专利名称：在具有水平板型热交换器室的多效蒸发系统中通过再热蒸汽来蒸馏或蒸发盐水或某种流 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有效蒸发或蒸馏方法和设备，其能够以这样的方式形成多效蒸发器，即将具有分隔成蒸汽加热室和蒸发室的空间的多个水平板型蒸发器垂直地堆叠起来，并且能够使用从水平板型蒸发器产生的再热蒸汽作为下一相邻水平板型蒸发器的热源，具体地说，涉及一种方法和设备，其能够蒸发和蒸馏盐水或液相材料，使再热蒸汽可以连续并重复地蒸发，直到再热蒸汽到达最后一个水平板型蒸发器为止，其中，在多个水平板型蒸发器中，将从传统PTC或CPC型太阳能热或一般蒸汽锅炉供应的高温蒸汽只提供给第一水平板型蒸发器，并从蒸馏水产生蒸汽，并且在再热之后，将从第一水平板型蒸发器产生的蒸汽提供给第二水平板型蒸发器，并从第二水平板型蒸发器的蒸馏水产生蒸汽。因此，将初始太阳能热或一般蒸发锅炉的蒸汽用作蒸发源，而且从水平板型蒸发器产生的蒸发水受到蒸发。在蒸发器的加热室相互交换热量之后，将来自每个水平板型蒸发器的蒸汽冷凝，从而变成高温的蒸馏水。高温蒸馏水通过与要流进蒸发室的蒸发水进行热交换而预热蒸发水，从而使蒸发水有效地蒸发。
背景技术：
为了提高蒸发效率，在大多数传统的蒸发器中使用了各种方法。传统蒸发器中的多效蒸发器是为了在重复利用所产生的蒸汽的过程中，每当所产生的蒸汽一个接一个地通过蒸发器时，改善蒸汽温度的逐步降低。这种改善是为了使用减压泵来降低各个蒸发室的空气压力。这需要支付高额费用，并且具有许多设备源。再者，在构造多个蒸发器时，蒸发器的最大数量限于十四个执行多效蒸发的蒸发器。像这样的的多注射蒸发方法还具有以下问题，即要具有降低的压力，这个问题与多效蒸发方法一样，而且在蒸汽压缩蒸发方法中，压缩蒸汽是不经济的，且具有处理量的限制，以及大的结构。
发明内容
技术问题本发明是为了解决上述问题而设计的，因此，本发明的目的是提供一种有效蒸发或蒸馏方法和设备，其能够形成板状并以多层结构堆叠起来，从而最小化在蒸发系统上占据的空间并且对蒸发产生的蒸汽进行再热，因此，容易产生蒸汽，而不必降低蒸发室的蒸发压力，从而构成了有效的蒸发系统。在该有效蒸发系统中，与其他蒸发方法相比，由更多的蒸发器组成，而且可以经济地对蒸汽进行再热，也就是说，通过压缩将蒸汽温度增加10℃需要消耗15kcal/kg，而通过其直接加热将蒸汽温度增加10℃只需消耗3.8kcal/kg。
技术方案为了达到上述目的，本发明提供了一种采用蒸汽再热方法的多效蒸发设备，其包括板型水平蒸发器，其具有分隔成上下两部分的空间，包括以凹凸状形成于水平型蒸发室和加热室之间的热交换边界面，其具有很宽的热交换区域，以有效地执行热交换，并且由具有高导热率的铝或铜等金属板制成。该多效蒸发设备是采用多重堆叠方法形成的结构。蒸汽再热单元可以对来自各个蒸发器的蒸汽分别进行再热。来自各个蒸发室的冷凝蒸馏水以及要流进蒸发室的蒸发水在热交换器处相遇，从而进行预热。在使用太阳能热的情况下，可以采用具有抛物面反射器的冷凝型太阳能热方法来构造蒸汽锅炉设备。使用传统金属管的热交换方法具有大的结构体积，并且占据很大的空间。而且，就绝热、操作、真空或压缩成本而言，它可能是不经济的。本发明的蒸发器具有板的形状，并且通过采用多重堆叠而占据较小的空间。由于是多重堆叠的蒸发器，因此就操作而言，它提高了能量重复利用的效率，并降低了蒸发成本。而且，即使在能量供应不顺利的情况下，它也能使用太阳能热来蒸发盐水或液相材料。
有利效果通过使用根据本发明的有效蒸发或蒸馏方法和设备，当从太阳能热或蒸汽锅炉产生的蒸汽在多个蒸发器中的第一个蒸发器蒸馏或蒸发并且相继在其他蒸发器蒸馏或蒸发时，通过从其自身产生的再热蒸汽使其下一个相邻的蒸发器执行蒸发，而不必降低压力，从而将蒸发效率提高两倍。
图1是在水平板型热交换器的结构中使用再热蒸汽的多效蒸发系统的示范性结构图；图2是根据本发明的水平板型热交换器结构中的蒸发器的详细侧视图；图3是沿着图2的A-A′线所作的横截面图；图4是沿着图2的B-B′线所作的横截面图；图5是图2的右正视图；图6是图2的左正视图；图7是显示采用电加热方法的蒸汽再热装置的侧视图；图8是沿着图2的C-C线所作的横截面图；图9是采用双重方法的热交换器的正视图；图10是沿着图9的D-D′线所作的横截面图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明根据本发明的有效蒸发或蒸馏设备。
根据本发明的采用蒸汽再热方法的多效蒸发设备包括蒸发器1，其由以下各项所组成位于其上部的水平型蒸发室11，用于使蒸发水40得以蒸发，位于其下部的水平蒸汽加热室12，用于使蒸发水40得以加热，以及以凹凸状形成于水平型蒸发室11和加热室12之间的热交换边界面13，其具有很宽的热交换区域，以有效地执行热交换，并由具有高导热率的铝或铜等金属板制成；多个多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f，其每一个都具有垂直堆叠的若干蒸发器1，用于使蒸发排出孔15b向上倾斜，以使得从蒸发器1中的水平蒸汽加热室12产生的冷凝水以及从水平型蒸发室11产生的剩余水都可以排出；多个蒸汽再热单元2a、2b、2c、2d、2d、2e和2f，用于分别安装于每个蒸发器1上，采用高温蒸发、电加热或传统PTC型或CPC型太阳能加热的方式，先对从各个蒸发器1产生的蒸汽进行再热，然后将再热后的蒸汽用作与对应蒸发器1相邻的下一个相继的蒸发器1上的热源；以及多个双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f，用于分别安装于每个蒸发器1上，以便可以通过冷凝的蒸馏水对蒸发水40进行预热。如图2详细显示，根据本发明的采用蒸汽再热方法的多效蒸发设备包括蒸发器1，其由以下各项所组成软管43，用于供应蒸发水40，蒸发水供应承口14a，用于连接节流阀，以及剩余水排放承口14b，用于连接蒸发剩余水排放软管62，其位于板型蒸发室的一端，位于其上部的蒸发室11，其耦合至蒸汽排放承口15b，该蒸汽排放承口15b用于连接形成于板型蒸发室另一端的蒸汽排放软管73，位于板型蒸汽加热室的一端的冷凝水排放承口14c，其用于连接冷凝水排放软管53，蒸发器1的蒸汽加热室12，其耦合至高温蒸汽承口15a，该高温蒸汽承口15a用于连接位于加热室另一端的高温蒸汽软管72，其中，该蒸汽加热室12位于其下部，以及以凹凸状形成于水平型蒸发室11和加热室12之间的热交换边界面13，其具有很宽的热交换区域，以有效地执行热交换，并由具有高导热率的铝或铜等金属板制成；多个多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f，其每一个都具有垂直堆叠的若干蒸发器1，用于使蒸发排出孔15b向上倾斜，以使从蒸发器1中的水平蒸汽加热室12产生的冷凝水以及从水平型蒸发室11产生的剩余水都可以排出；多个蒸汽再热单元2a、2b、2c、2d、2d、2e和2f，用于分别安装于每个蒸发器1上，采用高温蒸发、电加热或传统PTP型或CPC型太阳能加热方式，先对从各个蒸发器1产生的蒸汽进行再热，然后将再热后的蒸汽用作与对应蒸发器1相邻的下一个相继的蒸发器1上的热源；以及多个双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f，用于分别安装于每个蒸发器1上，以便可以通过冷凝蒸馏水对蒸发水40进行预热。
在如图1所示的采用蒸汽再热方法的该多效蒸发设备中，经由各个蒸发器1中的软管41、42和43；双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f中的外管36；用于调节流体的节流阀44将蒸发水40供应到蒸发水供应承口14a，并且太阳能热或从一般蒸汽锅炉产生的高温蒸汽通过软管72并经由高温蒸汽软管71以及用于抑制倒流的止回阀而供应到第一蒸发器1a的蒸汽加热室12中的高温蒸汽承口15a。剩余水排放承口14b耦合到排放软管62的一端，而排放软管62的另一端与剩余水排放软管61平行。通过各个蒸发器1的蒸汽管路16的冷凝水经由冷凝水排放承口14c、冷凝水排放软管53和各个蒸发器1的双管型热交换器的内管35而平行耦合到剩余水排放软管51。从第二蒸发器1b到最后一个蒸发器1f的各个蒸发室的剩余水排放承口15b通过蒸汽软管73耦合到对应蒸汽再热设备2b、2c、2d、2e和2f的蒸汽流入承口21，并且对应蒸汽再热设备2b、2c、2d、2e和2f的蒸汽排放承口22通过软管72耦合到与对应蒸发器1相邻的下一个蒸发器1的蒸汽供应承口15a。而且，最低的最后一个蒸发器1f的再热蒸汽经由用于抑制倒流的止回阀而供应到通过锅炉蒸汽软管平行耦合到高温蒸汽承口的蒸汽软管。
下面将解释根据本发明的采用蒸汽再热方法的该多效蒸发设备的操作。
经由软管41、42和43；双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f的外管36以及用于调整流体的节流阀44将蒸发水40供应到各个蒸发器的蒸发室时，便将来自太阳能热或一般蒸汽锅炉的高温蒸汽(大约110℃)提供给第一蒸发器1a的蒸汽加热室12。提供给蒸汽加热室11的高温蒸汽使第一蒸发器1a的热交换边界面13得以加热，以使蒸发室的蒸发水得以加热，从而产生蒸汽。将从蒸发室产生的蒸汽提供给第一蒸汽再热单元2a时，来自蒸汽再热单元的蒸汽在通过再热变成高温蒸汽(大约110℃)之后提供给第二蒸发器1b的蒸汽加热室12，然后使第二蒸发室11的蒸发水得以加热，从而变成高温蒸汽。接着，将高温蒸汽提供给第三蒸发器1c的蒸汽加热室12，以加热第三蒸发室11的蒸发水并产生蒸汽。将产生的蒸汽提供给第三蒸汽再热单元2c并在其中进行再热，从而变成高温蒸汽。如果与对应蒸发器1相邻的下一个蒸发器1是最后一个蒸发器1，将从最后一个蒸发器1的最后一个蒸发室11产生的蒸汽提供给最后一个蒸汽再热单元2f，从而变成高温蒸汽。高温蒸汽使蒸发室的蒸发水得以更大程度地加热，这是由于被供应到第一蒸发器1a的蒸汽加热室12的缘故。流进各个蒸发器1的蒸发室11的高温蒸汽与蒸发水进行热交换，然后冷凝，变成高温蒸馏水。在各个蒸发器的外部，通过各个蒸发器中的双管型热交换单元的内管排出，同时与高温蒸馏水相遇。这是为了进行预热，从而提高蒸发效率。
另外，在本发明的基本技术主旨的范围内，本领域的技术人员可以采用许多应用和修改。
权利要求
1.一种用于蒸发或蒸馏盐水或某种液体的方法和设备用于蒸发和蒸馏盐水或某种液体的系统，其包括蒸发器1，其由以下各项所组成位于其上部的水平型蒸发室，用于使蒸发水得以蒸发，位于其下部的水平蒸汽加热室，用于使蒸发水得以加热，以及以凹凸状形成于水平型蒸发室和加热室之间的热交换边界面，其具有很宽的热交换区域，以有效地执行热交换，并且由具有高导热率的铝或铜等金属板制成；多个多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f，其每一个都具有垂直堆叠的若干蒸发器1，用于使蒸汽排出孔的侧面向上倾斜，从而使得从蒸发器中的水平蒸汽加热室产生的冷凝水以及从水平型蒸发室产生的剩余水都可以排出；许多蒸汽再热单元2a、2b、2c、2d、2d、2e和2f，用于分别安装于每个蒸发器1上，采用高温蒸发或电加热的方式，先对从各个蒸发器1产生的蒸汽进行再热，然后将再热后的蒸汽用作与对应蒸发器1相邻的下一个相继的蒸发器1上的热源；以及许多双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f，用于分别安装于每个蒸发器1上，以便可以通过冷凝的蒸馏水对蒸发水40进行预热；管路配置，用于加热蒸汽和排放蒸汽，其执行以下步骤将来自蒸汽锅炉的使用蒸汽软管或蒸汽机从外部供应的高温蒸汽70提供给第一蒸发器1a的蒸汽加热室12；使第一蒸发器1a的热交换边界面13得以加热，以使蒸发室11的蒸发水可以通过提供给蒸汽加热室的高温蒸汽进行加热，从而产生蒸汽；将从蒸发室产生的蒸汽提供给第一蒸汽再热单元2a时，通过再热将来自蒸汽再热单元的蒸汽变成高温蒸汽70之后便将其提供给第二蒸发器1b的蒸汽加热室12，然后使第二蒸发室11的蒸发水得以再热，从而变成高温蒸汽；接着将高温蒸汽提供给第三蒸发器1c的蒸汽加热室12，以加热第三蒸发室11的蒸发水并产生蒸汽；将产生的蒸汽提供给第三蒸汽再热单元2c并在其中进行再加热，从而变成高温蒸汽；如果与对应蒸发器1相邻的下一个蒸发器1是最后一个蒸发器1，则将从最后一个蒸发器1的最后一个蒸发室11产生的蒸汽提供给最后一个蒸汽再热单元2f，从而变成高温蒸汽；以及使用高温蒸汽使蒸发室中的蒸发水得以更大程度地加热，这是由于被供应到第一蒸发器1a的蒸汽加热室12的缘故；管路配置，其用于将多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f中的蒸汽加热室12的冷凝水排放软管53耦合到每个双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f中的内管35，并用于通过冷却多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f中的蒸汽加热室12的冷凝水而排放到冷凝水排放软管53；管路配置，用于经由双管型热交换单元3a、3b、3c、3d、3e和3f中的外管36对来自蒸发水软管41的盐水或液相材料进行热交换，并用于经由节流阀44供应到多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f中的蒸汽加热室12；管路配置，其用于使多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f中的蒸发室11通过剩余水排放软管61排出。
2.如权利要求1所述的用于蒸发和蒸馏盐水或液相材料的方法和设备，其中，将来自具有PTC型或CPC型太阳能集热器的太阳能热蒸汽锅炉而非使用某种油或电的现有高温蒸汽锅炉的高温蒸汽提供给太阳能热蒸汽锅炉，并且具有PTC型或CPC型太阳能集热器的太阳能热蒸汽加热器可以用于再次加热从多效蒸发器1a、1b、1c、1d、1e和1f排出的蒸汽。
全文摘要
本发明公开了一种多效蒸发技术，其能够在一个蒸发器中使用高温蒸汽来蒸发液相材料，以使被蒸发的蒸汽可以使得与该蒸发器相邻的另一蒸发器中的液相材料被再次加热，从而产生蒸汽。传统的多效蒸发系统具有大的蒸发器外部尺寸，并且另一个蒸发器的液体使用低温蒸汽来加热，以进行蒸发。在这种情况下，蒸发是在蒸发器中的压力减小时完成的。因此，在每一级蒸发器都一直需要减压设备，这会使蒸发器的级数限于少数几级。为了解决以上问题，本发明提供了一种多效蒸发技术，其由许多水平板型蒸发室所组成，这些水平板型蒸发室垂直堆叠在一起，以减小多效蒸发系统的外部尺寸，该多效蒸发技术是一种高效率的蒸发技术，其使用从每个水平板型蒸发器产生的外部再热蒸汽作为下一个相邻蒸发器的热源。本发明的多效蒸发或蒸馏技术涉及使用蒸汽锅炉或太阳能锅炉来蒸发盐水或某种液体。
文档编号F25B39/02GK101036028SQ200580033534
公开日2007年9月12日 申请日期2005年12月20日 优先权日2004年12月24日
发明者洪廷豪 申请人:洪廷豪