一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的布膜装置的制作方法

本发明涉及一种布膜装置，特别是关于一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的布膜装置。

背景技术：

海洋温差能是指表层海水与深层海水(800m水深)之间所存在的大于20℃的恒定温差。在冷、热海水的驱动下，可加热某些低沸点工质并使之汽化以驱动汽轮机发电，并对工质蒸汽进行冷却液化。海洋温差能是海洋能中储量最大、最稳定的清洁可再生能源。我国南海温差能蕴藏量达3.67亿千瓦，按2％的利用率计算，年发电量达570亿度以上。

海洋温差能资源开发利用是保障岛礁电能的一个重要选项。由于远离大陆，岛礁供电以柴油发电为主，辅以太阳能和风能。受到台风和强降雨的影响，物资运送时间长、发电成本过高。电力供给不足、用电成本高影响了经济发展和居民生活质量。我国南海温差能资源丰富，如就地取材开发温差能，不仅有利于解决岛礁供电问题，还可助推海洋温差能产业化发展。

海洋温差能发电系统主要由蒸发器、冷凝器、透平、发电机、工质泵和海水泵组成，其基本原理是利用海洋表面的温海水加热某些低沸点工质，并使之汽化以驱动汽轮机发电。工质蒸汽通过与深层冷海水换热冷凝，经工质泵输送到蒸发器，完成一次循环。由于海洋温差较小，能量品味较低，使得海洋温差能发电系统热效率低，蒸发器尺寸大。同时，为解决岛礁供电问题，海洋温差发电系统需以支撑平台作为载体建造在海上，这就要求设备紧凑、占地面积小。因此，高效蒸发器的研发是提升系统热效率、减小设备占地面积，降低工程投资成本的关键。目前，海洋温差发电系统多采用满液式蒸发器，由于其管程与壳程流体间换热不充分，降低了换热系数，且壳侧流体压降大，容易造成蒸发器整体性能低。而滴淋式降膜蒸发器在换热管上形成膜状蒸发，可增大换热系数，且壳侧压降小，壳侧工质流量小，整机性能高。

降膜蒸发器布液装置是影响整机效率的关键。现有滴淋降膜蒸发器布液装置主要有分配板式和喷淋管式。现有分配板式滴淋降膜蒸发器，当分配板数较小时，降膜蒸发器只能部分管束降膜蒸发，其余管束为满液蒸发，使得换热效率低；当分配板数较大时，可实现全管束降膜蒸发，但此种结构滴淋速度小，降低了换热效率。现有喷淋管式滴淋降膜蒸发器通过在加热管束周围多方位设置喷淋管以及喷嘴，使得蒸发器加热管表面布膜均匀，且喷嘴雾化液滴速度较大，增加了滴淋速度，提高了换热效率，但由于喷淋管进口数多，安装不方便，不利于撬装化。

在现有文献具有新型分液装置的立式降膜蒸发器中，布液装置采用并联制冷剂进液笛形管和新型布液盘，制冷剂可均匀的分布在管束表面，但由于滴淋流速小，换热效率较小。现有文献卧管式喷淋降膜蒸发器的布膜装置中，采用在加热管束周围多方位设置了喷淋管及喷嘴，使得蒸发器下部的加热管表面布膜均匀，提高了蒸发器效率，但由于喷淋管进口数多，安装不方便，且该结构针对卧管式蒸发器进行设计，而受占地空间的限制，全海式海洋温差发电系统采用立管式蒸发器进行模块化设计，该结构不适用于立管式降膜蒸发器的布液过程。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的布膜装置，该装置能增加滴淋速度，提高其喷淋均匀性及蒸发器换热效率，且使得蒸发器安装方便，有助于撬装化设计。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的布膜装置，其特征在于：该装置包括喷淋管、喷嘴和加热管束；沿降膜蒸发器筒体长度方向间隔设置有若干所述喷淋管，每个所述喷淋管都围绕降膜蒸发器筒壁周向环绕一圈；靠近降膜蒸发器筒壁，每个所述喷淋管内侧都设置有所述喷嘴，所述喷嘴延伸至降膜蒸发器筒体内；位于降膜蒸发器筒体内设置有若干所述加热管束。

优选地，所有所述喷淋管通过管路并联，且所有所述喷淋管的进口并联后与工质进口管连接。

优选地，每个所述喷淋管内侧都间隔设置有四个所述喷嘴，四个所述喷嘴呈水平布置。

优选地，相邻两个所述喷嘴之间的夹角为90°。

优选地，所述喷嘴采用压力雾化喷嘴。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在立管式喷淋蒸发器换热管束周围布置压力雾化喷嘴，使得雾化液滴以较大的速度撞击换热管束，增加换热强度，且换热管束表面布膜均匀，可提高蒸发器换热效率。2、本发明采用环形喷淋管等间距布置，可使得蒸发器实现全管束降膜蒸发。3、本发明的喷淋管共用一个进口，安装方便，有助于设备撬装化。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的喷淋管结构示意图；

图3是本发明的喷嘴结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图3所示，本发明提供一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的布膜装置，其包括喷淋管1、喷嘴2和加热管束3。沿降膜蒸发器筒体长度方向间隔设置有若干喷淋管1，每个喷淋管1都围绕降膜蒸发器筒壁周向环绕一圈；靠近降膜蒸发器筒壁，每个喷淋管1内侧都设置有喷嘴2，喷嘴2延伸至降膜蒸发器筒体内。位于降膜蒸发器筒体内设置有若干加热管束3，通过喷淋管1和喷嘴2实现全管束降膜蒸发。

上述实施例中，所有喷淋管1通过管路并联，且所有喷淋管1的进口并联后与工质进口管连接，安装方便，有助于实现撬装化。

上述各实施例中，每个喷淋管1内侧都间隔设置有四个喷嘴2，四个喷嘴2呈水平布置，且相邻两个喷嘴2之间的夹角为90°，可以实现滴淋均匀分布，有效提升换热效率。

上述各实施例中，喷嘴2采用压力雾化喷嘴，压力雾化喷嘴雾化粒径较小，滴淋速度大，可增加雾化工质撞击加热管表面过程中的热量传递，提高蒸发器换热效率。

综上所述，本发明在使用时，液态工质通过工质进口管进入喷淋管1，均匀分配到并联喷淋管1中。液态工质经喷淋管1流入喷嘴2进行雾化进入降膜蒸发器筒体内，围绕加热管束3从不同角度进行布膜，以保证均匀分配到加热管束3表面。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的布膜装置，其特征在于：该装置包括喷淋管、喷嘴和加热管束；沿降膜蒸发器筒体长度方向间隔设置有若干所述喷淋管，每个所述喷淋管都围绕降膜蒸发器筒壁周向环绕一圈；靠近降膜蒸发器筒壁，每个所述喷淋管内侧都设置有所述喷嘴，所述喷嘴延伸至降膜蒸发器筒体内；位于降膜蒸发器筒体内设置有若干所述加热管束。本发明结构安装方便，有助于实现撬装化。

技术研发人员：李大树;张理;岳娟
受保护的技术使用者：中国海洋石油总公司;中海油研究总院
技术研发日：2017.05.12
技术公布日：2017.07.14