專利名稱：噴淋式海水化淡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種噴淋式海水化淡裝置，用于漁船、供給船、客貨船、淡水資源缺乏的沿海地區(qū)和海島制取淡水以及化工、制藥、飲料行業(yè)的溶液濃縮。
現(xiàn)有的海水化淡裝置(或稱海水淡化裝置和造水機)，如常州市節(jié)能機械廠生產(chǎn)的ZFS系列、綠洲機器廠的AFGU－S系列以及常州能源設備總廠的HD－I型海水淡化裝置，其給水均采用底部進水滿溢，蒸發(fā)器采用豎置管束，蒸發(fā)為升膜式。
升膜式蒸發(fā)是靠高速螺旋上升的二次蒸汽將原水貼管內(nèi)壁拉曳成薄膜再受蒸發(fā)，但是一旦給水過少，則上部管壁因原水不足難以潤濕管壁，出現(xiàn)干壁現(xiàn)象；給水過多則能夠形成膜的管段很少，影響水的蒸發(fā)量，甚至會使水充滿整個管內(nèi)而不能產(chǎn)水，因此控制給水量比較困難。
在已有的海水淡化裝置中，冷凝管和加熱管均采用光管(內(nèi)、外表面光滑的管子)，傳熱效率較低。
本實用新型的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種具有臥式冷凝器和加熱器，集噴淋、儲水和過濾為一體的噴集濾組件和強化了的冷凝管和加熱管致使材料消耗少、耗能少、裝置投資少、體積小、重量輕的噴淋式海水化淡裝置。
本實用新型是通過下列技術(shù)措施來完成的。
本實用新型由帶有鹽度計的控制箱、主體、真空泵、平衡管、淡水泵、淡水管、加熱器、溫度表、視鏡、壓力表、殼體閥、濃水管、抽氣管、噴射泵、給水管、海水管、冷凝器和包括汽水分離器、貯水槽和噴嘴的噴集濾組件組成。


圖1所示的噴淋式海水化淡裝置，在主體上面裝有帶鹽度計的電氣控制箱，主體內(nèi)從上至下依次裝有冷凝器、噴集濾組件和加熱器。噴集濾組件由汽水分離器、貯水槽和噴嘴組成。噴嘴向下裝在引水管上，帶噴嘴的引水管上方設置貯水槽和汽水分離器(見
圖1中B－B剖視圖)。
冷凝器由冷凝管束組成，冷凝管為表面螺旋槽紋鋸齒形翅片金屬管(又稱BC管)。
加熱器由加熱管束組成，加熱管為表面螺旋槽紋多孔金屬管(又稱E管)。
在主體的一側(cè)，海水管依次與噴射泵和冷凝器相連接，海水管從其側(cè)面與給水管和噴集濾組件的引水管相連接。主體頂端的抽氣口經(jīng)抽氣管與噴射泵相接，其下端的濃水管也與噴射泵相接。
本裝置用海水作為冷凝器的冷卻水。由專用海水泵或者其他符合要求的海水系統(tǒng)與本裝置的海水管接口相接供給海水。海水從海水管經(jīng)噴射泵進入冷凝器后排出裝置外。噴射泵用作產(chǎn)生吸力來抽除主體中的不凝性氣體和濃海水。
從海水管引入一小部分海水進入給水管，經(jīng)過濾網(wǎng)后由引水管送至噴集濾組件的噴嘴，經(jīng)噴嘴細化后噴淋在加熱管表面，使給水受熱蒸發(fā)。給水中未能受熱蒸發(fā)的一部分由濃水管經(jīng)止回閥送至噴射泵抽出后隨海水送至本裝置外。主體內(nèi)的不凝性氣體由主體頂端的抽氣口經(jīng)抽氣管和止回閥送至噴射泵抽出再由海水管出口帶走，從而使主體內(nèi)的氣壓變低而達到一定的真空度。
在主體的另一側(cè)裝有帶電機的淡水泵，經(jīng)淡水管與主體內(nèi)的儲水槽相接，抽出儲水槽中的淡水送入水倉或水池。主體側(cè)上方接出的平衡管經(jīng)真空泵與淡水泵相接，平衡管用作減小淡水泵進出口之間的壓差，使淡水泵能正常工作。
主體下端的殼體閥作為化工、制藥、飲料等行業(yè)收集濃縮溶液用。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本實用新型用柴油機冷卻水作為熱源，在真空狀態(tài)下加熱海水(原水)，使之蒸發(fā)汽化；用海水作為冷源，冷凝器吸收水蒸汽的汽水潛熱，將水蒸汽冷凝成為淡水(產(chǎn)出水)。
本實用新型采用噴集濾組件經(jīng)其多個噴嘴將給水細化成細雨狀或霧狀，均勻地噴在加熱器表面，使給水的受熱面積增加，加熱器表面上的海水(原水)一部分吸收熱能在真空中蒸發(fā)汽化，其余的海水得以濃縮成濃水，大大提高了濃縮比。在產(chǎn)水量相同的情況下，給水量少了，既減輕了噴射泵的負擔，又減小加熱器的熱能轉(zhuǎn)換，在同等條件下產(chǎn)出更多的水。
本實用新型的冷凝器和加熱器采用了強化技術(shù)，即冷凝器的冷凝管是經(jīng)表面強化的表面螺旋槽紋鋸齒形翅片金屬管，加熱器的加熱管是表面螺旋槽紋多孔金屬管。
表面螺旋槽紋管的外表面有螺旋形的凹槽，管內(nèi)則形成螺旋形的凸起(見圖2和圖3)。螺旋形槽紋之間密布鋸齒形翅片。流體經(jīng)過螺旋槽紋管，產(chǎn)生強烈的旋流，邊界上的旋流有強化傳熱的作用。
本實用新型在橫置(或稱臥式)的冷凝器上采用表面螺旋槽之間具有鋸齒形翅片的螺紋槽紋鋸齒形翅片管作為冷凝管來冷凝蒸汽(液化)。管內(nèi)冷卻水流速在1米／秒以上情況下，冷凝傳熱系數(shù)較普通的光滑管提高1倍以上，可以減少設備費用。
本實用新型的加熱器采用表面螺旋槽之間具有一層多孔層的螺旋槽紋多孔管作為加熱管，能顯著強化沸騰(汽化)給熱。多孔表面的沸騰給熱系數(shù)為光滑表面的7－8倍，熱負荷約為普通管的3.5倍，其臨界負荷比普通管高約1.8倍。
其機理是多孔管表面上的小孔形成很多汽化中心，在加熱面上形成汽泡(分子團)，逐漸長大并脫離壁面，大大降低了原水沸騰汽化所需的過熱溫度。而光滑管表面因粗糙不平所形成的微小凹處，要在較高的過熱溫度下才能產(chǎn)生汽泡。
本實用新型既可以作為海水淡化裝置，又可以用于化工、制藥、飲料等行業(yè)的溶液濃縮。
附圖圖面說明
圖1 本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 表面螺旋槽紋鋸齒形翅片金屬冷卻管示意圖。
圖3 表面螺旋槽紋多孔金屬加熱管示意圖。
本實用新型以下將(結(jié)合附圖)對實施例進行詳述。
本實用新型由帶有鹽度計24的控制箱1、主體2、真空泵3、平衡管4、由汽水分離器27、貯水槽26和噴嘴29組成的噴集濾組件5、淡水泵6、淡水管8、加熱器11、溫度表12、視鏡13、壓力表14、殼體閥15、濃水管16、抽氣管18、噴射泵19、給水管20、海水管21和冷凝器23組成。
首先，將流量為12～30m3／h，鹽份濃度為10ppm、壓力為0.06MPa的水作為本裝置的加熱水。將柴油機冷卻水或者其他溫度為45～90℃的適當?shù)臒崃黧w從加熱器11的進口9引入本裝置，并從加熱水出口10出水進行正常循環(huán)。接通電氣控制箱1的電源。調(diào)節(jié)鹽度計24，按需要調(diào)整產(chǎn)出水鹽份濃度的極限值。
打開海水系統(tǒng)中海水排出閥，啟動海水泵(或旋開海水系統(tǒng)閥門)將海水引入本裝置的海水進口17進入海水管21，使噴射泵19正常工作。緩慢打開給水管20的閥門，海水經(jīng)引水管28從多個噴嘴29呈細雨狀或霧狀噴淋在由螺旋槽紋34多孔35金屬加熱管束31組成的加熱器11表面，從視鏡13觀察給水的噴淋情況，調(diào)節(jié)給水管20的閥門使噴嘴29正常噴水。
加熱器11表面上的海水(原水)在0.088～0.095MPa真空中蒸發(fā)汽化，產(chǎn)出的水蒸汽上升至汽水分離器27，被水蒸汽攜帶上來的小海水滴被擋住，純水蒸汽順利地通過而到達冷凝器23周圍。冷凝器23的冷源是溫度為30℃、流量為18～25m3／h和壓力為0.25MPa的海水。水蒸汽與冷凝器23的表面螺旋槽紋32鋸齒形翅片33金屬管束25表面接觸，冷凝器23吸收水蒸汽的汽化潛熱，使水蒸汽冷凝成淡水(產(chǎn)出水)，逐漸匯集在儲水槽26中，經(jīng)鹽度計24檢測，符合預定鹽份濃度要求的淡水被淡水泵6抽出，經(jīng)淡水出口7進入水倉或水池備用。
隨著原水的不斷補給和熱源、冷源與海水、水蒸汽的能量的不斷轉(zhuǎn)換，便連續(xù)不斷地產(chǎn)出淡水。
主體2內(nèi)部的濃縮海水經(jīng)濃水管16進入噴射泵19隨海水從海水出口22排出裝置外。當本裝置用作化工、制藥、飲料行業(yè)的溶液濃縮時，濃縮溶液經(jīng)主體2下端的殼體閥15收集。
權(quán)利要求一種噴淋式海水化淡裝置，適用于漁船、供給船、客貨船、淡水資源缺乏的沿海地區(qū)和海島制取淡水以及化工、制藥、飲料行業(yè)的溶液濃縮，由帶有鹽度計24的控制箱1、主體2、真空泵3、平衡管4、淡水泵6、淡水管8、加熱器11、溫度表12、視鏡13、壓力表14、殼體閥15、濃水管16、抽氣管18、噴射泵19、給水管20、海水管21和冷凝器23組成，其特征是a)在主體2中的冷凝器23和加熱器11之間裝有噴集濾組件5，由汽水分離器27、貯水槽26和噴嘴29組成，裝有噴嘴29的引水管28上方設置貯水槽26和汽水分離器27；b)冷凝器23由冷凝管束組成，冷凝管25為表面螺旋槽紋32鋸齒形翅片33金屬管；c)加熱器11由加熱管束組成，加熱管31為表面螺旋槽紋34多孔35金屬管。
專利摘要一種噴淋式海水化淡裝置，適用于漁船、供給船、客貨船、淡水資源缺乏的沿海地區(qū)和海島制取淡水以及化工、制藥、飲料行業(yè)的溶液濃縮。本實用新型具有臥式冷凝器和加熱器、集噴淋、儲水和過濾為一體的噴集濾組件以及強化了的冷凝管和加熱管，其優(yōu)點是材料消耗少、耗能少、裝置投資少、體積小、重量輕。
文檔編號C02F1/12GK2101666SQ9123035
公開日1992年4月15日 申請日期1991年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月18日
發(fā)明者王煥興, 校亞, 徐惜民 申請人:常州能源設備總廠