专利名称：大型板式蒸发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对液体进行蒸发浓缩的大型设备，特别是适用于造纸行业对废水进行处理的蒸发浓缩设备，其单台设备的蒸发量可达100t/h。本实用新型中包括支架，设于支架上的外壳，设于外壳内部的由蒸发板片束构成的在外壳内采用悬挂结构固定的加热元件，设于加热元件上的加热蒸汽进口管和冷凝水排出管，设于外壳上的二次蒸汽出口管和冷凝液出口，被蒸发液体进口管，设于被蒸发液体进口管与加热器板片顶部的液膜分配器，以及设于二次蒸汽排出管上游的除沫器。
背景技术：
随着我国造纸企业的迅速发展，纸浆产量越来越大，造纸废液量也随之增大，废液处理系统的蒸发站如果采用现有结构尺寸的板式蒸发器(注现有技术中蒸发器的最大板片结构尺寸为1.22×7.32)，则必然使单台设备的壳体直径很大，而且多个板束在壳体内组装也使其工艺和内部的管线更为复杂化，其设备结构设计难以作到合理、经济。另外，由多台板式蒸发器组成的多效蒸发站占地面积也较大。现有技术中也有采用多列蒸发站方式的，这种方式虽然可以使单台设备的结构尺寸减小，但整个蒸发站占地面积会更大，整个系统管线及控制更为复杂，相应的投资也会很大。因此，为适应造纸企业的发展，开发研制出一种大型板式蒸发器已刻不容缓。
发明内容
本实用新型提供一种可克服现有技术不足的大型板式蒸发器。
本实用新型所采用的蒸发器加热板片宽度为1.22～1.5米，长度为7.5～12.0米，其板腔内部的宽度为15～20毫米。
由于本实用新型采用了更大的加热器板片结构，虽然可以解决现有技术中大直径蒸发器设计、制造工艺的困难，以及设备管线复杂，占地面积大的不足，但大板片结构也会带来一些不足。如随板腔空间加大，随蒸汽一同进入板片内腔的不冷凝气体数量也会增多，并会在板腔内聚集，造成换热效率降低；由于装置变大使其热变形加大；由于板片加长，在装置工作时板片下部可能热效率变的更低，等。为解决这些因板片加大可能产生的问题，本实用新型采取如下技术措施在加热元件上设有不凝气排出管，以便于不凝气排出。
在冷凝水出口接管和不凝气排出接管上分别设膨胀节，以克服装置受热后产生的形变而造成装置受损破坏。
在外壳内至少设有一组用于对悬挂固定的加热器进行横向约束的支架，以约束长板片在悬挂固定时其下端产生的横向摆动。
为解决加热器板片加长，造成板片下端温度较低的不足，本实用新型在加热蒸汽进口管上设置有将部分蒸汽引入加热器下端的补充进汽管，补充进汽管接入加热器的位置位于加热器板片高度的三分之二至二分之一处。
同时在外壳上设有膨胀节，以克服装置外壳的热变形引起的诸多问题。
本实用新型还可以在加热器的下端设有将部分蒸汽引入加热器下端的补充蒸汽进入管，所设的补充蒸汽进入管与加热器间的接口位于加热器板片高度的三分之二至二分之一处，在加热器板片板腔的内部且在补充蒸汽进入管与加热器间的接口处之上设有上部冷凝水不完全隔道和上段冷凝水排出管，以及上段不凝气排出口。这一结构可以使加热器板腔上部产生的冷凝水汇集于不完全隔道内，并从上段冷凝水排出管排出系统，而集聚于加热器板片上部的不凝气通过上段不凝气排出口排出系统，同时加热蒸汽可以通过补充蒸汽进入管再加热器板片内腔的下端，使装置整体蒸发效率提高。
为克服装置的热变形，本实用新型在于外壳上设有膨胀节，所述的膨胀节应设置于加热蒸汽管与下端蒸汽进入管之间。
本实用新型具有如下优点1、由于本实用新型采用了更大的板片尺寸，可以使单台设备的壳体外径不至于很大，而且板束在壳体内管线组装较为简单化，其设备结构设计可以更为合理、经济，还可以减小蒸发站占地的面积；2、由于在加热元件上设置有不凝气排出管，可以使随蒸汽带入的不凝气体逸出，避免不凝气体在加热元件内的聚集，使装置的换热效率有所提高。特别是本实用新型设置上端不凝气排出管和位于加热器下部的不凝气排出管，可以使较大的加热腔体内的不凝气及时排出；3、采用在外壳内悬挂结构固定加热元件的结构，同时在冷凝水出口接管和不凝气排出接管上，以及外壳上分别设置膨胀节，克服了设备因冷热变形而引起的诸多弊端，缓解热膨胀引起的热应力；4、本实用新型采用补充蒸汽进入管向加热板片的下部提供加热蒸汽，可以克服过长的板腔其下部温度变低的不足；5、特别是本实用新型采用设置不完全隔道、上段不凝气排出管和上段冷凝水排出管，以及补充蒸汽进入管的结构，使加热器板片上部的不冷凝气可以及时排出，又可以使已经冷凝的冷凝水排出，同时可以引入加热蒸汽，使加热器板腔下部充分加热，使系统的蒸发效率得以充分提高，充分发挥本实用新型的优点。
附图1为本实用新型第一种最佳实施例的剖面示意图，附图2为本实用新型第二种最佳实施例的剖面示意图，附图3为本实用新型的第二种实施例中板内部结构示意图。附图4为附图3中A-A位剖面示意图。
图中1为冷凝水出口管，2为支座，3为人孔，4和15是不凝气出口管，5为外壳，6为对悬挂固定的加热器7板束进行横向约束的支架，7是加热器，8是加热蒸汽进口管，9是液膜分配器，10是溶液进口管，11是位于二次蒸汽出口管上游的除沫器，12是封头，13是二次蒸汽出口管，14是溶液出口管，16是设于溶液进口管上的膨胀节，17是设于溶液出口管上的膨胀节，18是设于外壳上的膨胀节，19是本实用新型的第一种实施例中补充蒸汽进入管(参见附图1，在图中为使图面简洁，仅画出了位于右侧板片的补充蒸汽进入管，而省略了左侧板片的补充蒸汽进入管)，20是本实用新型第二种实施例中补充蒸汽进入管，21是本实用新型第二种实施例中板腔上端冷凝水排出管，22是本实用新型第二种实施例中板腔上段不冷凝气排出管，23为本实用新型第二种实施例的板腔内的不完全隔道，24为板片上所设的半球泡状凸起，25为第二实施例中上段不凝气和冷凝水出口。
具体实施方式
本实用新型以下结合实施例说明由附图1可见，本实用新型的第一种实施例是在其上带有膨胀节18的外壳5内，用支架悬挂固定有由板片构成的加热器7。在加热蒸汽进口管8和冷凝水出口管与加热器7相接的位置分别设有不凝气出口管4和15。液体进口管10的下游设有液膜分配器9，并通过液膜分配器将被蒸发液体均匀分布于加热器的板片外部。在二次蒸汽出口管13的上游设有除沫器11。同时在液体进口管10上和溶液出口管14上还分别设有膨胀节16和17。另外，本实用新型上还设有支座2和人孔3。从图中还可见，在加热蒸汽进口管8上设置有将部分蒸汽引入加热器下端的补充进汽管19，且管19进入加热器7的板腔内的入口是位于板片总高度的三分之一至二分之一处。另外，在装置内设置有对悬挂固定的加热器7进行横向约束的支架6。
本实施例的工作原理是待蒸发溶液由循环泵打入溶液进口10，进入液膜分配器9后被均匀地分布于加热器7的换热元件表面上(即板片外表面上)，并成膜状自上而下流动，蒸汽由蒸汽进口8进入加热器7的内腔，与其外表面的液膜进行热交换，使其外表面上的溶液被不断蒸发，产生的二次蒸汽在减压系统抽吸作用下经过除沫器11后由二次蒸汽出口13排出，浓缩溶液浓度达到设定值时由溶液出口管14排出。加热蒸汽换热后变成冷凝水由冷凝水出口1排出，蒸汽中混有的不凝气由不凝气出口4/15排出。由于本实用新型的板式蒸发器热交换符合薄膜传热机理，同时由于设置有补充加热蒸汽进入管19，可以使板腔下部充分被加热，故其传热效率高，蒸发强度较大。
本实用新型的第二种实施例参见附图2，其基本结构与第一实施例相同，但本实施例中的补充蒸汽进入管22是从壳体上直接引入，同时在其板腔内且在补充蒸汽进入管22的上边设置有不完全隔道23，参见附图3。补充蒸汽进入管22设置的位置应当在板高度的三分之一至二分之一处。由图3可见在板腔内所设的不完全隔道23仅封闭了板宽的五分之四左右，仍留有约五分之一的通道与下段板腔导通，不完全隔道23的出口25接上端冷凝水排出管21和上段不冷凝气排出管22。从图3和图4中还可见在各板片上设有半球泡状凸起24，在形成板腔时将两个板片的半球泡状凸起24相对排列，这样可以使蒸汽进入板腔后产生扰动喘流，提高热交换效率。
第二实施例的基本工作原理与第一实施例相似，但由于本例中设置了不完全隔道23，在工作时板腔内部上段形成的冷凝水和不凝气汇集于不完全隔道，并经设于出口25上的上段不冷凝气排出管21和上段冷凝水排出管22分别排出。由于上段的冷凝水被排出，加之补充蒸汽的引入，可以使下段板腔保持较高的换热效率。
需特别说明的是，第一实施例的板片上也应当设置半球状凸起结构。
权利要求1.一种大型板式蒸发器，包括支座，设于支架上的外壳，设于外壳内部的由蒸发板片束构成的在外壳内采用悬挂结构固定的加热元件，设于加热元件上的加热蒸汽进口管和冷凝水排出管，设于外壳上的二次蒸汽出口管和冷凝液出口，被蒸发液体进口管，设于被蒸发液体进口管与加热器板片顶部的液膜分配器，以及设于二次蒸汽排出管上游的除沫器，其特征在于蒸发器的板片宽度为1.22～1.5米，蒸发器的板片长度为7.5～12.0米，其板腔内部的宽度为15～20毫米。
2.根据权利要求1所述的大型板式换热器，其特征在于加热元件上设有不凝气排出管。
3.根据权利要求2所述的大型板式蒸发器，其特征在于冷凝水出口接管和不凝气排出接管上分别设膨胀节。
4.根据权利要求3所述的大型板式蒸发器，其特征在于外壳内至少设有一组用于对悬挂固定的加热器进行横向约束的支架。
5.根据权利要求1至4所述的任一大型板式蒸发器，其特征在于在加热蒸汽进口管上设置有将部分蒸汽引入加热器下端的补充进汽管，补充进汽管接入加热器的位置位于加热器板片高度的三分之二至二分之一处。
6.根据权利要求5所述的大型板式蒸发器，其特征在于外壳上设有膨胀节。
7.根据权利要求1至4所述的任一大型板式蒸发器，其特征在于在加热器的下端设有将部分蒸汽引入加热器下端的补充蒸汽进入管，补充蒸汽进入管与加热器间的接口位于加热器板片高度的三分之二至二分之一处，在加热器板片板腔的内部且在补充蒸汽进入管与加热器间的接口处之上设有上部冷凝水不完全隔道和上段冷凝水排出管，以及上段不凝气排出口。
8.根据权利要求7所述的大型板式蒸发器，其特征在于外壳上设有膨胀节，膨胀节设置于加热蒸汽管与下端蒸汽进入管之间。
专利摘要本实用新型涉及一种对液体进行蒸发浓缩的大型设备。本实用新型中包括支架，设于支架上的外壳，设于外壳内部的由蒸发板片束构成的在外壳内采用悬挂结构固定的加热元件，设于加热元件上的加热蒸汽进口管和冷凝水排出管，设于外壳上的二次蒸汽出口管和冷凝液出口，被蒸发液体进口管，设于被蒸发液体进口管与加热器板片顶部的液膜分配器，以及设于二次蒸汽排出管上游的除沫器，本实用新型所采用的蒸发器加热板片宽度为1.22～1.5米，长度为7.5～12.0米，其板腔内部的宽度为15～20毫米。
文档编号C02F1/04GK2723428SQ20042008599
公开日2005年9月7日 申请日期2004年9月10日 优先权日2004年9月10日
发明者张培洲, 王有旭, 张兵 申请人:张培洲, 王有旭