采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组

1.本发明属于换热设备技术领域，具体涉及一种采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组。


背景技术：

2.溴化锂吸收式机组是以溴化锂溶液为吸收剂，以水为制冷剂，利用水在真空状态下蒸发吸热达到制冷的目的，在溴化锂机组中，蒸发器中的冷剂水经过蒸发后的冷剂蒸气会被溴化锂浓溶液吸收，溶液逐渐变稀，这一过程是在吸收器中实现的，然后以热能为动力，将稀溶液在发生器中加热使其水份分离出来，形成浓溶液，冷剂蒸汽在冷凝器中凝结成水，经节流后再送至蒸发器中蒸发，如此循环达到连续制冷的目的，为了实现流体间的充分换热并节约溶液量，溴化锂吸收式机组的蒸发器、吸收器、再生器多采用滴淋装置进行液体分配。当溴化锂吸收式机组应用在船舶上进行余热回收时，机组随着海浪的左右摇摆，对于溴化锂溶液和冷剂水的流动影响很大，常规的液体滴淋装置容易出现滴淋布液量不均匀的现象，同时采用常规的换热器结构容易发生冷剂污染、海水腐蚀等问题，从而造成机组换热性能下降。因此，如何实现船用溴化锂吸收式机组在倾斜或摇摆状态下液体能够均匀的分配和散布，并解决机组冷剂污染、海水腐蚀等问题，保障机组运行的稳定性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.针对影响溴化锂吸收式机组运行的不利条件进行研究，本发明提供一种采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组，蒸发器与吸收器上下布置在同一个筒体中，冷凝器与再生器上下布置在同一个筒体中，有效地解决了传统的吸收式机组在倾斜状态或摇摆过程容易发生冷剂污染的问题；吸收器、再生器、蒸发器采用液体滴淋装置和液体喷淋装置组合式液体散布装置的换热器结构，避免了机组倾斜或摇摆过程对液体分配散布的影响，保证了机组在倾斜状态或摇摆过程中液体也能均匀的散布到传热管上，并将液体汇集在锥形集液箱中，不会因机组倾斜或摇摆发生液体倾甩而造成液体淹管和送液泵的气蚀问题，保证机组各换热器内的液体正常流动，能够将液体均匀分配并均匀的散布到传热管上，避免机组换热性能的降低，保证溴化锂吸收式机组在海上摇摆时仍能够正常运转，回收船舶在行驶过程中产生的各种余热资源，制取冷水，实现节能减排，船舶上可以回收的余热资源很多，对于冷水的需求同样巨大，这种船用溴化锂冷水机组将有效的回收各种余热，实现能源的有效利用。
4.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
5.一种采用组合式液体散布装置的换热器，由液体滴淋装置、液体喷淋装置、传热管、管板、筒体、筒体分区隔板、筒体存液区、筒体隔断区、锥形集液箱、挡液板、集液管、十字形板、送液泵、支座组成，液体滴淋装置和液体喷淋装置构成组合式液体散布装置，液体滴淋装置布置于传热管上方，液体自上而下滴淋散布到传热管上；液体喷淋装置布置于传热
管两侧，液体侧喷到传热管上；传热管采用钛管、管板采用钛复合板；传热管和管板之间采用胀焊加工工艺；管板设置在筒体的两侧，组合式液体散布装置和传热管设置在筒体内上部；筒体下部设置筒体分区隔板，将筒体分为筒体存液区和筒体隔断区，液体储存于筒体存液区，筒体隔断区不存液；筒体底部设置锥形集液箱，锥形集液箱中设置挡液板，将液体汇集在锥形集液箱中；锥形集液箱下部设置集液管，集液管上设置十字形板；集液管底部设有送液泵；管板和筒体下部设置支座，支座采用型钢和平板组合式连接结构。
6.纵向下盘滴淋盘齿、横向下盘滴淋盘齿为锯齿形滴淋板。
7.所述的液体滴淋装置采用多层分区导流结构、纵向下盘滴淋盘齿、横向下盘滴淋盘齿采用锯齿形滴淋板的滴淋布液方式，由滴淋集液管组、滴淋上盘、滴淋纵向下盘、滴淋横向下盘组成，滴淋集液管组和若干个滴淋上盘组成闭式滴淋散布结构，滴淋纵向下盘和滴淋横向下盘形成组合下盘，采用开式分区存液结构和闭式分区分配滴淋结构相结合的方式，滴淋上盘和滴淋纵向下盘、滴淋横向下盘之间采用液体导流结构。
8.所述的滴淋纵向下盘和滴淋横向下盘垂直布置，滴淋横向下盘与传热管长度方向平行布置，滴淋纵向下盘与传热管长度方向垂直布置，滴淋纵向下盘布置于传热管两端。
9.所述的液体喷淋装置采用闭式喷淋结构，液体喷淋装置由喷淋集液管进液口，喷淋集液管，喷淋集液管封板，喷淋嘴，喷淋分散式喷射孔组成，喷淋集液管的两侧由喷淋集液管封板焊接封闭，喷淋集液管上均匀的设置了若干个喷淋嘴，喷淋嘴上设置喷淋分散式喷射孔，在传热管两侧布置液体喷淋装置进行液体侧喷。
10.本发明还提供了一种采用上述组合式液体散布装置的换热器应用的吸收式机组，包括吸收器、再生器、蒸发器、冷凝器，其中蒸发器与吸收器上下布置在同一个筒体中，蒸发器中冷剂蒸发水蒸气自上而下流动到吸收器中进行浓液稀释，冷凝器与再生器上下布置在同一个筒体中，再生器中稀液浓缩冷剂蒸汽自下而上流动到冷凝器中进行冷凝，所述的吸收器、再生器、蒸发器采用组合式液体散布装置的换热器结构。
11.本发明与现有技术相比的有益效果是：
12.1.采用组合式液体散布装置的换热器应用的吸收式机组，蒸发器与吸收器上下布置在同一个筒体中，蒸发器中冷剂蒸发水蒸气自上而下流动到吸收器中进行浓液稀释，冷凝器与再生器上下布置在同一个筒体中，再生器中稀液浓缩冷剂蒸汽自下而上流动到冷凝器中进行冷凝，有效地解决了传统吸收式机组在倾斜状态或摇摆过程容易发生冷剂污染的问题；
13.2.采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组，吸收器、再生器、蒸发器采用液体滴淋装置和液体喷淋装置组合式液体散布装置的换热器结构，避免了机组倾斜或摇摆过程对液体分配散布的影响，保证了机组在倾斜状态或摇摆过程中液体也能均匀的散布到传热管上；在筒体下部设置筒体分区隔板，将筒体分为筒体存液区和筒体隔断区，液体储存于筒体存液区，有效地解决了机组倾斜摇摆过程液体聚集在筒体一侧而造成淹管的问题；通过增设筒体隔断区减少了液体的充填量；在筒体底部设置锥形集液箱，锥形集液箱中设置挡液板，将液体汇集在锥形集液箱中，防止机组在倾斜摇摆过程发生液体倾甩而造成锥形集液箱中存液不足，从而避免了送液泵吸空；锥形集液箱下部设置集液管，集液管上设置十字形板，进一步避免了因机组倾斜或摇摆发生液体倾甩而造成送液泵的气蚀问题，保证机组各换热器内的液体正常流动，能够将液体均匀分配并均匀的散布到传热管上，
避免机组换热性能的降低，保证溴化锂吸收式机组在海上摇摆时仍能够正常运转，回收船舶在行驶过程中产生的各种余热资源，制取冷水，实现节能减排，船舶上可以回收的余热资源很多，对于冷水的需求同样巨大，这种船用溴化锂冷水机组将有效的回收各种余热，实现能源的有效利用。
14.3.采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组，传热管采用钛管、管板采用钛复合板，有效防止了海水的腐蚀问题；传热管和管板之间采用胀焊加工工艺，保证了传热管和管板之间密封连接，确保了机组的真空状态。
15.4.采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组，管板和筒体下部设置支座，支座采用型钢和平板组合封闭式连接结构，有效地解决了机组在摇摆过程中因振动引起的支座弯曲变形，保障了支座能承受所有运行工况下可能出现的荷载最不利组合，在各种工况下能平稳运行，无过大的噪音、振动和变形，机组运行中能够承受出现的最高压力及其压力波动，保证了机组的使用安全性。
附图说明
16.图1为本发明一种采用组合式液体散布装置的换热器结构示意图；
17.图2为本发明组合式液体散布装置的液体滴淋装置结构示意图；
18.图3为本发明组合式液体散布装置的滴淋上盘和滴淋纵向下盘、滴淋横向下盘连接结构示意图；
19.图4为本发明组合式液体散布装置的集液管组结构示意图；
20.图5为本发明组合式液体散布装置的滴淋上盘结构示意图；
21.图6为本发明组合式液体散布装置的滴淋纵向下盘结构示意图；
22.图7为本发明组合式液体散布装置的滴淋横向下盘结构示意图；
23.图8为本发明组合式液体散布装置的液体喷淋装置结构示意图；
24.图9为本发明组合式液体散布装置倾斜摇摆过程液体散布结构示意图；
25.图10为本发明一种采用组合式液体散布装置的换热器及其应用的吸收式机组的结构示意图；
26.图11为传统的吸收式机组结构图；
27.图中：1-吸收器，2-再生器，3-蒸发器，4-冷凝器，5-冷却水入口，6-冷却水出口，7-热水入口，8-热水出口，9-冷水入口，10-冷水出口，11-冷剂蒸发水蒸气，12-稀液浓缩冷剂蒸汽，13-冷剂蒸发水蒸气流动方向，14-稀液浓缩冷剂蒸汽流动方向，1-1-液体滴淋装置，1-2-液体喷淋装置，1-3-传热管，1-4-管板，1-5-筒体，1-6-筒体分区隔板，1-7-筒体存液区，1-8-筒体隔断区，1-9-锥形集液箱，1-10-挡液板，1-11-集液管，1-12-十字形板，1-13-送液泵，1-14-支座，1-101-滴淋集液管组，1-102-滴淋上盘，1-103-滴淋纵向下盘，1-104-滴淋横向下盘，1-101a-滴淋集液管，1-101b-集液管封板，1-101c-集液分配孔，1-101d-集液管进液口，1-102a-上盘滴淋管，1-102b-上盘滴淋管封板，1-102c-上盘分配弯管，1-102d-上盘分配直管，1-102e-上盘分配孔，1-102f-上盘进液接口，1-103a-纵向下盘存液盘，1-103b-纵向下盘分区板，1-103c-纵向下盘分配孔，1-103d-纵向下盘存液区，1-103e-纵向下盘滴淋盘齿，1-103f-纵向下盘分液孔板，1-103g-纵向下盘盘齿分隔板，1-103h-纵向下盘滴淋分区，1-103i-纵向下盘存液区域，1-103j-纵向下盘分配滴淋区域，1-104a-横
向下盘存液盘，1-104b-横向下盘分区板，1-104c-横向下盘分配孔，1-104d-横向下盘存液分区，1-104e-横向下盘滴淋盘齿，1-104f-横向下盘分液孔板，1-104g-横向下盘盘齿分隔板，1-104h-横向下盘滴淋分区,1-104i-横向下盘存液区域，1-104j-横向下盘分配滴淋区域，1-201-喷淋集液管进液口，1-202-喷淋集液管，1-203-喷淋集液管封板，1-204-喷淋嘴，1-205-喷淋分散式喷射孔，1-301-传热管有效滴淋区，1-302-传热管无效滴淋及喷淋强化区。
具体实施方式
28.下面结合附图与具体实施例对本发明进一步说明，但本发明不局限于具体实施例。
29.实施例1
30.如图1所示的一种采用组合式液体散布装置的换热器，由液体滴淋装置1-1、液体喷淋装置1-2、传热管1-3、管板1-4、筒体1-5、筒体分区隔板1-6、筒体存液区1-7、筒体隔断区1-8、锥形集液箱1-9、挡液板1-10、集液管1-11、十字形板1-12、送液泵1-13、支座1-14组成，液体滴淋装置1-1和液体喷淋装置1-2构成组合式液体散布装置，液体滴淋装置1-1布置于传热管1-3上方，液体自上而下滴淋散布到传热管1-3上；液体喷淋装置1-2布置于传热管1-3两侧，液体侧喷到传热管1-3上；传热管1-3采用钛管、管板1-4采用钛复合板，有效防止了海水的腐蚀问题；传热管1-3和管板1-4之间采用胀焊加工工艺，保证了传热管1-3和管板1-4之间密封连接，确保了机组的真空状态；管板1-4设置在筒体1-5的两侧，组合式液体散布装置和传热管1-3设置在筒体1-5内上部；筒体1-5下部设置筒体分区隔板1-6，将筒体分为筒体存液区1-7和筒体隔断区1-8，液体储存于筒体存液区1-7，有效地解决了机组倾斜摇摆过程液体聚集在筒体一侧而造成淹管的问题，增设筒体隔断区1-8减少了液体的充填量；筒体1-5底部设置锥形集液箱1-9，锥形集液箱1-9中设置挡液板1-10，将液体汇集在锥形集液箱1-9中，防止机组在倾斜摇摆过程发生液体倾甩而造成锥形集液箱1-9中存液不足，从而避免了送液泵1-13吸空；锥形集液箱1-9下部设置集液管1-11，集液管1-11上设置十字形板1-12，集液管1-11底部设有送液泵1-13，进一步避免了送液泵1-13发生气蚀；管板1-4和筒体1-5下部设置支座1-14，支座1-14采用型钢和平板组合封闭式连接结构，有效地解决了机组在摇摆过程中因振动引起的支座弯曲变形，保障了支座1-14能承受所有运行工况下可能出现的荷载最不利组合，在各种工况下能平稳运行，无过大的噪音、振动和变形，机组运行中能够承受出现的最高压力及其压力波动，保证了机组的使用安全性。
31.如图2和图3所示液体滴淋装置1-1采用多层分区导流结构、纵向下盘滴淋盘齿1-103e、横向下盘滴淋盘齿1-104e采用锯齿形滴淋板的滴淋布液方式，由滴淋集液管组1-101、滴淋上盘1-102、滴淋纵向下盘1-103、滴淋横向下盘1-104组成，滴淋集液管组1-101和若干个滴淋上盘1-102组成闭式滴淋散布结构，滴淋纵向下盘1-103和滴淋横向下盘1-104形成组合下盘，采用开式分区存液结构和闭式分区分配滴淋结构相结合的方式，滴淋上盘1-102和滴淋纵向下盘1-103、滴淋横向下盘1-104之间采用液体导流结构。如图4所示滴淋集液管组1-101由滴淋集液管1-101a、集液管封板1-101b、集液分配孔1-101c、集液管进液口1-101d组成闭式结构，滴淋集液管1-101a的两侧由集液管封板1-101b焊接封闭，滴淋集液管1-101a上设置集液管进液口1-101d，滴淋集液管1-101a上均匀的设置了若干个集液分
配孔1-101c，液体从集液管进液口1-101d进入滴淋集液管组1-101，液体由集液分配孔1-101c均匀的分配后流出滴淋集液管组1-101；如图5所示，滴淋上盘1-102由上盘滴淋管1-102a、上盘滴淋管封板1-102b、上盘分配弯管1-102c、上盘分配直管1-102d、上盘分配孔1-102e、上盘进液接口1-102f组成闭式结构，上盘滴淋管1-102a的两侧由上盘滴淋管封板1-102b焊接封闭，上盘滴淋管1-102a上设置上盘进液接口1-102f，上盘滴淋管1-102a的下侧、左侧、右侧均匀的设置了若干个上盘分配孔1-102e，上盘滴淋管1-102a的左右两侧连接上盘分配弯管1-102c，上盘滴淋管1-102a的下侧连接上盘分配直管1-102d，上盘进液接口1-102f与滴淋集液管组1-101上的滴淋集液管1-101a连接，上盘进液接口1-102f与滴淋集液管组1-101上的集液分配孔1-101c一一对应，液体从上盘进液接口1-102f进入上盘滴淋管1-102a，液体由上盘分配孔1-102e均匀的分配后从上盘分配弯管1-102c和上盘分配直管1-102d流出滴淋上盘1-102，保证了滴淋集液管组1-101和滴淋上盘1-102一直处于满液状态，避免开式上盘结构在倾斜或摇摆时甩液情况的发生而造成滴淋上盘1-102无液流下。
32.所述滴淋纵向下盘1-103采用开式分区存液结构和闭式分区分配滴淋结构相结合的方式，滴淋上盘1-102和滴淋纵向下盘1-103之间采用液体导流结构，如图6所示滴淋纵向下盘1-103由纵向下盘存液区域1-103i和纵向下盘分配滴淋区域1-103j组成，纵向下盘存液区域1-103i采用开式分区存液结构，纵向下盘分配滴淋区域1-103j采用闭式分区分配滴淋结构，纵向下盘存液区域1-103i由纵向下盘存液盘1-103a、纵向下盘分区板1-103b、纵向下盘分配孔1-103c、纵向下盘存液区1-103d组成，纵向下盘存液盘1-103a由纵向下盘分区板1-103b分隔成若干个存液分区形成纵向下盘存液区1-103d，纵向下盘存液盘1-103a上均匀的设置了若干个纵向下盘分配孔1-103c；纵向下盘分配滴淋区域1-103j由纵向下盘滴淋盘齿1-103e、纵向下盘分液孔板1-103f、纵向下盘盘齿分隔板1-103g、纵向下盘滴淋分区1-103h组成，纵向下盘滴淋盘齿1-103e、纵向下盘分液孔板1-103f组成的分配滴淋区域由纵向下盘盘齿分隔板1-103g分隔成若干个滴淋分区形成纵向下盘滴淋分区1-103h。
33.所述滴淋横向下盘1-104采用开式分区存液结构和闭式分区分配滴淋结构相结合的方式，滴淋上盘1-102和滴淋横向下盘1-104之间采用液体导流结构，如图7所示滴淋横向下盘1-104由横向下盘存液区域1-104i和横向下盘分配滴淋区域1-104j组成，横向下盘存液区域1-104i采用开式分区存液结构，横向下盘分配滴淋区域1-104j采用闭式分区分配滴淋结构，横向下盘存液区域1-104i由横向下盘存液盘1-104a、横向下盘分区板1-104b、横向下盘分配孔1-104c、横向下盘存液分区1-104d组成，横向下盘存液盘1-104a由横向下盘分区板1-104b分隔成若干个存液分区形成横向下盘存液分区1-104d，横向下盘存液盘1-104a上均匀的设置了若干个横向下盘分配孔1-104c；横向下盘分配滴淋区域1-104j由横向下盘滴淋盘齿1-104e、横向下盘分液孔板1-104f、横向下盘盘齿分隔板1-104g、横向下盘滴淋分区1-104h组成，横向下盘滴淋盘齿1-104e、横向下盘分液孔板1-104f组成的分配滴淋区域由横向下盘盘齿分隔板1-104g分隔成若干个滴淋分区形成横向下盘滴淋分区1-104h。
34.所述滴淋上盘1-102的上盘分配弯管1-102c和上盘分配直管1-102d一一对应滴淋纵向下盘1-103的纵向下盘存液区1-103d和滴淋横向下盘1-104的横向下盘存液分区1-104d，上盘分配弯管1-102c和上盘分配直管1-102d插入滴淋纵向下盘1-103的纵向下盘存液区1-103d和滴淋横向下盘1-104的横向下盘存液分区1-104d，来自滴淋上盘1-102的液体通过上盘分配弯管1-102c和上盘分配直管1-102d导流到滴淋纵向下盘1-103的纵向下盘存
液区1-103d和滴淋横向下盘1-104的横向下盘存液分区1-104d，防止液体在机组倾斜或摇摆过程沿着滴淋上盘1-102发生倾洒而未能进入滴淋纵向下盘1-103的纵向下盘存液区1-103d和滴淋横向下盘1-104的横向下盘存液分区1-104d，避免滴淋纵向下盘1-103和滴淋横向下盘1-104中无液或少液而影响液体的分配滴淋。来自滴淋上盘1-102的液体经过上盘分配弯管1-102c和上盘分配直管1-102d分别输送至滴淋纵向下盘1-103的纵向下盘存液区1-103d和滴淋横向下盘1-104的横向下盘存液分区1-104d，液体在纵向下盘存液区1-103d和横向下盘存液分区1-104d中储存，再分别经过纵向下盘分配孔1-103c和横向下盘分配孔1-104c均匀分配至纵向下盘滴淋分区1-103h和横向下盘滴淋分区1-104h，液体最终经过纵向下盘滴淋盘齿1-103e和横向下盘滴淋盘齿1-104e均匀的分配滴淋到传热管1-3上，实现液体在机组倾斜或摇摆过程中也能够均匀的分配滴淋。
35.所述的滴淋纵向下盘1-103和滴淋横向下盘1-104垂直布置，滴淋横向下盘1-104与传热管1-3长度方向平行布置，滴淋纵向下盘1-103与传热管1-3长度方向垂直布置，滴淋纵向下盘1-103布置于传热管1-3两端，当机组沿着长度方向纵向倾斜或纵向摇摆时，滴淋纵向下盘1-103中的存液可有效在传热管1-3两端分配滴淋，降低纵向倾斜或纵向摇摆对机组换热的影响。
36.所述的液体喷淋装置1-2采用闭式喷淋结构，如图8所示液体喷淋装置1-2由喷淋集液管进液口1-201，喷淋集液管1-202，喷淋集液管封板1-203，喷淋嘴1-204，喷淋分散式喷射孔1-205组成，喷淋集液管1-202的两侧由喷淋集液管封板1-203焊接封闭，喷淋集液管1-202上均匀的设置了若干个喷淋嘴1-204，喷淋嘴1-204上设置喷淋分散式喷射孔1-205。如图9所示组合式液体散布装置在机组倾斜摇摆过程分为传热管有效滴淋区1-301和传热管无效滴淋及喷淋强化区1-302，在传热管1-3两侧布置液体喷淋装置1-2进行液体侧喷，避免了机组倾斜摇摆过程对滴淋散布的影响，有效解决了传热管无效滴淋区的液体散布不佳而导致换热不良的问题，并进行了喷淋强化换热，采用液体滴淋装置1-1和液体喷淋装置1-2构成的组合式液体散布装置，实现了液体在传热管1-3上均匀散布。
37.如图10所示一种采用组合式液体散布装置的换热器应用的吸收式机组，包括吸收器1、再生器2、蒸发器3、冷凝器4，其中蒸发器3连接冷水入口9和冷水出口10，再生器2连接热水入口7和热水出口8，吸收器1连接冷却水入口5，冷凝器4连接冷却水出口6；蒸发器3与吸收器1上下布置在同一个筒体中，蒸发器3中冷剂蒸发水蒸气11顺着冷剂蒸发水蒸气流动方向13自上而下流动到吸收器1中进行浓液稀释，冷凝器4与再生器2上下布置在同一个筒体中，再生器2中稀液浓缩冷剂蒸汽12顺着稀液浓缩冷剂蒸汽流动方向14自下而上流动到冷凝器4中进行冷凝，有效地解决了蒸发器3与吸收器1左右布置、冷凝器4与再生器2左右布置；如图11所示的传统的吸收式机组在倾斜状态或摇摆过程容易发生冷剂污染的问题；所述的吸收器1、再生器2、蒸发器3采用组合式液体散布装置的换热器结构，避免了机组倾斜或摇摆过程对液体分配散布的影响，保证了机组在倾斜状态或摇摆过程中液体也能均匀的散布到传热管1-3上，不会因机组倾斜或摇摆发生液体倾甩，有效地解决了机组在倾斜状态或摇摆过程液体聚集在筒体1-5的一侧而造成液体淹管和送液泵1-13的气蚀问题。
38.本发明中提到的上、下、左、右，仅为方便描述，不作为保护范围的限制。
39.以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任
何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。