专利名称：模块化降膜蒸发单元的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种降膜蒸发单元，用于低温蒸馏法海水淡化设备中。
背景技术：
海水淡化业的目标是减少能耗，降低水价，蒸馏法海水淡化中起根本作用的是改变蒸馏设备的自身①传热的强化，新型换热器和蒸发器的出现；②新材料的出现；③高效流体设备的出现。这些新技术都会引起蒸馏技术新的突破。
上世纪60年代发展了低温蒸馏海水淡化技术，其特点是盐水的蒸发温度不超过70℃，减缓了设备的腐蚀和结垢问题。此技术在中国已经从上世纪的小型装置研制和消化吸收走向自主技术的工程示范阶段。其发展趋势就是采用新材料和新设备来降低海水淡化装置的制造费用或提高装置性能，此项技术中所应用的蒸发器多为列管式换热器。
众所周知，对于同样的材料，例如金属材料，板材要比管材便宜许多，只是耐压能力要差一些。然而实际上有些特定的换热过程中并不需要承受较大的压力或压差，从而为平板式换热器的应用留下了一定的空间。以其特有的优点广泛应用于纸浆生产业、石化工业、食品加工业等，能适用于高粘度、高浓度易结垢的介质，其蒸发效率和蒸发强度均有所提高。而且这些传统的板式降膜蒸发器都是采用介质沿长边方向流动换热，能耗大，效率低。关于其应用在海水淡化领域的研究鲜见于文献。其实一般的低温蒸馏海水淡化的工艺中冷热介质的压差不大于0.05atm，完全可以采用平板降膜蒸发器。
目前海水淡化技术得不到广泛推广的重要原因之一就是淡化成本高，其中蒸发器的费用占整个淡化装置费用的60％～70％。如果研制出一种结合低温蒸馏海水淡化特点和板式降膜蒸发器优点的新型蒸发器，将会为使淡化装置的费用得到很大程度的降低。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提出一种模块化降膜蒸发单元，其结构紧凑、成本低廉、传热效率高、扩展性好。
为所要解决的技术问题是，本实用新型的模块化降膜蒸发单元，包括包括2片以上的金属板。所述2片以上的金属板平行排列叠置，每两片金属板的周边间设置有用于密封的垫片；所述金属板之间设置定隙条，用于定隙并增加板片刚度；所述每片金属板上沿两个长边各设置有一列孔道，每列孔道又分为数量对等的两种类型，一类孔道与板面流道相通，另一类孔道设置有用于与板面流道隔开的密封圈，两类孔道交错间隔排列；所述2片以上的金属板的上面和下面各设置有一片板状的封头，两个封头各开有两列孔道，两列孔道各与一种介质对应相通；所述2个封头的外侧，各设置有一配流箱，用于将所述封头的每列孔道合成一个接管与外界相通。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果(一)由于采用模块制结构，无论在开始设计或安装后，蒸发单元的灵活性都是很强的，用户可根据需要选择任意模块组合；(二)由于相邻两板之间的薄流道，蒸发单元能容纳的流体体积小，能很快对新工艺条件起作用，从而更易控制，用于低温蒸馏海水淡化中有利于减少能耗，降低水价。
图1为交替叠置的A板板片的结构示意图；图2为交替叠置的B板板片的结构示意图；图3为前封头的结构示意图；图4为后封头的结构示意图；图5为前配流箱的结构示意图；图6为后配流箱的结构示意图。
附图标记1--蒸汽进口 2--海水进口 3--密封圈 4--布液器5--板片 6--垫片 7--定隙条 8--二次蒸汽和浓盐水出口9--冷凝水及不凝气出口 10--前封头 11--螺栓孔 12--后封头。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型进行详细说明。
本实用新型的模块化降膜蒸发单元是由许多薄金属板片5平行排列叠置构成，其单个板片如图1和2所示。每两片板的周边间装有垫片6用来密封。采用不同厚度的垫片，可以调节流体通道的大小。除了垫片6以外，板与板之间还设置定隙条7，用于定隙并增加板片刚度。沿着每片板的两个长边各开一列孔道，每列孔道又分为数量对等的两种类型，一类孔与板面流道相通，如图中的蒸汽进口1、海水进口2、布液器4、二次蒸汽和浓盐水出口8、冷凝水及不凝气出口9。另一类孔的孔道靠密封圈3与板面流道隔开。
把模块化降膜蒸发单元板片的短边呈垂直放置，把位于上边(长边)两种孔道中的孔道2作为冷介质(海水)的入口，并在孔道2上加有布液装置，如布液器4。而另一种孔道1作为热介质(蒸汽)入口，位于下边的孔道中的一部分作为二次蒸汽和浓盐水出口8，另一部分孔道作为冷凝水及不凝气出口9。足够数量的板片A和板片B叠置在一起，作为换热元件。再装配好前后封头和前后配流箱就构成了模块化降膜蒸发单元。
本实用新型的模块化降膜蒸发单元中，冷热介质的流动方向与长方板片的短边方向一致；另外，模块化降膜蒸发单元的每片板两个长边处的两列孔道中，每列孔道只有半数孔道和板面流道相通，另一半孔道靠垫片与板面流道隔开，这两种类型孔道交错间隔排列，而且同一孔道在相邻两板上交错地相通或隔开。凡是加有密封圈的孔道都被截止，不与板面流道相通；而未加密封圈的孔道则与板面流道相通。布液器起布液和成膜作用。板片密封圈用于板面流道的密封。定隙条用于定隙、增加板片刚度、承受冷热介质间的压差。图中黑色箭头为海水流动方向，白色箭头为加热蒸汽流动方向。
整叠板片的上面和下面各有一片形状相似而厚度较厚的封头。如图3和4。一个封头开有两列孔道。一列孔道与一种介质对应相通，另一列孔道与另一种介质相通。另一个封头也是如此。每列孔道靠配流箱合成一个接管与外界相通，配流箱的结构见图5和6。
本模块化降膜蒸发单元扩展性好，由于其是模制结构，无论在开始设计或安装后，蒸发单元的灵活性是很强的，模块化的设计思路使用户可根据需要选择任意模块组合。由于相邻两板之间的薄流道，蒸发单元能容纳的流体体积小，它能很快对新工艺条件起作用，从而更易控制。
权利要求1 一种模块化降膜蒸发单元，包括2片以上的金属板，其特征是，所述2片以上的金属板平行排列叠置，每两片金属板的周边间设置有用于密封的垫片；所述金属板之间设置定隙条，用于定隙并增加板片刚度；所述每片金属板上沿两个长边各设置有一列孔道，每列孔道又分为数量对等的两种类型，一类孔道与板面流道相通，另一类孔道设置有用于与板面流道隔开的密封圈，两类孔道交错间隔排列；所述2片以上的金属板的上面和下面各设置有一片板状的封头，两个封头各开有两列孔道，两列孔道各与一种介质对应相通；所述2个封头的外侧，各设置有一配流箱，用于将所述封头的每列孔道合成一个接管与外界相通。
专利摘要本实用新型公开了一种模块化降膜蒸发单元，包括2片以上的金属板。2片以上的金属板平行排列叠置，每两片金属板的周边间设置有用于密封的垫片，金属板之间设置定隙条。每片金属板上沿两个长边各设置有一列孔道，一类孔道与板面流道相通，另一类孔道设置有用于与板面流道隔开的密封圈用，两类孔道交错间隔排列。2片以上的金属板的上面和下面各设置有一片板状的封头，两个封头各开有两列孔道，两列孔道各与一种介质对应相通；2个封头的外侧，各设置有一配流箱。本实用新型的结构紧凑、成本低廉、传热效率高、扩展性好，用于低温蒸馏海水淡化中有利于减少能耗，降低水价。
文档编号B01D1/22GK2813044SQ20052002691
公开日2006年9月6日 申请日期2005年8月4日 优先权日2005年8月4日
发明者阮国岭, 齐春华, 吕庆春, 曹军瑞, 韦佩英 申请人:国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所