[发明专利]一种低温保温型干式蒸发器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电空调系统的换热器领域，尤其涉及一种低温保温型干式蒸发器及其控制方法。

背景技术

《核电安全规划（2011－2020年）》和《核电中长期发展规划（2011－2020年）》（2012年10月24日国务院常务会议再次讨论并通过实施）已明确指出我国“新建核电机组必须符合三代安全标准”。三代核电技术最主要的特征是安全系统采用“非能动”的设计理念。

非能动核电厂中央冷冻水系统（VWS）用风冷冷水机组为核电厂空调系统核心设备之一，机组要求全年运行制冷，为核电厂空气处理机组、单元式冷却机组和以冷冻水为冷却介质的工艺设备提供4.4℃的冷冻水。非能动核电厂标准厂址参数中要求最低安全环境温度为-40℃，即机组在-40℃环境工况下要求能正常制冷启动，并能稳定运行。

目前，市场上风冷冷水机组最低制冷运行环境温度为-19℃，尚未有能满足-40℃环境温度制冷运行的产品。而针对低温环境用的风冷冷水机组（制冷机组）的蒸发器大多为干式蒸发器（卧式管壳式结构），制冷剂走管程，冷冻水走壳程，外表面包裹20mm厚的保温棉。当风冷冷水机组在-40℃低温环境停机时，干式蒸发器会受环境温度影响而使冷冻水结冰，危害壳体内的换热管，严重时会导致换热管破裂，从而造成蒸发器失效。

申请号为200620051158.2的中国专利《干式蒸发器》公开一种干式蒸发器包括制冷剂管道和冷却水环路，在距离制冷剂进入干式蒸发器内制冷剂管道一端10~30mm的水中，加装有一个温度传感器，它能检测到干式蒸发器内靠近制冷剂进入端的水温，一旦检测温度低于设置值时，控制器控制压缩机停止工作，电磁阀断开切断制冷剂的供应路径来避免干式蒸发器结冰。该专利提供的干式蒸发器是应用在普通领域，不适用于-40℃低温的工作环境，而现有的技术并未涉及解决在-40℃低温的工作环境下干湿蒸发器的结冰问题。

已有专利要解决的问题是因冷媒使得冷冻水降温而结冰，进而冻坏蒸发器，所以采用的技术方案就是在监控到冷冻水温度过低时关闭冷媒，而已有专利包括其他现有技术并没有给出因为外部环境温度过低而导致冷冻水结冰进而冻坏蒸发器的任何解决方案，故而急需研制一种克服外部温度过低而使得蒸发器内冷冻水结冰的有效技术方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低温保温型干式蒸发器，保证在-40℃的低温环境下停机时，不会受环境温度影响而使冷冻水结冰，进而保护整个制冷系统，本发明另一个目的是提供一种所述低温保温型干式蒸发器的控制方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种低温保温型干式蒸发器，包括壳体，所述壳体内安装有多根换热管，换热管形成作为冷媒通道的管程，而壳体内的换热管外部则形成冷冻水通道的壳程，所述壳体外壁设有用于加热冷冻水的加热装置，并设有根据设定的温度阈值来启动或关闭加热装置的温控开关。所述温度阈值为2~5℃。本发明所述的干式蒸发器用于核电空调系统主机等制冷机组中，当制冷机组在-40℃低温环境停机时，干式蒸发器受到环境温度影响而使得该蒸发器中的冷冻水水温下降，通过在壳体外壁加设加热装置，使得干式蒸发器内的冷冻水不会产生冻结，解决了现有技术存在的问题。所述冷冻水为干净的淡水。

优选地，所述加热装置为壳体外壁缠有一条或一条以上电伴热带，所述电伴热带呈螺旋状缠绕。螺旋状缠绕使得加热均匀。

进一步地，所述温控开关为3个，分别设于靠近所述壳体的进水端、出水端和壳体中间的位置。所述温控开关通过分设不同位置来获取壳体内部温度。

所述壳体内壁上下依次间隔设有多个折流板。所述多块折流板使冷冻水流产生湍流以增强换热。

所述温控开关设于壳体的最低温度位置，所述最低温度位置为冷冻水经过多个折流板形成的流动死区。水流经过折流板时会存在流动死区，在流动死区，制冷机组停机时，保持干式蒸发器冷冻水流量不变，但是受环境低温影响，壳体内流动死区冷冻水温度会进一步降低，因此，在靠近冷冻水流动死区附近的壳体位置是壳体的温度最低的位置。

所述壳体外侧包覆保温棉。所述保温棉可起到辅助保温以及便于电伴热带进行准确控制的作用。优选地，所述保温棉为60mm厚的橡塑保温棉。