小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蒸发器，具体涉及一种小温差管壳程变空间的无折流板的高效节能降膜蒸发器。
【背景技术】
[0002]在节能减排低碳经济发展的形势下，设计实用新型了小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器，实现蒸发器管/壳程空间可控的流动，提高传热效率20-40%降低运行阻力节能30-70%。采用SP管/PS管可使降膜蒸发器节材15-30%，体积小20-40%、重量减少30%。实现了产业化成套装备技术设计软件及版权。HPMVR多效蒸发热栗节能系统采用SP/PS新型小温差高效蒸发器，应用于多效蒸发、海水淡化、污水治理、高浓度含盐废水处理、垃圾浓缩液处理，相对于多效蒸发系统可节能70-90%，1-2年即可回收投资。其关键是高效蒸发器变空间、无折流板设计制造技术。高效蒸发器采用SP元件提高传热效率15-30% ;SP管变空间设计技术可减少流体流动的阻力，可实现节能20-35%。体积小20-35 %节材重量减少30-40 %的。
[0003]传统的立式降膜蒸发器采用普通圆管，壳程介质为高温蒸汽，管程介质为原料蒸发液，传热面积利用率低，存在传热效率低，易结垢，流动阻力大，流体横向冲刷管束易诱发振动等缺点。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、传热效果好、使用寿命长的高效降膜蒸发器。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器，其整体为立式管壳式蒸发器结构，所述的立式管壳式蒸发器结构包括壳体、上封头、下筒体、下封头、管板及换热管束，所述的上封头设在壳体的上端，所述的下筒体设置于壳体的下端和下封头之间，所述的管板设有两个，分别设在上封头与壳体的连接处及下筒体与壳体的连接处，所述的换热管束设在壳体内，所述的换热管束由若干换热管构成，换热管的上下两端分别与相应管板连通，换热管内部空间为管程，换热管外部的壳体内空间为壳程，所述的换热管为螺旋扭曲扁管，相邻换热管之间的长轴相互接触以形成自支撑结构。
[0007]所述换热管包括入口端圆管管段、扭曲扁管管段以及出口端圆管管段，所述入口端圆管管段和出口端圆管管段的一端分别固定连接于扭曲扁管管段的两端，所述入口端圆管管段的另一端分别穿过上封头与壳体的连接处的管板与上封头连通，所述出口端圆管管段的另一端穿过下筒体与壳体的连接处的管板与下筒体连通，所述相邻换热管之间依靠扭曲扁管管段的长轴相互接触。
[0008]所述的扭曲扁管管段为由圆形管压成椭圆形管后，沿椭圆形管的轴向按扭矩200?270N.m扭转而成的螺旋状结构。
[0009]扭曲扁管管段与入口端圆管管段(或出口端圆管管段)的长度比是3?5:1?2。
[0010]所述的入口端圆管管段、扭曲扁管管段以及出口端圆管管段一体成型。
[0011]所述的换热管之间采用三角形或六边形或正方形排布。
[0012]所述的壳体的上、下两侧分别设有壳程蒸汽入口和壳程冷却液出口，所述的壳程蒸汽入口和壳程冷却液出口均与壳程相连通。
[0013]所述的上封头和下封头上设有一管程料液入口和浓缩液出口，所述的管程料液入口和浓缩液出口分别与上封头和下筒体相连通。
[0014]所述下筒体的侧面通过分离器接管与分离器连接。
[0015]所述分离器包括分离器筒体以及设置于分离器筒体上、下两端分离器气相出口和分呙器液相出口。
[0016]所述壳体的上、下侧分别设有一与壳程相连通的排气口和壳程放净口。
[0017]本实用新型结构减少了壳程流通空间，而采用变截面扭曲扁管，其壳程流体流动为变空间纵向流动，管程为变截面立体结构，其管程液膜流动为变空间螺旋流动。
[0018]其操作原理:高效蒸发器采用SP (钢塑复合管)元件，需浓缩的液体进入SP螺旋换热椭圆管顶部，沿着螺旋加热椭圆管管内壁形成旋转离心力，液体薄紧贴管壁膜向下流动。在这个过程中由于管外的加热，管内液膜开始沸腾并部分蒸发。液膜的向下运动最初是由于重力和螺旋加热椭圆管离心力作用，而后管内蒸汽不断生成，向下流动的蒸汽带动液膜使之向下的运动加快。在列管下部及其下游的离心分离器中，剩余的液体和蒸汽得以分离。为了保证降膜蒸发器的功能，全部加热表面、尤其是加热管下部区域能够被液体充分均匀润湿是非常必要的。否则将出现局部干壁，从而导致严重的结壳现象。因此，本项目高效蒸发器采用SP元件，向下运动的液膜利用重力和螺旋加热椭圆管产生的离心力作用，迫使液体薄紧贴管壁膜向下流动，保证降膜蒸发器的全部加热表面被液体充分均匀润湿，避免了局部干壁现象，从而可防止严重的结壳现象。另外，在壳程的加热蒸汽逐渐冷凝，蒸汽在壳程的空间变小；而管内的液体不断蒸发，体积变大，通过改变SP管结构，可以调整这种小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器的管壳程空间，以适应蒸发器管内外的流体的体积变化。
[0019]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果:
[0020](I)本实用新型的小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器省去了传统降膜蒸发器的折流板结构，利用变截面扭曲扁管的几何结构实现换热管的自支撑；
[0021](2)由于特殊的SP螺旋椭圆换热管和无折流板的安装结构，产品通道和加热通道交替形成，能形成强烈的扰流，提高传热效率；
[0022](3)产品和加热介质在各自的相应通道内呈逆流流动，设计的管间距和特制螺旋管产生强烈的湍流，从而得到理想的热能传递。
[0023](4)强烈的热传递使产品沸腾，同时生成的蒸汽带动残留液形成向上爬升的液膜，进入板片组的蒸汽通道内。残留液和蒸汽在下游的离心分离器中得以分离。
[0024](5)流体与换热管间有一定的螺旋倾角，流体螺旋状的绕过换热管束，实现有效的冲刷，流动阻力小，不存在滞流死区减少污垢的沉积；
[0025](6)宽的入口管道和向上运动保证了在热交换器的全部横截面上达到理想分布。
[0026](7)换热管连续的螺旋结构和变径部分的支撑减小了管子间的跨距，使得换热管的固有频率避开了流体的激振频率，避免了因共振引起的破损，从而延长了设备的寿命，降低了维修费用，使设备可以长期安全运行，达到了高效节能的目的；
[0027](8)变截面扭曲扁管设计强化了传热效果，使同等负荷传热下，体积可小30%左右，减少了制造成本。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器的结构示意图；
[0029]图2为换热管束的结构示意图。
[0030]图中，1、上封头；2、布液段；3、壳体；4、壳程蒸汽入口 ；5、换热管；51、入口端圆管管段；52、扭曲扁管管段；53、出口端圆管管段；6、壳程冷却液出口 ；7、壳程放净口 ；8、下筒体；9、下封头；10、浓缩液出口 ；11、分呙器接管；12、分呙器液相出口 ；13、分呙器筒体；14、分离器气相出口 ； 15、管程料液入口。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的内容做进一步详细说明。
[0032]实施例:
[0033]如图1所示，小温差管壳程变空间的