[实用新型]喷射增焓回热式蒸发器

说明书

(一)技术领域：喷射增焓回热式蒸发器，属喷射器、蒸发器、热泵和热交换设备等。

(二)背景技术：多效蒸发器是化工生产、海水淡化、造纸黑液及污废水处理工艺中的一种常用设备。多效蒸发器是一种多个蒸发器的串联设备，其设计原理是将二次蒸发的汽化潜热反复利用。在一定的范围内，蒸发器的级数越多，热能利用率越高。但无轮级数多少，生蒸汽总是以汽态形式进入系统，又以汽态形式排出系统。通常系统的进汽压力为0.5MPa，相应的汽温为152℃，热焓为2745kj/kg；排汽压力为-0.92MPa，相应的汽温为42℃，热焓为2573kj/kg；进出系统的焓差为172kj/kg，热利用率不足8％。非但如此，还要消耗大量的冷却水将排出系统的二次蒸汽冷凝。国外有人对海湾地区的一座24效大型海水淡化装置进行测查，其第二定律的热效率仅4.3％。目前多效蒸发海水淡化装置一吨生蒸汽可以蒸发8吨水，即蒸发比为8，而国内运行最好的多效蒸发器的蒸发比不足4。若以目前生产每吨蒸汽的价格以200元计，蒸发一吨水的成本为50元，这是最好的，普遍的成本在70元以上，有的则更高。因此，提高蒸发效率是节能减排亟待解决的问题。提高蒸发效率最理想的途径是将二次蒸汽循环利用，循环利用则需要高效热泵，然而由于原理所致，目前的机械压缩式热泵和喷射热泵的蒸发效率都不能满足要求。

(三)实用新型内容

本实用新型提供的喷射增焓回热式蒸发器，目的就是要提高现有蒸发器的热效率。本实用新型目的是通过采用喷射增焓相变增压、真空状态下的压力闪蒸、闪蒸冷液回热及循环蒸发的方式，使蒸发系统形成封闭的热力循环实现的。

本实用新型的技术方案如下：喷射增焓回热式蒸发器，其特征是：

1)设压力闪蒸蒸发器1，有如下结构：在壳体1.4内沿周向均布1支以上水喷头1.5，壳体外表装有进水管1.3a的环形水室1.3；环形水室与水喷头进液管1.51连通，并向水喷头提供压力水；壳体上、下方分别设闪蒸蒸汽出口1.1和冷液出口1.7；2)设喷射增焓相变增压水蒸汽热泵4，有如下设计：i)设同轴顺次连接的进汽室4.1、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件4.2、收敛段有加热外套的一支以上收敛-扩张型扩压器组件4.3以及扩容减压管4.4；其中，加热外套是指分别在拉瓦尔喷管4.22和扩压器收敛段4.37外壁固定加热片，并在加热片外装有密闭的通有蒸汽的喷管加热套4.26和收敛段加热套4.36；ii)拉瓦尔喷管进口蒸汽压强P_2a为低压水蒸汽压强，此处选用二次蒸汽、泛汽及其它低品位水蒸汽；且进口蒸汽压强P_2a/出口蒸汽压强P_2b＞2；iii)从拉瓦尔喷管出口面2b处至收敛-扩张型扩压器喉道出口3C处这一段Lx汽流干度X＜1；iv)收敛-扩张型扩压器出口截面的压强P_3b＜拉瓦尔喷管进口蒸汽压强P_2a；v)扩容减压管4采用圆柱-圆锥-圆柱形，进口面积S_4a/出口面积S_4b＞3。3)设间接回热冷凝器2，有如下设计：①在回热冷凝容器2.3中通入已增压的蒸汽2.2，开有进汽口 2.4、出汽口2.5和冷凝水排出口2.6，容器内还装有间接进行热交换的回热管2.1；②参数满足：f_b≥t₁+R式中：f_b为喷射增焓相变增压水蒸汽热泵4的排汽温度；t₁-回热冷凝器热液2.2的温度；R-回热冷凝器2的热阻。4)设热液水箱3，有如下结构：在水箱内充满由加热蒸汽加热的热液3.1，并设补充液管3.2和底部的浓液排出口3.3。5)设真空泵5，用真空管将真空泵抽汽管5.1与回热冷凝器出汽口2.5连通；6)上述各单元汽路用真空管还有如下连接：蒸发器1蒸汽出口1.1与增焓相变热泵4的进汽管4.11连通；增焓相变热泵4排汽管4.44与回热冷凝器2进汽口2.4连通；上述各单元水路用水管如下连接：蒸发器1进水管1.3a与热液泵7的出水管连通，热液泵7的进液口与热液水箱3连通；蒸发器冷液出口1.7与冷凝器回热管2.1进液口连通，冷凝器回热管2.1热液出口2.7与热液水箱3连通。

本实用新型有益效果：