一种降膜式蒸发器的制作方法

本实用新型涉及一种蒸发器，具体是一种降膜式蒸发器，适用于煤化工行业及精细化工、食品、制药、制冷等行业。

背景技术：

在化工、炼油、制药等行业广泛使用的换热器大多为管壳式换热器。如cn203479078u公开的一种用于异丙醇装置的填料函管壳式换热器包括有管箱（1）、壳体（3）、固定管板（2）、浮动管板（8）和换热管（4）；换热管（4）的两端分别与固定管板（2）、浮动管板（8）连接；浮动管板（8）位于外头盖（11）内；固定管板（2）与管箱（1）连接；浮动管板（8）与钩圈（7）、浮头盖（9）连接，填料（10）位于浮头盖（9）和管程进口管（12）之间，用于将管壳程介质分离，起密封作用。本实用新型在生产异丙醇的工艺流程中使物料在填料函管壳式换热器进行换热后进行后续分离设备，提高了异丙醇的单程产率，降低了生产过程中的能耗。这种传统结构的管壳式换热器，在实际应用中，当管程介质流速较低时，会造成介质在换热管内分布不均匀，从而发生换热管裂流和干烧现象。此外，当管程介质中含有气体时，在沿换热管内壁流动过程中，还会造成换热管的强烈震动。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单、换热效果好、换热效率高的降膜式蒸发器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种降膜式蒸发器，包括上下依次设置的上管箱、上管板、壳体、下管板和下管箱，所述的壳体的内侧为换热腔，所述的上管板将所述的换热腔与所述的上管箱的内腔分隔，所述的下管板将所述的换热腔与所述的下管箱的内腔分隔，所述的上管箱上设有流体入口和蒸发气体出口，所述的换热腔内安装有多根换热管，每根所述的换热管的上端和下端分别固定连接在所述的上管板和所述的下管板上，所述的上管箱的内腔与所述的下管箱的内腔经所述的多根换热管相通，所述的壳体上设有蒸汽进口和蒸汽出口，所述的下管箱开设有液体出口，所述的上管箱的内腔中安装有鼓式流体分布器，所述的鼓式流体分布器包括上凸的弧形分流挡板、直立设置的多根支撑筋板、横向设置的多块支撑板、上小下大的初分布锥段和液封短节，所述的流体入口处横向安装有进液管，所述的进液管的出口朝下，所述的弧形分流挡板位于所述的进液管的出口的正下方，所述的弧形分流挡板固定在所述的多根支撑筋板的顶端，所述的初分布锥段固定在所述的多根支撑筋板的底端，每块所述的支撑板的内侧固定在所述的初分布锥段上，每块所述的支撑板的外侧固定在所述的上管箱的内壁上，所述的液封短节固定在所述的初分布锥段的底端，所述的液封短节的外表面与所述的上管箱的内表面围成环形间隙。

本实用新型降膜式蒸发器使用过程中，流体从流体入口进入上管箱，经鼓式流体分布器和环形间隙均匀分布在上管板上，再进入并均匀地分布在换热管内，与换热腔内的蒸汽进行换热。

本实用新型降膜式蒸发器充分利用流体自重以及流动惯性，使得流体在换热管的内壁成膜均匀，增大了膜层的传热系数，强化了传热，有利于蒸发气体自蒸发气体出口逸出，避免了换热管干烧与裂流现象的发生。

作为优选，为了保证进入换热管内部的流体分布的均匀性，每根所述的换热管的上端自所述的上管板的上表面伸出，进一步地，每根所述的换热管的上端开设有多个切向槽，所述的多个切向槽沿每根所述的换热管的上端的周向等间隔设置，每个所述的切向槽的高度小于每根所述的换热管自所述的上管板的上表面伸出的长度。多个切向槽的设置，可增大膜层的传热系数，节约能源。使用过程中，流体经过液封短节与环形间隙汇集于上管板上，当流体在上管板上的液面高度达到切向槽的槽底高度后，流体才从切向槽切向流入换热管内，充分利用流体自重以及流动惯性，解决流体在上管板液面的剧烈波动问题，从而使得流体在换热管内的膜层厚度分布均匀；依靠流体自重以及流动惯性使得流体在换热管的内壁成膜均匀，解决传统的管壳式换热器的局部成膜太厚、局部发生干烧、蒸发出的气体流通不畅，导致设备失效的问题。

更进一步地，每根所述的换热管的上端面与所述的上管板的上表面之间的距离为30～60mm，每个所述的切向槽的宽度为1～3mm、高度为10～50mm。

作为优选，所述的环形间隙的单侧宽度为5～10mm。

作为优选，所述的上管箱上设有温度计口，所述的温度计口和所述的蒸发气体出口分别设置在所述的上管箱的顶部，所述的流体入口设置在所述的上管箱的侧壁。通过温度计口可方便地监测上管箱的腔内温度，从而保证管箱内的气体不超温，防止因上管箱中气体超温而造成被分离蒸发的气体逸出。

作为优选，所述的换热腔内设有至少一块用于固定所述的多根换热管的刚性折流板。

进一步地，所述的换热腔内设有至少三根用于支撑所述的刚性折流板的拉杆，每根所述的拉杆的底端固定连接在所述的下管板上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型降膜式蒸发器结构简单、换热效果好、换热效率高，其采用鼓式流体分布器，通过弧形分流挡板、初分布锥段和液封短节，使流体在进入换热管之前先均匀汇集，再进入并均匀分布在换热管内，与换热腔内的蒸汽进行换热。本实用新型降膜式蒸发器可充分利用流体自重以及流动惯性，使得流体在换热管的内壁成膜均匀，增大膜层的传热系数，强化传热，有利于蒸发气体自蒸发气体出口逸出，避免换热管干烧与裂流现象的发生。

附图说明

图1为实施例中降膜式蒸发器的结构示意图；

图2为实施例中上管箱的结构示意图；

图3为实施例中换热管的上端的开槽结构示意图；

图4为图3中a-a剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1的降膜式蒸发器，如图所示，包括上下依次设置的上管箱1、上管板4、壳体7、下管板5和下管箱3，壳体7的内侧为换热腔2，上管板4将换热腔2与上管箱1的内腔分隔，下管板5将换热腔2与下管箱3的内腔分隔，上管箱1上设有流体入口11和蒸发气体出口12，换热腔2内安装有多根换热管6（为视图简洁，图1中仅示出了两根换热管6），每根换热管6的上端和下端分别固定连接在上管板4和下管板5上，上管箱1的内腔与下管箱3的内腔经多根换热管6相通，壳体7上设有蒸汽进口21和蒸汽出口22，下管箱3开设有液体出口31，上管箱1的内腔中安装有鼓式流体分布器8，鼓式流体分布器8包括上凸的弧形分流挡板81、直立设置的三根支撑筋板82、横向设置的三块支撑板83、上小下大的初分布锥段84和液封短节85，流体入口11处横向安装有进液管13，进液管13的出口朝下，弧形分流挡板81位于进液管13的出口的正下方，弧形分流挡板81固定在三根支撑筋板82的顶端，初分布锥段84固定在三根支撑筋板82的底端，每块支撑板83的内侧固定在初分布锥段84上，每块支撑板83的外侧固定在上管箱1的内壁上，液封短节85固定在初分布锥段84的底端，液封短节85的外表面与上管箱1的内表面围成环形间隙14，该环形间隙14的单侧宽度为8mm。

实施例1中，每根换热管6的上端自上管板4的上表面伸出，每根换热管6的上端面与上管板4的上表面之间的距离s为40mm，每根换热管6的上端开设有两个宽度w为2mm、高度h为30mm切向槽61，每个切向槽61的槽底距上管板4的上表面的距离为10mm，两个切向槽61沿每根换热管6的上端的周向等间隔设置。

实施例1中，换热腔2内设有至少一块用于固定多根换热管6的刚性折流板24，换热腔内设有至少三根用于支撑刚性折流板24的拉杆23，每根拉杆23的底端固定连接在下管板5上。

实施例2的降膜式蒸发器，与实施例1的区别在于，实施例2中，上管箱1上设有温度计口15，温度计口15和蒸发气体出口12分别设置在上管箱1的顶部，流体入口11设置在上管箱1的侧壁。

上述降膜式蒸发器使用过程中，流体从流体入口11进入上管箱1，经过液封短节85与环形间隙14汇集于上管板4上，由于每个切向槽61的槽底与上管板4的上表面之间有10mm的高度差，当流体在上管板4上聚集到10mm高度后才从切向槽61切向流入换热管6内，与换热腔2内的蒸汽进行换热。上述降膜式蒸发器充分利用流体自重以及流动惯性，解决流体在上管板4液面的剧烈波动问题，从而使得流体在换热管6内的膜层厚度分布均匀；依靠流体自重以及流动惯性使得流体在换热管6的内壁成膜均匀，解决传统的管壳式换热器的局部成膜太厚、局部发生干烧、蒸发出的气体流通不畅，导致设备失效的问题。