一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器，其中水平板壳式降膜抗垢蒸发器传热板片束包括若干块相互平行且竖直并列设置的传热板片形成传热板片束，传热板片束上设有超声传振杆，超声传振杆与传热板片束相垂直，超声传振杆的一端连接超声换能器，其特征在于，每块传热板片的两侧设有若干个相通的菱形腔，相邻传热板片之间的菱形腔上下交错设置。传热板片一侧底部的菱形腔为蒸汽入口，传热板片另一侧底部的菱形腔为冷凝水出口。本实用新型专利技术采用上大下小的异形菱形腔有效地提高了蒸发效率，通过刮片结合超声传振杆使传热板片在运行过程中始终保持高频低振幅的波动，实现在线防垢除垢能力。本实用新型专利技术的应用范围广且结构简单稳定。单稳定。单稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器


[0001]本技术涉及水平管降膜蒸发器，特别是涉及一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器。

技术介绍

[0002]水平管降膜蒸发技术是一种利用菱形腔外溶液蒸发、管内蒸汽冷凝的双侧相变而产生热量传递的高效传热技术，具有传热性能好、传热温差损失小、易于实现多效操作、蒸发强度高等优点，尤其在小热流密度和小温差下，仍然具有很高的传热系统，其传热系数比浸没式池式沸腾高5倍以上，比垂直管降膜蒸发器高1倍左右，已经广泛应用于海水淡化、制冷、化工、高盐废水蒸发和低品位余热利用等领域。
[0003]传统的水平管降膜蒸发器所采用的传热管为圆形管，各圆形管呈矩形阵列或三角阵列布置。这种传热管及结构会有以下三个问题：一、蒸发过程中容易出现液膜偏流现象，不但影响蒸发效率而且容易出现结疤和干壁问题；二、当液膜滴落在圆形管壁外会产生飞溅而无法吸收传热管的热量，而降低蒸发效率；三、传热管内产生的冷凝水积聚会同时又不能及时排出，占用蒸气冷凝放热传热面积，也影响蒸发效率；四、传热菱形腔外部结垢问题无法解决，严重影响蒸发效率；五、没有强化传热功能。
[0004]理论和实践都证明，板式降膜蒸发器具有蒸发能力大，汽耗低的优点，但最大的问题是板片的结垢，而结垢清理目前还没有最理想办法。市场上的板式降膜蒸发器多采用复杂的预处理方式以减少结垢问题的发生，使投资增加和工艺复杂；目前板式降膜蒸发器只用在结垢不严重的蒸发领域。
[0005]另外，研究发现椭圆管的水平管降膜蒸发传热性能是圆管的1.93～1.96倍。研究还发现在横截面周长相等的情况下，圆管、椭圆管、类蛋形管所形成的膜厚依次降低，液体厚度越薄越有利于热量的传递，因此，圆管、椭圆管、类蛋形管的传热效率依次增大。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器，有效的解决偏流、液膜飞溅、快速排出冷凝水、在线高效防垢及强化传热的问题。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0008]一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器，包括若干块相互平行且竖直并列设置的传热板片形成传热板片束，所述传热板片束上设有至少一根超声传振杆，所述超声传振杆与传热板片束相垂直，所述超声传振杆的一端连接超声换能器，其特征在于，所述每块传热板片的两侧设有若干个相通的菱形腔，所述相邻传热板片之间的菱形腔上下交错设置。所述传热板片一侧底部的菱形腔为蒸汽入口，所述传热板片另一侧底部的菱形腔为冷凝水出口。
[0009]优选地，所述菱形腔四条边中的上两边形成的夹角大于下两边形成的夹角。
[0010]优选地，所述相邻的传热板片之间设有刮板，所述刮板采用弹性金属板。
[0011]优选地，所述刮板上设有多组刮板，所述刮片与刮板一体成型。
[0012]优选地，所述弹性金属板的刮板通过激光切割和折边的方式制成刮板上的刮片，所述刮片垂直设置在刮板上，且刮片的端头与菱形腔相接触。
[0013]优选地，所述多组刮板通过间隔交错的方式设置在刮板的两侧面。
[0014]优选地，所述刮板通过刮板支撑板设置在传热板片之间，所述刮板支撑板与刮板一体成型。
[0015]优选地，所述超声传振杆与蒸发器壳体采用盘根式软连接。
[0016]与现有技术相比本技术具备以下有益效果：
[0017]1、菱形腔外传热效率高：水平传热管采用了上大下小的菱形截面结构，类似于类蛋形管。所形成的液膜厚度较其它管型薄而且均匀，从而有利于热量的传递。由加工特点决定了上下水平管之间有肋片连接，增加了水平管的传热面积，同时防止液滴飞溅的发生。
[0018]菱形腔外强化传热：由于传热面始终处于超声振动过程中，破坏了热阻较大的液膜滞留层，从而使液膜进一步减薄，同时使被蒸发流体在流动过程中的流速大小和方向不断改变，加剧了流体的湍流效应。另外，传热面的超声振动可以使菱形腔外的汽化核心增多，实现了沸腾强化传热；传热面在超声驱动下其金属质点产生高速椭圆运动，可改善界面流速、瑞动度、界面温度变化及伴随的效应，有效破坏了被蒸发流体滞流层的热阻和流动阻力，实现对流强化传热。即使不考虑传热板片结垢影响传热的问题，本技术蒸发器的传热效率也是得到强化的。
[0019]2、管内传热效率高：水平传热管下端呈V字形，冷凝水水位较高，再加上和水平面有一定的角度设置，能够使冷凝水快速流出，从而减少冷凝水所占空间，增大了管内蒸气的冷凝传热空间，提高传热效率。
[0020]管内强化传热：每个菱形腔板束在正常蒸发过程中始终有超声能量驱动，可以使管内原来的蒸气膜状冷凝转变为珠状冷凝，即传热管上的超声能量可以持续的清除管内壁上的凝结液而使金属裸露，减少了液膜的热阻，因而有很高的传热系数，可以使蒸气冷凝相变的传热系数高达同样情况下膜状凝结的10倍。
[0021]3、在线防垢除垢：首先本技术中采用板式传热元件，即使传热板片外壁结垢，由于结垢物质不会发生类似圆管结垢的搭桥或内部支撑等问题而粘附不牢。再加上传热板片的上端头用超声传振杆焊接，超声传振杆一端伸出壳体的外面，超声传振杆和壳体之间采用盘根方式密封。超声传振杆端焊接超声换能器，它接受超声波控制器的超声驱动，将电能转换为功率超声波能量，并通过超声传振杆将该能量传递到斜板加热器每个的每个传热板片上，使传热板片在运行过程中始终保持高频低振幅的波动，这种波动可以使传热板片的金属质点产生高速的椭圆运动，对附着在上面的污垢产生和传热板片水平方向的剪切力和垂直方向的剥离力，即使附着的污垢及时快速剥离，从而产生很好的在线防垢除垢能力。
[0022]本技术的有益效果还表现在，超声能量通过传振杆直接传递到传热板片上，超声能量不会被换热器壳体吸收消耗，在保证在线除垢防垢效果的基础上，最大限度的减少了超声波除垢装置的使用数量，从而有效的降低了制造成本。
[0023]对后面设备的防垢效果表现在：被超声能量清理下来的结垢物质会有很多细小的垢质颗粒不会沉降在下面的锥斗里面，而是随波逐流混合在后续的流体之中，细小的垢质颗粒变成为预结垢的晶种，由于晶种和被蒸发液体中结垢物质的结合能力远大于管道金属壁和液体中结垢物质的结合力，这样可以有效避免或减轻后续传热设备和管道的结垢问
题。
[0024]4、可以配合多种在线除垢技术：本技术的板式结构蒸发器传热板片束，单独依靠超声在线防垢除垢可以有效解决绝大多数无机盐垢质在金属传热板片上的附着问题，但应用在一些粘性大、纤维长、流动性差等有机物蒸发，或应用在结晶结焦速度快等特殊领域，需要有其它配套技术来辅助超声在线防垢除垢技术，以实现高效稳定的蒸发运行状态。由于本技术采用的是水平管式板式结构蒸发器，就可以很方便的应用刮板辅助除垢技术。本技术中所使用的刮板装置具有以下特点：
[0025]（1）刮板结构简单、重量轻、性能可靠。采用在一张金属板式切割左右两侧折边的方式加工制造成型，刮片伸缩性大，能够和凸凹不平的传热面保持接触，具有重量轻、结构简单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器，包括若干块相互平行且竖直并列设置的传热板片（1）形成传热板片束，所述传热板片束上设有至少一根超声传振杆（3），所述超声传振杆（3）与传热板片束相垂直，所述超声传振杆（3）的一端连接超声换能器（4），其特征在于，所述每块传热板片（1）的两侧设有若干个相通的菱形腔（2），所述相邻传热板片（1）之间的菱形腔（2）上下交错设置；所述传热板片（1）一侧底部的菱形腔（2）为蒸汽入口（5），所述传热板片（1）另一侧底部的菱形腔（2）为冷凝水出口（6）。2.根据权利要求1所述的一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器，其特征在于，所述菱形腔（2）四条边中的上两边形成的夹角大于下两边形成的夹角。3.根据权利要求1所述的一种水平板壳式降膜抗垢蒸发器，其特征在于，所述相邻的传热板片（1）之间设有刮板（7），所述刮板（7）采用弹性金属板。4.根据权利要求3所述的一种水平板壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱萍，于进春，周继德，吴冰玉，王蓉，褚兴全，
申请(专利权)人：上海兴全电力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：