[实用新型]一种管壳式海水淡化器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管壳式海水淡化器。

背景技术

管壳式海水淡化技术的核心部件是换热系统，换热系统一般采用铜合金管来实现热交换的。即在铜管内外两侧分别有不同温度的水流动，管壁两侧的水相互隔离，由于温度不同所以两侧的水通过铜管进行热交换，温度较低的水温度升高或在特定条件下蒸发，而温度较高的水温度降低。根据管壳式海水淡化的造水原理来看，换热效果越高，淡化的海水越多，废热的利用效率越高。

目前市场上管壳式海水淡化设备采用直壁的热交换管来构建热交换系统。直壁管虽然加工方便，但这种方式却存在很多弊病。由于是直壁，所以在热交换管的管内外两侧流动的水流容易形成层流，即因为水的张力的原因，使得贴近铜管壁的水流速减慢或停流，而离管壁较远的水流速较快。这样贴近管壁两侧的水流层就最先实现热交换，由于贴近管壁的水流层流速相对较慢，所以很容易就会使得管壁两侧的水流层达到温度平衡，从而减缓热交换的速度或停止热交换。在离管壁较远的水流层因为不与管壁接触所以只能于相邻的水流层进行热交换，由于水是热的不良导体，而且层流使得不同温度的水流层很难形成对流，所以这类流层的水的热量不易被交换，这样热交换器的热交换能力就大大的受到了限制，参见附图2。而且贴近管壁处的水流流速较低，使得水中的水垢容易附着在管壁上，不易被冲走，结垢的热交换管其热交换能力更低。可以看出直壁的热交换管来构建的管壳式海水淡化器的不能有效充分的利用热源所提供的能量，而且存在海水淡化能力减退的问题。为了解决这些问题，有的采用增加换热面积来提高换热能力，这样不但增加成本，而且使得设备的体积加大，增加了不必要的空间占用。为了减少结垢所造成的不良后果，用户不得不频繁的清洗换热器，这样不但增加了操作人员的工作量，而且增加了设备的使用成本。

由于管壳式海水淡化的工作原理使得热交换管内外存在一定的压差，这就要求热交换管能承受一定的压力，所以不得不加大管壁厚度，增加成本。又由热交换管工作时温度升高，不工作时又会冷却，所以会出现热胀冷缩的现象，管壁加厚会使得管子径向的伸缩柔性降低，使得管子首尾连接处可能会因为应力的作用出现密封不佳现象，导致泄漏，使产出的淡水不符合标准。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种热交换率高且成本低的管壳式海水淡化器。

本实用新型是这样实现的：

一种管壳式海水淡化器，包括热交换管，所述热交换管为波纹螺旋状。

所述金属热交换管的螺旋宽度为10～14mm，管壁厚度为0.8～1.0mm。

本实用新型的有益效果：

根据本实用新型的技术方案，热交换管为波纹形状的螺旋管，使得热交换管内外壁成有规律的波纹状。当水流通过波纹管时会在波纹处产生旋涡状的水纹，每个波纹处产生的涡流相互交错使得流过的水呈紊流状，使水流全面的与热交换管管壁的接触，从而加大了管壁内外侧水流的热交换能力。

由于不再有层流现象产生，所以不再有固定的水流贴近管壁，也就不存在低流速的水流层。当有可能产生水垢的物质生成时，即会被流动的水流冲刷带离热交换系统，所以管壁水垢的生成速度会远远低于直壁管的生成速度。

从波纹管的截面看，其外壁呈波纹起伏状，形成一个个拱型。拱型的耐受压力的能力要远远大于直线型的。所以在壁厚相同的情况下，波纹管所耐受的压力要远远大于直壁管。由于管子呈波纹螺旋状(如同弹簧)，所以其径向的伸缩柔性能力是直壁管所不具备的，因此当出现热胀冷缩时其所产生的应力会被波纹管自动消解掉，不会因此而出现泄漏现象。

使用金属波纹螺旋管热交换系统的管壳式海水淡化机组，其体积小，可安装与各种类型的船舶。由于换热效果加强，使的机组废热的能量充分被使用，及能降低使用费用又有利于环保。换热能力的增强使得海水淡化所需的能量充足，生成的淡水水量多，且波纹螺旋状的热交换管使得水垢不易生成，并可自清垢。长时间使用后其密封效果仍保持完好，换热系统在水压状态下仍保持完好。

附图说明

附图1为本实用新型的剖面结构示意图。

附图2为传统直壁管的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

在附图1中，对于螺旋宽度为10～14mm、管壁厚度为0.8～1.0mm的金属热交换管，其水流通过管子内外时会在波谷处出现涡流，涡流的相互作用会使水呈紊乱状态，从而充分的与管壁接触，实现最佳的换热效果。最大限度的利用热源提供的能源，实现最优的海水淡化效果。