一种高效相变板式蒸发器的制作方法

本实用新型涉及蒸发浓缩技术领域，具体涉及一种高效相变板式蒸发器。

背景技术：
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在食品、制药和污水处理等领域蒸发浓缩工艺中，目前应用比较广泛的蒸发器为管式蒸发器。该类型蒸发器具有结构简单，加工方便等优点，但也存在换热效率低、体积大、易结垢、维护频繁等缺点，为了克服以上缺点，人们加大了相变板式蒸发器的研究。

现有的普通相变板式蒸发器与常用的板式换热器的结构差别不大，仅根据流体相变流量的变化，在进出口管径方面做了调整，当其应用于蒸发浓缩工艺时，溶液在流动过程中会不断发生蒸发相变，产生大量蒸汽，溶液和蒸汽混合在一起流动，由于蒸汽无法及时排出，凝聚出越来越多的囊状气泡，减小了溶液与板片接触的换热面积，极大的影响了蒸发器的换热效果。因此，现有技术有待改进和发展。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种高效相变板式蒸发器，结构紧凑、体积小、不易结垢、易于拆洗和维护，通过对板式蒸发器管道的合理布置和流道的优化设计，使得蒸发侧溶液蒸发浓缩产生的蒸汽、浓缩液分别向上、下不同方位出口流动，将溶液中的蒸汽迅速的分离导出，避免了气泡凝聚，减小了囊状气泡对传热的影响，同时高效地实现沸腾传热和汽液分离；并且，使得冷凝侧高温二次蒸汽冷凝相变产生的冷凝液，快速及时排出，减小了搭桥液对传热的影响；从而极大的提高了蒸发换热效率，解决了现有相变板式蒸发器换热效率不高的问题。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：

一种高效相变板式蒸发器，包括多个蒸发换热板片，所述蒸发换热板片设在前端板和后端板之间，所述前端板和后端板通过拉杆连接，所述蒸发换热板片顶端中央设有悬挂孔，底端中央设有定位孔，蒸发换热板片通过悬挂孔与支柱上端固定连接的上导轨悬挂连接，通过定位孔与支柱下端固定连接的下导轨连接；所述支柱固定连接在底座上；所述蒸发换热板片分为蒸发侧和冷凝侧；蒸发侧为待蒸发原液吸热发生蒸发相变的一侧，所述蒸发侧设有原液入口和浓缩液出口各一个，并设有两个蒸汽出口；原液入口和浓缩液出口分别设在蒸发换热板片底端左右两侧，蒸汽出口设在蒸发换热板片顶端左右两侧；所述蒸发侧由下至上依次为原液入口或浓缩液出口、下导流区、传热区、上导流区、蒸汽出口；所述下导流区和部分传热区被中央的分隔槽分隔为左右两部分；原液入口、下导流区、传热区、上导流区、蒸汽出口和浓缩液出口相连通，构成待蒸发原液及其吸热发生蒸发相变、汽液分离后的蒸汽、浓缩液的流通通道；所述冷凝侧为高温二次蒸汽放热发生冷凝相变的一侧，冷凝侧设有二次蒸汽入口、二次蒸汽出口各一个，所述二次蒸汽入口设在蒸发换热板片顶端中央，二次蒸汽出口设在蒸发换热板片底端中央，所述冷凝侧由上至下依次为相连通的二次蒸汽入口、上导流区、传热区、下导流区、二次蒸汽出口，构成了高温二次蒸汽及其发生冷凝相变后的低温二次蒸汽和冷凝液的流通通道。

所述的前端板设有原液入口、浓缩液出口、蒸汽出口、二次蒸汽入口和二次蒸汽出口。

所述的后端板在蒸发换热板片的浓缩液出口、蒸汽出口对应的位置处分别设置有浓缩液出口法兰视镜、蒸汽出口法兰视镜。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、体积小、不易结垢、易于拆洗和维护，通过对板式蒸发器管道的合理布置和流道的优化设计，使得蒸发侧溶液蒸发浓缩产生的蒸汽、浓缩液分别向上、下不同方位出口流动，将溶液中的蒸汽迅速的分离导出，避免了气泡凝聚，减小了囊状气泡对传热的影响，同时高效地实现沸腾传热和汽液分离；并且，使得冷凝侧高温二次蒸汽冷凝相变产生的冷凝液，快速及时排出，减小了搭桥液对传热的影响；从而极大的提高了蒸发换热效率，解决了现有相变板式蒸发器换热效率不高的问题。

附图说明：

图1是本实用新型板式蒸发器的主视图；

图2是本实用新型板式蒸发器的左视图；

图3是本实用新型板式蒸发器的右视图；

图4是本实用新型板式蒸发器的蒸发换热板片主视图。

其中，1、前端板，2、蒸发换热板片，3、后端板，4、支柱，5、上导轨，6、拉杆，7、下导轨，8、底座，9、原液入口，10、蒸汽出口，11、浓缩液出口，12、二次蒸汽入口，13、二次蒸汽出口，14、蒸汽出口法兰视镜，15、浓缩液出口法兰视镜，16、上导流区，17、下导流区，18、传热区，19、分隔槽，20、悬挂孔，21、定位孔。

具体实施方式：

以下是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。

如图1-图4所示的一种高效相变板式蒸发器，包括多个蒸发换热板片2，所述蒸发换热板片2设在前端板1和后端板3之间，所述前端板1和后端板3通过拉杆6连接，所述蒸发换热板片2顶端中央设有悬挂孔20，底端中央设有定位孔21，蒸发换热板片2通过悬挂孔20与支柱4上端固定连接的上导轨5悬挂连接，通过定位孔21与支柱4下端固定连接的下导轨7连接；所述支柱4固定连接在底座8上；所述蒸发换热板片2分为蒸发侧和冷凝侧；蒸发侧为待蒸发原液吸热发生蒸发相变的一侧，所述蒸发侧设有原液入口9和浓缩液出口11各一个，并设有两个蒸汽出口10；原液入口9和浓缩液出口11分别设在蒸发换热板片2底端左右两侧，蒸汽出口10设在蒸发换热板片2顶端左右两侧；所述蒸发侧由下至上依次为原液入口9或浓缩液出口11、下导流区17、传热区18、上导流区16、蒸汽出口10；所述下导流区17和部分传热区18被中央的分隔槽19分隔为左右两部分；原液入口9、下导流区17、传热区18、上导流区16、蒸汽出口10和浓缩液出口11相连通，构成待蒸发原液及其吸热发生蒸发相变、汽液分离后的蒸汽、浓缩液的流通通道；所述冷凝侧为高温二次蒸汽放热发生冷凝相变的一侧，冷凝侧设有二次蒸汽入口12、二次蒸汽出口13各一个，所述二次蒸汽入口12设在蒸发换热板片2顶端中央，二次蒸汽出口13设在蒸发换热板片2底端中央，所述冷凝侧由上至下依次为相连通的二次蒸汽入口12、上导流区16、传热区18、下导流区17、二次蒸汽出口13，构成了高温二次蒸汽及其发生冷凝相变后的低温二次蒸汽和冷凝液的流通通道。

所述的前端板1设有原液入口9、浓缩液出口11、蒸汽出口10、二次蒸汽入口12和二次蒸汽出口13。

所述的后端板在蒸发换热板片2的浓缩液出口11、蒸汽出口10对应的位置处分别设置有浓缩液出口法兰视镜15、蒸汽出口法兰视镜14。

具体工作过程如下：待蒸发浓缩的原液由蒸发侧底部左侧的原液入口9进入，经过左侧下导流区配流后，均匀进入左侧传热区，向上流动至分隔槽上部，向右流动进入右侧传热区，然后向下流动，流动过程中溶液被冷凝侧的二次蒸汽入口12进入的高温二次蒸汽连续加热，不断发生蒸发相变，蒸发浓缩后的浓缩液由右侧下导流区汇流后，经浓缩液出口11排出，大部分蒸发出来的相变蒸汽，在传热区18上部与溶液实现汽液分离，经上导流区16汇流后，通过顶部两侧的蒸汽出口10排出。高温二次蒸汽由冷凝侧的顶部中央的二次蒸汽入口12进入，经过上导流区16配流后，均匀进入传热区18与蒸发侧液体进行热交换，发生冷凝相变，然后经换热后的低温二次蒸汽和冷凝水经过下导流区17汇流后，由底部中央的二次蒸汽出口13排出。