曝汽推流蒸发器
阅读：994发布：2023-02-24
专利汇可以提供曝汽推流蒸发器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了曝汽推流 蒸发 器 ，包括 外壳 ，外壳的顶部设二次 蒸汽 出口、底部设有浓缩液出口；外壳设有稀液入口和加热蒸汽进口；蒸汽连接管的一端与外壳的加热蒸汽进口相连，蒸汽连接管的下端伸入导流筒之内并与加热板束的蒸汽分配管的蒸汽 接口 相连；导流筒通过导流筒 支架 固定于外壳的内侧，加热板束包括一组换热板，每组换热板由多 块 换热板平行排列而成，换热板分别连接蒸汽分配管、冷凝 水 收集管，构成封闭的蒸汽加热空间；两根加热板 支撑 架分别与一组换热板的两侧 焊接 ，换热板组的两侧各焊接有加热板定距支架；冷凝水收集管通 过冷 凝水排出管与冷凝水及不凝气出口相连通；导流筒内下部空间伸入曝汽管，曝汽管外端延伸至外壳之外。，下面是曝汽推流蒸发器专利的具体信息内容。
1.曝汽推流蒸发器，包括外壳、导流筒、加热板束，导流筒及加热板束都位于外壳之内；
外壳的顶部设二次蒸汽出口、底部设有浓缩液出口；外壳设有稀液入口和加热蒸汽进口；蒸汽连接管的一端与外壳的加热蒸汽进口相连，蒸汽连接管的下端伸入导流筒之内并与加热板束的蒸汽分配管的蒸汽接口相连；导流筒通过导流筒支架固定于外壳的内侧，加热板束包括至少一组换热板，每组换热板由多块换热板平行排列而成，换热板分别连接蒸汽分配管、冷凝水收集管；两根加热板支撑架分别与一组换热板的两侧焊接，换热板组的两侧各焊接有加热板定距支架；冷凝水收集管通过冷凝水排出管与冷凝水及不凝气出口相连通；其特征在于：导流筒内下部空间伸入曝汽管，曝汽管外端延伸至外壳之外。
2.如权利要求1所述的曝汽推流蒸发器，其特征在于：加热板的上端与蒸汽分配管焊接，加热板的下端与冷凝水收集管焊接。
3.如权利要求1或2所述的曝汽推流蒸发器，其特征在于：加热板通过加热板支撑架支撑于导流筒内。
曝汽推流蒸发器
技术领域
[0001] 本实用新型属于蒸发器制造技术领域，具体涉及一种采用蒸汽曝汽管曝汽增加蒸汽气泡的强制循环蒸发器，其循环推动力既有蒸发气泡产生的密度差产生的自循环推动力，又有蒸汽曝汽产生气泡引起的强制循环推动力，在蒸发液循环方式上它有较大的优势，其可广泛应用于溶液蒸发浓缩和蒸发结晶的场合，适用于带结晶的蒸发领域、负压蒸发领域、带有蒸汽机械再压缩的蒸发领域。
背景技术
[0002] 目前，在国内外公开的蒸发器有普通的中央循环管自循环蒸发器、外加热式自循环蒸发器、外循环强制循环蒸发器、管式降膜蒸发器、板式降膜蒸发器等，其中，前两种为自循环蒸发器，主要靠蒸发段沸腾产生的气泡形成气液二相流与无气泡的液相流间的密度差来推动液体的循环，虽然不需要另外的机械功，但循环速度较低，传热强度也较低且容易结垢；因此换热面积较大，投资也较大。而后三种蒸发器虽然可提高循环速度以提高传热系数、减少结垢，但需采用循环泵进行循环，虽然循环速度较高，但循环泵带有许多运动部件，需定时进行保养和检修，因此，维修和投资费用都会增加，不仅增加工人的劳动强度而且系统的可靠性也会受到影响；此外，对带结晶的蒸发过程，循环泵叶轮的高速旋转还会打碎晶粒，影响晶粒的粗细，进而影响后面的母液分离和产品质量。
[0003] 现有同类蒸发器中，其曝汽管通常设置于上部空间，存在的如下缺陷：导流筒内曝汽管产生的汽泡停留时间短，很快上浮到蒸发液面而消失，因此导流筒内同一时间存在气泡比较少，导流筒内、外流体由密度差产生的循环推动力比较小，曝汽产生同样多气泡的工况下，蒸发器的循环速度较低，传热和抗垢能力弱。发明内容
[0004] 针对现有技术存在的上述问题，本实用新型公开了一种曝汽推流蒸发器，其在加热板束下部的导流筒内插入蒸汽曝汽管，鼓入蒸汽将大大增加导流筒内鼓泡段的高度和蒸汽气泡的密度，从而与蒸发产生的气泡一道提高循环的推动力，提高板片间的循环速度，同时，曝汽产生的气泡上浮过程将通过加热板之间的流道，增加加热板外传热表面液体的扰动，这些因素都会增强蒸发器传热和抗结垢能力。
[0005] 为达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案：
[0006] 曝汽推流蒸发器，包括外壳、位于外壳内的导流筒、位于导流筒内的加热板束；外壳的顶部设二次蒸汽出口、底部设有浓缩液出口；外壳设有稀液入口和加热蒸汽进口；蒸汽连接管的一端与外壳的加热蒸汽进口相连，蒸汽连接管的下端伸入导流筒之内并与加热板束的蒸汽分配管的蒸汽接口相连；导流筒通过导流筒支架固定于外壳的内侧，加热板束包括一组换热板，每组换热板由多块换热板平行排列而成，换热板分别连接蒸汽分配管、冷凝水收集管，构成封闭的蒸汽加热空间；两根加热板支撑架分别与一组换热板的两侧焊接，换热板组的两侧各焊接有加热板定距支架；冷凝水收集管通过冷凝水排出管与冷凝水及不凝气出口相连通；导流筒内下部空间伸入曝汽管，曝汽管外端延伸至外壳之外。
[0007] 所述的曝汽推流蒸发器，加热板的上端与蒸汽分配管焊接，加热板的下端与冷凝水收集管焊接。
[0008] 所述的曝汽推流蒸发器，加热板通过加热板支撑架支撑于导流筒内。
[0009] 本实用新型通过蒸汽曝汽气管增加气泡和循环推力从而增加循环流速的蒸发器，利用蒸发段的蒸发气泡和蒸汽曝汽曝汽管产生气泡形成的气液二相流与无气泡的液相流间的密度差来推动液体的循环流动，因此可以通过蒸汽的曝汽，使混合气液二相流的高度和气泡的密度增加，从而增加循环的推动力提高循环流速，由于气泡密度增加导致的循环推动力增加，加热表面的流速和传热系数和传热强度都会增加，因此同样可以达到强制循环泵提高循环速度的效果。
[0010] 在蒸发结晶领域，蒸汽曝汽气的推流比较柔和，对晶体的破碎和截切作用比循环泵要小，因此对结晶更有利。对工程上大量使用的采用蒸汽机械再压缩技术的真空蒸发结晶系统，由于真空条件下蒸发起泡的液位高度非常低，因此循环推动力非常小，通常采用循环泵增加循环速度，循环泵叶轮的高速旋转会打碎晶粒，同时降低系统的可靠性，采用蒸汽曝汽循环，只要增加蒸汽压缩机的汽量，让一部分蒸汽参加蒸发系统的曝汽循环，同样可达到强制推流提高流速和传热强度的效果。
[0011] 与现有中央循环管蒸发器相比，由于本实用新型的加热板采用流线形设计，阻力更低，外流道截面更大也减少了阻力，因此，与传热相关的板片间的液相流速更高，传热和抗结垢能力更强。对真空蒸发：由于沸腾产生的含气泡的二相流的高度非常短，因此，靠密度差产生循环推动力非常小，更进一步，为了提高循环推动力，本实用新型在导流筒内板束的底部插入了带大量小孔的曝汽管，把蒸汽直接在导流筒内加热板片间的液相内曝汽，增加含气泡二相流的高度和气泡的密度，增加循环推动力，提高与传热相关板片间的液相流速，增强蒸发器传热和抗结垢能力。其没有设计循环泵，但通过曝汽同样可以达到增加循环推动力提高循环速度的目的；另外，本实用新型的导流筒和加热板都是薄板结构，而且没有需大量进行钻孔加工的管板和支撑板，加热元件为薄板而非价格更高的加热管，因此，材料和投资都更节约。
[0012] 当加热板束尺寸较大时，可做成多组并联而设于导流筒内，为了减少蒸汽连接管对加热板束的约束力，可以在蒸汽连接弯管上增加膨胀节，同样为了减少冷凝水排出管对加热板束的约束力，将冷凝水排出管多拐几个弯，增加冷凝水排出管的柔性，对较粗的冷凝水排出管也可以采用增加膨胀节的办法来增加柔性、减少约束力，使加热板束能可靠的工作。加热板束由周边紧贴焊接、中间鼓起的板壳式换热板纵向平行排列构成，板壳式换热板片通常由两块中间均匀分布有很多两板紧贴的焊点，周边两板紧贴焊接，其余区域鼓起的换热板焊接而成，中间均布的焊点使鼓起的换热板表面形成了许多有一定深度的窝，不仅增加了换热面积也提高了板片的刚性和耐压能力。板壳式换热板片还可以有其它形式。板壳式换热板通过定距支架和加热板支撑架连接成流道间隙均匀的加热板束，加热板束上焊接有蒸汽分配管，加热板束还焊接有冷凝水收集管，蒸汽分配管、加热板束的板壳式换热板与冷凝水收集管合并组成了蒸汽加热的封闭空间，加热蒸汽从蒸汽分配管的接管口进入，再经蒸汽分配管进入各板壳式换热板内腔进行加热，蒸汽在加热过程中冷凝成冷凝水与不凝气一道通过冷凝水收集管排出加热板束。在加热板束下部的导流筒内插入蒸汽曝汽管，鼓入蒸汽增加导流筒内鼓泡段的高度和蒸汽气泡的密度，从而与蒸发产生的气泡一道提高循环的推动力，提高板片间的循环速度。
[0013] 在本实用新型技术方案中，更重要的是，曝汽产生的气泡在上浮过程中通过加热板之间的流道，增加加热板外传热表面液体的扰动，这些因素都会增强蒸发器传热和抗结垢能力。从而克服现有技术将曝汽管设置于上部所存在的缺陷，达到了更佳的技术效果。
[0014] 如果加热蒸汽的压力比较高，相应的体积流量较低，此时加热板束上的蒸汽分配管可以改成每片板壳式换热板的上端接一根蒸汽支管的接入结构，所有的蒸汽支管再汇集到一根蒸汽分配总管，蒸汽分配总管再与蒸汽连接管相连，对加热板束下端的冷凝水收集管，也可采用同样的办法，改成每片板壳式换热板的下端接一根冷凝水收集支管，所有冷凝水收集支管再汇集到一根冷凝水收集总管后再与冷凝水排出管相连。这样的加热板束可以承受更高的板内压力，这也是加热蒸汽压力较高时蒸发设备所需要的。
[0015] 本实用新型曝汽推流蒸发器的循环阻力较低，通过蒸汽的曝汽，使混合二相流的高度和气泡的密度增加，从而增加循环的推动力提高循环流速，它与普通的中央循环管蒸发器相比由于加热板是流线形设计，流道阻力更低，导流筒外的循环流道截面更大也减少了循环阻力，因此与传热相关的板片间的流速更高，传热和抗结垢能力更强。由于沸腾产生含气泡的二相流的高度非常短，因此靠密度差产生循环推动力非常小，此时在导流筒内插入曝汽管，让蒸汽直接在导流筒的液相内曝汽，增加二相流的高度和气泡的密度，增加循环推动力，提高与传热相关的板片间的液相流速，增强蒸发器传热和抗结垢能力。其无循环泵，但通过曝汽同样可以达到增加循环推动力提高循环速度的目的。
[0016] 本实用新型的导流筒和加热板都是薄板结构，而且没有需大量进行钻孔加工的管板和支撑板，加热元件为薄板而非价格更高的加热管，因此材料省、成本低，又因加热管的结垢是圆筒状，受力后不容易破碎，因此加热板的结垢相比加热管的结垢清理更容易。附图说明
[0017] 图1是本实用新型曝汽推流蒸发器的结构示意图。
[0018] 图2是本实用新型曝汽推流蒸发器的俯视图。
[0019] 图3是一种加热板束的结构图。
[0020] 图4是耐压较高的加热板束结构图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。
[0022] 参见图1-2，本实施例曝汽推流蒸发器的外壳1顶部设二次蒸汽出口1-1、底部设有浓缩液出口1-3、侧壁设有稀液入口1-2、加热蒸汽接口2-1、曝汽管5的插入口5-1，蒸汽连接管2与加热蒸汽接口2-1采用焊接。
[0023] 加热板束7位于导流筒内，当加热板束7为多组并联时，蒸汽连接管2应有相对应的多个支管。蒸汽连接管2的下端伸入导流筒3之内与加热板束7的蒸汽分配管7-2的蒸汽接口相连，导流筒3通过导流筒支架4固定于外壳1的内侧，蒸汽分配管7-2连接一块或数块与其垂直的板壳式换热板7-1，加热板支撑架7-3垂直与一组加热板的两侧固定连接，加热板定距支架7-4也垂直与一组加热板的两侧固定连接、冷凝水收集管7-5通过冷凝水排出管8与冷凝水与不凝气出口8-1相连通。加热板束可通过支撑架7-3支撑在在导流筒内侧的支撑结构上，也可以通过蒸汽连接管2和冷凝水排出管8来支撑。
[0024] 当需要减少蒸汽连接管2对加热板束7的约束力时，可以在蒸汽连接管2上增加膨胀节；若需要减少冷凝水排出管8对加热板束7的约束力，可将冷凝水排出管8多拐几个弯，以增加冷凝水排出管8的柔性，对较粗的冷凝水排出管8也可以采用增加膨胀节的办法来增加柔性、减少约束力。
[0025] 当加热板束7尺寸太大时，可做成多组并联在导流筒3内。
[0026] 图3显示了一般状态所采用的加热板束7的结构图。
[0027] 图4是耐压较高时，通常加热蒸汽压力在0.2Mpa以上时所采用的加热板束7的结构图。板壳式换热板7-1的上端固定连接蒸汽分配支管7-2-2，蒸汽分配支管7-2-2的另一端与蒸汽分配总管7-2-1连通。板壳式换热板7-1的下端与冷凝水收集支管7-5-2固定连接，冷凝水收集支管7-5-2的另一端与冷凝水收集总管7-5-1连通。当然，根据需要，也可以带更多组的加热板束7。
[0028] 加热板束7由多片周边紧贴焊接、中间鼓起的板壳式换热板7-1纵向平行排列而成，板壳式换热板7-1通过定距支架7-4及加热板支撑架7-3连接成流道间隙均匀的加热板束7。板壳式换热板片通常由两块中间均匀分布有很多两板紧贴的焊点，周边两板紧贴焊接，其余区域鼓起的换热板焊接而成，中间均布的焊点使鼓起的换热板表面形成了许多有一定深度的窝，它不仅增加了换热面积也提高了板片的刚性和耐压能力。当然，板壳式换热板片还可以采用其它形式。
[0029] 加热板束7的上端焊接蒸汽分配管7-2，加热板束7的下端焊接冷凝水收集管7-5，蒸汽分配管7-2、加热板束7的板壳式换热板7-1与冷凝水收集管7-5合并组成了蒸汽加热的封闭空间，加热蒸汽从蒸汽分配管的接管口进入，再经蒸汽分配管进入各板壳式换热板加热，蒸汽在加热过程中冷凝成冷凝水与不凝气，再通过冷凝水收集管排出加热板束7。
[0030] 曝汽管5通过外壳1的曝汽管接口5-1和导流筒3上的套管6插入加热板束7下方的导流筒3的底部，套管6与导流筒3固定连接。为了防止曝汽管5振动，导流筒3的两侧都设有曝汽管套管6用于支撑曝汽管5，虽然曝汽管套管与曝汽管之间有一定的间隙，但它的液体漏入量与循环量相比是可以忽略的。当然也可以采用一定的结构减少液体漏入量。通过加热板束7下方插入的曝汽管5鼓入蒸汽，增加导流筒内鼓泡段的高度和蒸汽汽泡的密度，从而提高循环的推动力，提高板片间的循环速度。与现有技术即曝汽管设置于导流筒上部的结构相比，本实施例中，曝汽产生的气泡上浮过程将通过加热板之间的流道，从而增加了加热板外传热表面液体的扰动，其会进一步增强蒸发器传热和抗结垢能力。
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