[发明专利]一种低温多效海水淡化末效冷凝器及其工作方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及海水淡化领域，尤其是一种低温多效海水淡化末效冷凝器及其工作方法。

(二)背景技术：

海水淡化，又称海水脱盐，是分离海水中盐和水的技术和过程。

蒸馏法即热法是最早采用的海水淡化技术，是海水淡化最主要的方法。蒸馏法海水淡化是将海水加热蒸发，再使蒸汽冷凝得到淡水的过程。

多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水，这种蒸发和冷凝过程沿着一串蒸发器的各效一直重复，每效都产生了相当数量的蒸馏水。在多效蒸发方法中，低温多效蒸馏(LT-MED)是蒸馏法中最节能的方法之一。

LT-MED海水淡化设备由蒸发器、末效蒸汽冷凝器、海水预加热器。蒸发器是一组平行的水平蒸发管，蒸汽输入到蒸发管内部，管外喷淋海水进行蒸发。海水预加热器是利用装置末效产生的部分二次蒸汽来预热装置进水，使之温度接近末效蒸发器中控制的温度。末效蒸汽冷凝器则是利用海水或其他水源来将多余的末效二次蒸汽冷凝。

目前，LT-MED海水淡化设备末效冷凝器和海水预加热器一般有两种方案，一是分开做成两个换热器，进料海水与冷凝水分别进入不同的装置的方案，简称方案一；或者做成一个统一的换热器，全部由预处理后的海水冷凝，进料海水进入蒸发器，多余海水排放的方案，简称方案二。这两种方案分别存在以下问题：

1、方案一必须围绕末效蒸发器蒸发器对称放置，对于含有相对独立的两个或多个蒸发管束的蒸发器，不易对称放置；

2、对于两个换热器，蒸汽必须以相同阻力的管路进入两个换热器中，否则蒸汽分布会受到影响；

3、做成两个换热器制造材料、制造费用、热量损失都会比较大；

4、对于方案二末效冷凝器必须用相同材质制造，换热管必须全部采用钛管或其他高抗腐蚀的管材，装置成本增加；

5、一个换热器必须全部采用预处理后的海水冷凝，增加海水预处理的负担，造成浪费。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种低温多效海水淡化末效冷凝器及其工作方法，它能够有效解决现有技术中存在的不足，并且简化了设备布置及管路设计，降低了成本。

本发明的技术方案：一种低温多效海水淡化末效冷凝器，其特征在于它由壳体、进料海水换热管、冷却水换热管、管板及中间隔板构成，其中所说的壳体顶部有末效二次蒸汽的进口，两侧有进料海水进口；所说的管板连接于壳体内；所说的进料海水换热管和冷却水换热管分别连接在管板上，且进料海水换热管和冷却水换热管之间有中间隔板隔离；所说的进料海水换热管构成海水预热器，其进水端连接进料海水进口，出水端连接进料海水出口；所说的冷却水换热管构成冷凝器，其进水端连接冷却水进口，出水端连接冷却水出口。

上述所说的海水换热管设计成单程或者两程以上，两程以上包括两程、三程或四程。

上述所说的冷却水换热管设计成单程或者两程以上，两程以上包括两程、三程或四程。

上述所说的冷却水为简单处理的海水或其他水源。

上述一种低温多效海水淡化末效冷凝器的工作方法，其特征在于它由以下步骤构成：

(1)末效二次蒸汽由进口进入末效冷凝器壳体的壳程；

(2)进料海水由进料海水进口进入进料海水换热管的管程，预热后由进料海水出口排出；

(3)冷却水由冷却水进口进入冷却水换热管的管程，与蒸汽交换热量后由冷却水出口排出；

(4)蒸汽在壳体内则靠两部分换热管中的水量及水温控制，自由分配；

(5)进料海水换热管管程内的进料海水和冷却水换热管管程内的冷却水分别被壳程的蒸汽加温，同时壳程的蒸汽冷凝成淡水。

本发明的优越性在于：1、将海水预热器与冷凝器制作在一个壳体内，蒸汽统一供应，不会存在管路阻力不同而导致蒸汽分布不均的现象，设备布置及管路设计都简单化了；2、而换热管分为相对独立的两部分，一部分用于进料海水的预热，一部分用于剩余蒸汽的冷凝，可以选择简单处理的海水做为冷却水，减轻海水预处理的负担，降低预处理成本；3、冷却水还可以根据实际情况选择其他水源，降低设备腐蚀；4、将海水预热器与冷凝器制作在一个壳体内，且换热管分为相对独立的两部分，可以根据不同水质选用不同管材，降低成本；5、根据不同需求，两部分换热管还可以做成不同长度、不同管径的换热管，并且可以做成不同数量、不同管程的换热管束，实现设计和制造的灵活性。

(四)附图说明：

图1为本发明涉一种低温多效海水淡化末效冷凝器(四程)的结构示意图。