[其他]落降液膜式热交换器

说明书

本发明有关一种落降液膜式热交换器，其换热板为瓦楞形，形成凸脊和凹谷，顺液膜下降的方向延伸，以增大换热面积。

当设计落降液膜冷却器和落降液膜蒸发器之类的落降液膜式器具的换热表面时，为了获得落降液膜和与降落液膜换交热的介质之间的最大可能换热量，重要的是必须在液膜下降的全部距离中，降液表面完全被液膜覆盖，而同时还要使液膜尽可能的薄。除了有这样两个互相矛盾的愿望需要得到满足问题外，还有其他有关实际设计板式热交换器的一些构造上的不利因素也必须考虑，板式热交换器得保持液膜的均匀和连续不断。因此，由于间断，并由于因间断而造成的换热表面不均匀，常需要有所弥补，例如在相邻的换热板之间布置支持点。这种支持点在多数热交换器中可以被积极利用，以产生紊流，但在落降液膜热交换器中则造成障碍，不利于沿换热表面形成不间断的液膜。在已有的落降液膜技术中还有实例说明，由于在落降液膜表面之间安排了一些杆件，造成了对落降液膜的严重干扰。因此需要同时把这些杆件设计得类似液膜的重新分布器，起着重新分布器的作用。这种设计的落降液膜的反复减速和加速，使沿大部份的落降距离的热交换系数降低。

此外，通常总希望采用热交换元件的褶皱形或瓦楞形的表面结构，藉以增大面积，在相邻的换热元件之间提高强度并增加接触点。但是，这种在液膜降落方向中有凸脊和凹谷的落降液膜式热交换器，其起增大面积作用的板状元件瓦楞会进一步造成问题。因为形成落降液膜的流体，倾向于在瓦楞的谷部积聚，使液膜在瓦楞的脊部中断，使可以有效利用的散热表面严重减小。显而易见的措施是增加流体的载荷，直到液膜不再破裂为止。但这又使热传导系数大为降低，并且，假如发生在落降液膜蒸发器中，则蒸发率将比其他可采取的方法降低。

本发明的一个目的，是提出落降液膜式板式热交换器的换热板的实施方案。在这实施方案中，利用了上述提及的扩大了面积的换热板元件瓦楞形，而同时又消除了以上所述的流体在瓦楞形谷部积聚的问题。

本发明的另一个目的，是提出一种落降液膜式热交换器，这种热交换器利用换热板元件的上述扩大面积的瓦楞形，并消除了瓦楞形谷部中流体积聚的问题，而同时，省去了落降液膜通路中对支持点的需要。

本发明的一个特殊的目的，是提出一种换热板型的落降液膜蒸发器。这蒸发器利用板元件的起扩大面积作用的瓦楞，并解决了瓦楞谷部中流体积聚的问题，同时又利用了换热板的瓦楞形状，以取得在液膜降落方向中横截面加宽而热交换表面面积收小的蒸发通路。

根据本发明，这些目的已作为首创在上述类型的热交换器中达到。它的主要特点是：热交换器板件瓦楞形成的凸脊和凹谷，在若干个一个接一个在降落方向区域中的每一区里延伸。而相连的两区里的凸脊和凹谷相互错开放置，因而一区里的脊和谷，分别与相连的区里的谷和脊对正。在相连的两区之间的过渡阶段中的瓦楞，形成连接表面，使液膜从一个区域里的凸脊和凹谷的底端，分别向下一个区域里的凹谷和凸脊的上端继续流动。

根据本发明，落降膜流体在换热板瓦楞的谷部积聚的问题可以得到解决。方法是将落降液膜分别从凸脊向凹谷分布，及把凹谷中的液膜向凸脊上分布，如此沿换热板的方向循环若干次。同时，本发明还提供了一个特有的可能性，使落降液膜的液体，延着一个很长的落降距离，反复进行重新分布，而不需要象已知的落降液膜状装置那样，必需减缓液体下降的速度。在已知的装置中，为了得到沿降落距离中的均匀分布，必须在经过一定的间隔后，把液体积聚，并利用狭缝装置沿液膜落降表面把液体重新分布。最后提到的重新分布落降液膜的方法，如已在上文叙述，因其所具有的缺点而降低了价值。缺点是分布重新开始时降落速度减低，沿着液膜蓄积这距离，传热系数下降，在层状流动时，便需使落降液膜加速，使速度达到紊流范围内，在这范围内有较高的传热系数。本发明提出的解决方法特别便利，因为重新分布的结构不要求有特殊装置和安装分布装置的昂贵费用，而可以使之完全包括在换热板的形状中，例如用惯用的方法压制出板件。

沿液膜降落方向重新分配范围之间，即脊和谷之间发生重新分布的所在，为简便起见，在换热板整个宽度上，即使脊和谷间有变化，各个不同区内有相应一致瓦楞，当然，可能沿换热板宽度不同位置也会有不同的高度平面。在两个区域间的过渡通道里，换热板的瓦楞形状形成若干转换表面，交替在换热板横截面方向上向相反的方向倾斜。在凸脊和凹谷连接时向一个方向倾斜，而在凹谷连接凸脊时则向相反的方向倾斜。