本發(fā)明涉及蒸發(fā)器領(lǐng)域，尤其是一種帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有管殼式蒸發(fā)器基本都是以換熱管排、普通折流板以及殼體構(gòu)成的換熱體。相對(duì)于其他新型蒸發(fā)器，普通管殼式蒸發(fā)器存在換熱效率較低，設(shè)備體積較大以及金屬材料消耗量較大等缺點(diǎn)，但是，同時(shí)也具備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此管殼式蒸發(fā)器具有重大的工程價(jià)值，所以提升管殼式蒸發(fā)器的熱力性能具有充分的現(xiàn)實(shí)必要性。由于普通管殼式蒸發(fā)器中，低干度工質(zhì)在換熱管的蒸發(fā)過(guò)程換熱效率不高，在蒸發(fā)后期隨著氣相工質(zhì)比例大、流速快，蒸發(fā)器特別是多管程管殼式蒸發(fā)器存在管內(nèi)壓力損失嚴(yán)重，導(dǎo)致冷熱流體的換熱溫差降低等缺點(diǎn)。因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、性能優(yōu)異、體積小、換熱效果好、節(jié)能環(huán)保、制造成本低、易生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)且安全可靠的帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發(fā)器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計(jì)的一種帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發(fā)器，包括殼體和設(shè)置在殼體兩端的封頭，其特征在于：殼體上設(shè)置有殼程進(jìn)口管和殼程出口管，封頭上設(shè)置有管程進(jìn)口管和管程出口管，蒸發(fā)器的管程走蒸發(fā)流體，蒸發(fā)器的殼程走熱流體；殼體和封頭之間還設(shè)置有若干的換熱管、普通折流板和雙干度分流折流板，換熱管貫穿普通折流板和雙干度分流折流板。

所述雙干度分流折流板由分流室和延長(zhǎng)板構(gòu)成，分流室由分相腔、低干度腔和高干度腔組成。

所述分流室由位于殼程來(lái)流方向前部的分相腔和位于殼程來(lái)流方向后部的低干度腔、高干度腔組成；其中，分相腔為寬腔體結(jié)構(gòu)、且位于低干度腔和高干度腔的前方，低干度腔位于高干度腔的下方；所述的分流室壁厚是低干度腔和高干度腔壁厚的1-3倍。

所述換熱管貫穿普通折流板和雙干度分流折流板的延長(zhǎng)板，其中，換熱管與雙干度分流折流板的分流室側(cè)壁相互固定，并與雙干度分流折流板的分相腔、或低干度腔或高干度腔相互連通。

所述分相腔與低干度腔、高干度腔之間分別設(shè)置有第一腔壁和第二腔壁；其中，低干度腔用于導(dǎo)走和混合低干度工質(zhì)、且與第一腔壁之間設(shè)置有若干低干度缺口，低干度缺口的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其下方設(shè)置有開(kāi)口向上的下百葉窗隔柵；高干度腔用于導(dǎo)走和混合高干度工質(zhì)、且與第二腔壁之間設(shè)置有若干高干度缺口，高干度缺口的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其上方設(shè)置有開(kāi)口向下的上百葉窗隔柵。

所述下百葉窗隔柵和上百葉窗隔柵的打開(kāi)角度為45°-90°。

所述高干度腔與分相腔之間還設(shè)置有調(diào)節(jié)液量管，低干度腔和高干度腔通過(guò)調(diào)節(jié)液量管相互連通，其中該調(diào)節(jié)液量管的管直徑大于3mm、且其一端伸入高干度腔內(nèi)，另一端穿過(guò)第二腔壁且延伸到分相腔的底部。

所述調(diào)節(jié)液量管的管直徑是換熱管管直徑的1/5-1/2倍；所述的低干度腔和高干度腔之間設(shè)置有盲板。

所述延長(zhǎng)板為普通折流板件、且設(shè)置在分流室的上端或下端；其中，延長(zhǎng)板和雙干度分流折流板的總高度等于普通折流板的高度。

所述殼程進(jìn)口管設(shè)置在殼體的上部，殼程出口管設(shè)置在殼體的下部；管程進(jìn)口管設(shè)置在封頭的下部，管程出口管設(shè)置在封頭的上部。

本發(fā)明通過(guò)上述結(jié)構(gòu)的改良，有效地克服了普通管殼式蒸發(fā)器管程液體蒸發(fā)換熱過(guò)程中存在的低干度蒸發(fā)換熱效率不高，以及蒸發(fā)過(guò)程中后期管程氣液相流量分布不均，壓降顯著增大的缺點(diǎn)，使高干度核態(tài)沸騰的高效換熱區(qū)在蒸發(fā)器管程的部分換熱管排提前實(shí)現(xiàn)，從而提高整體換熱效率，改善了管程的流動(dòng)均勻性，降低了阻力壓降。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：基于蒸發(fā)換熱原理，在管殼式蒸發(fā)器的管程流體蒸發(fā)過(guò)程中，通過(guò)“高、低干度分流換熱”蒸發(fā)，低干度流維持換熱效率，高干度流強(qiáng)化換熱，從而提高蒸發(fā)器的整體換熱效率；通過(guò)高、低干度流體的分流，而且優(yōu)化分流兩種干度流體的換熱管數(shù)，改善工質(zhì)流動(dòng)均勻性，降低管側(cè)的阻力壓降，并最終減小蒸發(fā)器的體積，節(jié)約耗材和能源。

綜合而言，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、性能優(yōu)異、體積小、換熱效果好、節(jié)能環(huán)保、制造成本低、易生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)且安全可靠等特點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本本發(fā)明第一實(shí)施例的分流室設(shè)置在下方結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中沿A-A線剖開(kāi)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2中沿B-B線剖開(kāi)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本本發(fā)明第一實(shí)施例的分流室設(shè)置在上方結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中沿C-C線剖開(kāi)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖5中沿D-D線剖開(kāi)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見(jiàn)圖1-圖7，本帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發(fā)器，包括殼體13和設(shè)置在殼體13兩端的封頭14，殼體13上設(shè)置有殼程進(jìn)口管18和殼程出口管19，封頭14上設(shè)置有管程進(jìn)口管11和管程出口管12，蒸發(fā)器的管程走蒸發(fā)流體，蒸發(fā)器的殼程走熱流體；殼體13和封頭14之間還設(shè)置有若干的換熱管15、普通折流板16和雙干度分流折流板17，換熱管15貫穿普通折流板16和雙干度分流折流板17。

其中，殼程進(jìn)口管18設(shè)置在殼體13的上部，殼程出口管19設(shè)置在殼體13的下部；由于蒸發(fā)過(guò)程氣相密度遠(yuǎn)低于液相，因此多管程布置的管殼式蒸發(fā)器的管程進(jìn)口管11設(shè)置在封頭14的下部，管程出口管12設(shè)置在封頭14的上部

進(jìn)一步地講，雙干度分流折流板17由分流室21和延長(zhǎng)板22構(gòu)成，分流室21由分相腔23、低干度腔24和高干度腔25組成。

進(jìn)一步地講，分流室21由位于殼程來(lái)流方向前部的分相腔23和位于殼程來(lái)流方向后部的低干度腔24、高干度腔25組成；其中，分相腔23為寬腔體結(jié)構(gòu)、且位于低干度腔24和高干度腔25的前方，低干度腔24位于高干度腔25的下方；所述的分流室21壁厚是低干度腔24和高干度腔25壁厚的1-3倍。

進(jìn)一步地講，換熱管15貫穿普通折流板16和雙干度分流折流板17的延長(zhǎng)板22，其中，換熱管15與雙干度分流折流板17的分流室21側(cè)壁相互固定，并與雙干度分流折流板17的分相腔23、或低干度腔24或高干度腔25相互連通。

進(jìn)一步地講，分相腔23與低干度腔24、高干度腔25之間分別設(shè)置有第一腔壁26和第二腔壁27；其中，低干度腔24用于導(dǎo)走和混合低干度工質(zhì)、且與第一腔壁26之間設(shè)置有若干低干度缺口28，低干度缺口28的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其下方設(shè)置有開(kāi)口向上的下百葉窗隔柵29；高干度腔25用于導(dǎo)走和混合高干度工質(zhì)、且與第二腔壁27之間設(shè)置有若干高干度缺口213，高干度缺口213的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其上方設(shè)置有開(kāi)口向下的上百葉窗隔柵210。

進(jìn)一步地講，下百葉窗隔柵29和上百葉窗隔柵210的打開(kāi)角度為45°-90°。

進(jìn)一步地講，高干度腔25與分相腔23之間還設(shè)置有調(diào)節(jié)液量管211，低干度腔24和高干度腔25通過(guò)調(diào)節(jié)液量管211相互連通，其中該調(diào)節(jié)液量管211的管直徑大于3mm、且其一端伸入高干度腔25內(nèi)，另一端穿過(guò)第二腔壁27且延伸到分相腔23的底部。

進(jìn)一步地講，調(diào)節(jié)液量管(211)的管直徑是換熱管15管直徑的1/5-1/2倍；所述的低干度腔24和高干度腔25之間設(shè)置有盲板212。

進(jìn)一步地講，延長(zhǎng)板22為普通折流板件、且設(shè)置在分流室21的上端或下端；其中，延長(zhǎng)板22和雙干度分流折流板17的總高度等于普通折流板16的高度。

具體地講，圖2-圖4為分流室21設(shè)置在下方，延長(zhǎng)板22設(shè)置在分流室21上方的結(jié)構(gòu)。延長(zhǎng)板22安裝在分流室21的端面上，并可安置于端面兩側(cè)間任意位置，優(yōu)選地，本實(shí)施例安裝在殼程來(lái)流方向的側(cè)端。這樣就可以避免延長(zhǎng)板22與分流室21的端面形成狀邊槽，防止殼側(cè)流體在槽內(nèi)滯留，并形成環(huán)流增加耗功的問(wèn)題。

圖5-圖7為分流室21設(shè)置在上方，延長(zhǎng)板22設(shè)置在分流室21下方的結(jié)構(gòu)。其各部分結(jié)構(gòu)的布置方法與圖2-圖4相同。

本發(fā)明的蒸發(fā)器在工作時(shí)，整個(gè)管殼式蒸發(fā)器應(yīng)當(dāng)是管程進(jìn)口管11朝下，管程出口管12朝上，并且豎直放置或有一定傾角放置。

下面詳細(xì)闡述本發(fā)明的管殼式蒸發(fā)器工作原理：蒸發(fā)液從管程進(jìn)口11進(jìn)入蒸發(fā)器，在封頭14進(jìn)行混合分配，隨后進(jìn)入換熱管15進(jìn)行換熱蒸發(fā)；液體經(jīng)過(guò)一段換熱管15的換熱后成為低干度的兩相工質(zhì)，隨后進(jìn)入分流室21的分相腔23內(nèi)，由于分相腔23的流通截面更寬，而且腔體設(shè)計(jì)厚度較大，兩相工質(zhì)在分相腔23內(nèi)迅速減速，并由重力作用下，進(jìn)行氣、液相分層。分相腔23與低干度腔24、高干度腔25之間開(kāi)鑿有流通低干度缺口28和高干度缺口213，同時(shí)為了避免從來(lái)流換熱管15進(jìn)入分相腔23的兩相工質(zhì)直接從低干度缺口28和高干度缺口213沖出，分別在低干度缺口28和高干度缺口213上設(shè)置有開(kāi)口向上的下百葉窗隔柵29、開(kāi)口向下的上百葉窗隔柵210。由于低干度腔24需導(dǎo)入的是液態(tài)工質(zhì)，因此采用開(kāi)口向上的下百葉窗隔柵29能防止滯留氣體；高干度腔25需導(dǎo)入的是高干度工質(zhì)，因此采用開(kāi)口向下的上百葉窗隔柵210能防止滯留液體。高干度腔25需獲得帶部分液體的高干度工質(zhì)，因此在高干度腔25與分相腔23之間設(shè)置有調(diào)節(jié)液量管211，通過(guò)分相腔23和高干度腔25之間的壓差，將分相腔23底部的適量液體輸進(jìn)高干度腔25內(nèi)。低干度腔24和高干度腔25之間設(shè)置有盲板212，低干度腔24與高干度腔25連接的后續(xù)換熱管15數(shù)量可通過(guò)該盲板212進(jìn)行調(diào)節(jié)。此時(shí)低干度腔24與高干度腔25后續(xù)連接的換熱管15分別通過(guò)的是幾乎為純液相的低干度工質(zhì)和高干度工質(zhì)，經(jīng)合理設(shè)計(jì)，高干度工質(zhì)在換熱管15中進(jìn)行的是高干度核態(tài)沸騰過(guò)程，處于蒸發(fā)換熱過(guò)程的最高效區(qū)域，而低干度工質(zhì)的換熱沒(méi)有明顯的變化。因此，經(jīng)過(guò)若干雙干度分流折流板17的分流強(qiáng)化換熱，本發(fā)明的管殼式蒸發(fā)器整體換熱效率將獲得明顯提升。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。