的槽寬為40mm或50_或60mm,槽深為0.2?0.5mm。
[0011]優(yōu)選地，所述粗糙內(nèi)表面是經(jīng)噴砂形成的。
[0012]優(yōu)選地，所述換熱管上方還設(shè)有帶頂蓋的分布頭，所述分布頭的直徑小于所述換熱管的直徑。
[0013]優(yōu)選地，所述上管箱的外側(cè)壁上還連接有用于監(jiān)測(cè)所述上管箱內(nèi)流體液位的液位計(jì)。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述換熱腔內(nèi)還設(shè)有至少一塊用于固定所述換熱管的剛性折流板，所述折流板的一端固定連接在所述換熱腔的內(nèi)壁上。
[0015]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述換熱腔內(nèi)還設(shè)有至少一根用于支撐所述折流板的拉桿，所述拉桿的一端固定連接在所述下管板上。
[0016]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的新型降膜式蒸發(fā)器，通過(guò)在換熱腔內(nèi)設(shè)置內(nèi)部具有螺旋槽道與粗糙內(nèi)表面的換熱管，使得流體在換熱過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)裂流和干燒的現(xiàn)象，而采用了鼓式分布器，避免了流體在換熱管內(nèi)分布不均衡，造成有的成膜太厚、有的發(fā)生干燒導(dǎo)致設(shè)備失效；同時(shí)采用了頂端封閉的分布頭，可有效防止流體從換熱管上端的開(kāi)口處直接流入使附著于換熱管內(nèi)壁的流體分布不均勻，降低換熱管換熱效率的情況出現(xiàn)。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1為本發(fā)明的新型降膜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中分布器中分布盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中分布頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖5為本發(fā)明實(shí)施例中換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:10、殼體；1、上管箱；11、流體入口 ；12、分布器；121、弧形擋板；122、分布盤(pán)；123、分布管；124、分布孔；13、液位計(jì)；2、換熱腔；21、蒸汽進(jìn)口 ；22、蒸汽出口 ；23、折流板；24、拉桿；3、下管箱；31、流體出口 ；4、上管板；5、下管板；6、換熱管；61、螺旋槽道；62、粗糙內(nèi)表面；7、分布頭；71、頂蓋。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。
[0020]參見(jiàn)圖1所示，一種新型降膜式蒸發(fā)器，包括殼體10、位于殼體10內(nèi)腔中的上管板4與下管板5,所述上管板4與下管板5將殼體10分隔成頂部開(kāi)設(shè)有流體入口 11的上管箱1、內(nèi)設(shè)有多根換熱管6的換熱腔2、底部開(kāi)設(shè)有流體出口 31的下管箱3。參見(jiàn)圖1所示，換熱管6位于上管板4與下管板5間的密閉換熱腔2內(nèi)，該換熱管6的上端固定地連接在上管板4上、下端固定地連接在下管板5上。為了克服流體在換熱管6內(nèi)的裂流，改善換熱管6內(nèi)流體成膜的厚度和流動(dòng)狀態(tài)，參見(jiàn)圖5所示，在本實(shí)施例中，該換熱管6的內(nèi)腔中開(kāi)設(shè)有用于改變流體在換熱管6內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的螺旋槽道61、以及位于螺旋槽道61下方的粗糙內(nèi)表面。通過(guò)設(shè)置螺旋槽道61，使得流體在換熱管6內(nèi)的膜層厚度有所增加，并改變了換熱管6內(nèi)部的膜流動(dòng)狀態(tài)，把靜態(tài)膜改為動(dòng)態(tài)膜，通過(guò)螺旋槽道61使得流體在換熱管6內(nèi)從上到下不斷翻轉(zhuǎn)，增大了膜層的傳熱系數(shù)，強(qiáng)化了傳熱，提高了蒸發(fā)器的整體效率，而粗糙內(nèi)表面62的設(shè)置，使得流體進(jìn)一步落在換熱管6的內(nèi)側(cè)壁上，避免了流體在換熱管6的內(nèi)表面發(fā)生裂流和干燒現(xiàn)象。
[0021]參見(jiàn)圖1至圖3所示，在上管箱I內(nèi)位于流體入口 11的下方還設(shè)有流體分布器12,在本實(shí)施例中，該流體分布器12為鼓式分布器12,包括位于流體入口 11下方的弧形擋板121、位于弧形擋板121下方的開(kāi)設(shè)有多個(gè)分布孔124的分布盤(pán)122、以及通過(guò)分布孔124固定連接在分布盤(pán)122下方的分布管123，該分布管123與上管板4間留有一定的間距。通過(guò)在流體入口 11的下方設(shè)置鼓式分布器12，可以使流體均勻地流入換熱管6內(nèi)，避免了流體在換熱管6內(nèi)分布不均衡，造成有的成膜太厚，有的發(fā)生干燒導(dǎo)致設(shè)備失效。
[0022]參見(jiàn)圖1、圖4所示，為了防止上管板4上方的流體從換熱管6上端的開(kāi)口處直接流入，使附著于換熱管6內(nèi)壁的流體分布不均勻，降低了換熱管6的換熱效率，在本實(shí)施例中，在換熱管6的上端還設(shè)有帶頂蓋71的分布頭7，所述分布頭7的直徑小于換熱管6的直徑，并且在上管箱I的外側(cè)壁上還連接有用于監(jiān)測(cè)上管箱I內(nèi)流體液位的液位計(jì)13，通過(guò)液位計(jì)13檢測(cè)到的流體浸沒(méi)分布頭7的液位高度來(lái)控制流體的流量，從而控制流體在換熱管6內(nèi)的流體成膜的厚度，大大提高降膜式換熱器隨負(fù)荷變動(dòng)的適用性能。
[0023]參見(jiàn)圖1所示，換熱腔2內(nèi)還設(shè)有至少一塊用于固定換熱管6的剛性折流板23，所述折流板23的一端固定連接在換熱腔2的內(nèi)壁上，該換熱腔2內(nèi)還設(shè)有至少一根用于支撐該折流板23的拉桿24，拉桿24的一端固定連接在下管板5上。
[0024]在蒸發(fā)器使用過(guò)程中，流體從流體入口 11進(jìn)入上管箱1，經(jīng)鼓式分布器12，使得流體均勻地分布至所述換熱管6內(nèi)，通過(guò)位于換熱管6上端的分布頭7及固設(shè)在上管箱I側(cè)壁上的液位計(jì)13，調(diào)節(jié)流體流量。在換熱腔2內(nèi)還開(kāi)設(shè)有用于與流體進(jìn)行換熱的蒸汽進(jìn)口21與蒸汽出口 22,流體進(jìn)入換熱管6內(nèi)后與換熱腔2內(nèi)的蒸汽進(jìn)行換熱，因換熱管6內(nèi)設(shè)有螺旋槽道61及螺旋槽道61下方的粗糙內(nèi)表面62，使得在換熱過(guò)程中克服了換熱管6內(nèi)的裂流，改善了換熱管6內(nèi)流體成膜的厚度和流動(dòng)狀態(tài)。該換熱管6內(nèi)的螺旋槽道61采用了輥壓機(jī)從換熱管6外表面壓制形成，通常該螺旋槽道61包括多個(gè)螺旋槽，該螺旋槽的槽寬通常可以是40mm或50mm或60mm,槽深為0.2"0.5mm,而粗糙內(nèi)表面62是經(jīng)噴砂形成的。
[0025]綜上所述，本發(fā)明的降膜式蒸發(fā)器，采用內(nèi)設(shè)有螺旋槽道及位于螺旋槽道下方的粗糙內(nèi)表面的換熱管，避免了換熱管在換熱過(guò)程中出現(xiàn)裂流，改善了換熱管內(nèi)的流體成膜的厚度和流動(dòng)狀態(tài)，在傳統(tǒng)的降膜式蒸發(fā)器的換熱管內(nèi)基本屬于光亮狀態(tài)，減少了表面阻力，但由于負(fù)荷的波動(dòng)，在換熱管的內(nèi)部靠近下端的部分經(jīng)常會(huì)發(fā)生裂流和干燒的現(xiàn)象，而采用本發(fā)明的換熱管則避免了這種現(xiàn)象的發(fā)生，換熱管內(nèi)腔中的螺旋槽道讓流體從上到下不斷的翻轉(zhuǎn)，增大了膜層的傳熱系數(shù)，強(qiáng)化了傳熱，使蒸發(fā)器的整體效率提高了 30%以上，大大提高了換熱器的換熱效率，節(jié)約了能源；同時(shí)采用了帶頂蓋的分布頭配合液位計(jì)的使用，可根據(jù)液位浸沒(méi)分布頭的液位高度來(lái)控制流體流量，從而控制在換熱管內(nèi)的流體成膜厚度，并根據(jù)流體的粘度和液位高度在分布頭開(kāi)口處液位壓力來(lái)確定開(kāi)口處的流量，實(shí)現(xiàn)過(guò)程可控；而鼓式分布器的設(shè)置，確保了流體在分布盤(pán)上分布的均勻性，避免了流體在換熱管內(nèi)的分布不均衡，造成有的成膜太厚、有的發(fā)生干燒導(dǎo)致設(shè)備失效，還可使設(shè)備的直徑做的更大。
[0026]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型降膜式蒸發(fā)器，包括殼體、位于所述殼體內(nèi)腔中的上管板與下管板，所述上管板與所述下管板將所述殼體分隔成頂部開(kāi)設(shè)有流體入口的上管箱、內(nèi)設(shè)有多根換熱管的換熱腔、底部開(kāi)設(shè)有流體出口的下管箱，其特征在于:所述上管箱內(nèi)位于所述流體入口的下方還設(shè)有流體分布器，所述換熱管的上、下兩端分別固定連接在所述上管板與所述下管板上，所述換熱管的內(nèi)腔中沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有用于改變流體在所述換熱管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)的螺旋槽道以及位于所述螺旋槽道下方的粗糙內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述流體分布器為鼓式分布器，包括位于所述流體入口下方的弧形擋板、位于所述弧形擋板下方的開(kāi)設(shè)有多個(gè)分布孔的分布盤(pán)以及通過(guò)所述分布孔固定連接在所述分布盤(pán)下方的分布管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述換熱管內(nèi)腔中的所述螺旋槽道包括若干螺旋槽，所述螺旋槽的槽寬為40mm或50mm或60mm,槽深為0.2"0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述粗糙內(nèi)表面是經(jīng)噴砂形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述換熱管上方還設(shè)有帶頂蓋的分布頭，所述分布頭的直徑小于所述換熱管的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述上管箱的外側(cè)壁上還連接有用于監(jiān)測(cè)所述上管箱內(nèi)流體液位的液位計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述換熱腔內(nèi)還設(shè)有至少一塊用于固定所述換熱管的剛性折流板，所述折流板的一端固定連接在所述換熱腔的內(nèi)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型降膜式蒸發(fā)器，其特征在于:所述換熱腔內(nèi)還設(shè)有至少一根用于支撐所述折流板的拉桿，所述拉桿的一端固定連接在所述下管板上。
【文檔編號(hào)】F28F9/24GK104296562SQ201410561829
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】王寧, 王開(kāi)朋, 陳卉妍, 保武蓉, 張建東, 范文斌 申請(qǐng)人:張家港市江南鍋爐壓力容器有限公司