CN104771922B - 旋转管束蒸发器排水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转管束蒸发器排水装置，包括水腔侧板、凝水收集腔端板、凝水侧空心轴和排水管，它与管板相连，内设水腔堵板及集水板，水腔堵板与水腔侧板、凝水收集腔端板、凝水侧空心轴和管板相连，集水板与凝水收集腔端板、凝水侧空心轴和管板相连，在水腔堵板及集水板之间的凝水侧空心轴上设有排水管，排水管中间设有中间堵板，紧靠中间堵板的管上、下分别设有排水口、下出口，凝水侧空心轴一端与管板相连，另一端连有水旋转接头、虹吸弯头和凝水出口。本发明能及时排出管束中的冷凝水，大大提高了单位面积水份蒸发量，减少了设备投资、体积及运行功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转管束蒸发器排水装置，可用于化工生产中含盐废水的蒸发。
背景技术
目前，用于化工生产中含盐废水的蒸发装置，为防止废水在换热面上的结垢，新型的蒸发浓缩器(ZL201210285407.4)，采用换热管束的旋转运动，使外管与需蒸发的废水有一定的相对速度，结垢现象大大减少，由于需蒸发的废水在换热面外，热源在换热面内，解决了现在常用强制循环蒸发器的循环泵功率大、耗电高、叶片易磨损、管路长易堵塞、散热大等一系列问题。但是，该专利中凝水收集腔存在积水现象，如图2、图3所示，凝水收集腔中设有水腔堵板23将其分为多个区域(图2中为4个)，在水腔堵板23之间区域管束13冷凝下的水通过排水口24进入空心轴，由于空心轴上设有多个排水口(如图2、图3中排水口25)以排除凝水收集腔其它区域间管束冷凝下的水，流至空心轴17中的水通过排水口25又回流到凝水收集腔中，并没有及时通过空心轴17排出***外，只有当凝水收集腔中的水位高于空心轴17，冷凝水才会通过空心轴17排出，因此低于空心轴17的管束中充满水，从而大大减少了蒸汽冷凝换热面积，单位面积蒸发水量大大减少，投资高，设备体积大，运行功率大。因此，以蒸汽为热源的蒸发器关键问题为冷凝水不集聚控制方案。
发明内容
技术问题：本发明提供一种能够将管束流到凝水收集腔的冷凝水通过空心轴及时排出***外，所有管束中都不充满冷凝水，提高了原技术单位面积水份蒸发量，减少了设备投资、体积及运行功率的旋转管束蒸发器新的排水装置。
技术方案：本发明的旋转管束蒸发器新的排水装置，包括穿过旋转管束蒸发器的凝水收集腔的凝水侧空心轴、位于所述凝水收集腔内的水腔堵板和集水板，所述水腔堵板将凝水收集腔分割为多个独立的空间，所述集水板安装在凝水侧空心轴外表面。凝水侧空心轴内设置有两端开口均穿过凝水侧空心轴的管壁并与凝水收集腔内部连通的排水管，所述排水管正中间设有中间堵板，将排水管分割为彼此隔离的两个管段，两个管段的端部开口均位于水腔堵板与集水板间的管壁上，并在临近中间堵板的管壁上设置有与空心轴连通的排水口。
本发明的优选方案中，凝水侧空心轴设置在旋转管束蒸发器的旋转轴心上，凝水侧空心轴一端穿过凝水收集腔端板后与旋转管束蒸发器中的管板相连，另一端通过轴承安装在旋转管束蒸发器壳体上。
本发明的优选方案中，凝水收集腔是由凝水侧空心轴、水腔侧板、凝水收集腔端板和管板围成的封闭空腔。
本发明的优选方案中，水腔堵板的边缘分别与水腔侧板内侧、凝水侧空心轴外表面、凝水收集腔端板和管板相连，所述集水板与凝水侧空心轴外表面、凝水收集腔端板和管板相连。
本发明的优选方案中，中间堵板两侧的排水口成90°布置。
本发明的优选方案中，凝水侧空心轴外侧一端设置有水旋转接头，凝水侧空心轴内的虹吸弯头穿过水旋转接头后与凝水出口连接，所述凝水出口的位置低于水腔侧板的最底端。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
如图2、图3所示，现有专利技术(ZL201210285407.4)中，凝水收集腔中设有水腔堵板将其分为多个区域(图2中为4个)，在水腔堵板之间区域管束冷凝下的水通过排水口进入空心轴，由于空心轴上设有多个排水口，以排除凝水收集腔每个区域间管束冷凝下的水，流至空心轴中的水通过下排水口又回流到下凝水收集腔中，并没有及时通过空心轴排出***外，只有当下凝水收集腔中的水位高于空心轴，冷凝水才会通过空心轴排出，因此低于空心轴的管束中充满水，凝水收集腔存在积水现象。
如图4所示，本发明中，当凝水收集腔中隔板及集水板向上旋转时，凝水收集腔中水逐步集中到隔板及集水板间，同时，收集下来的水通过管16的排水口流到空心轴内，由于管16中间设有中间堵板，当空心轴内水位低于中间堵板时，空心轴内水无法再返回到凝水收集腔内，使得所有管束中的冷凝水都及时排出，所有管束中都含有蒸汽，所有管束均参与蒸汽冷凝换热。
本发明大大提高了单位面积水份蒸发量，减少了设备投资、体积及运行功率。
附图说明
图1是本发明***结构示意图。
图2是专利ZL201210285407.4凝水收集腔示意图。
图3是专利ZL201210285407.4凝水收集腔左视图。
图4是本发明凝水收集腔示意图。
图5是本发明凝水收集腔左视图。
图6是本发明排水管结构示意图，图6a为主视图(从图6b右方向投射)，图6b为左视图。
图7是本发明双排水管凝水收集腔示意图。
图中有：1电机减速机，2汽旋转接头，3蒸汽进口，4汽侧空心轴，5轴承，6轴封，7蒸汽腔入口，8蒸汽腔，9蒸汽压缩机，10稀溶液入口，11蒸汽出口，12外壳，13管束，14凝水收集腔，15集水板，16排水管，17凝水侧空心轴，18水旋转接头，19虹吸弯头，20凝水出口，21浓溶液出口，22推进器，23水腔堵板，24排水口，25排水口，26凝水收集腔侧板，27管板，28排水口，29中间堵板，30凝水收集腔端板。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种旋转管束蒸发器排水装置，包括水腔侧板26、凝水收集腔端板30、凝水侧空心轴17和排水管16，凝水收集腔端板30与凝水侧空心轴17焊接相连、与水腔侧板26法兰连接，水腔侧板26与管板27焊接相连，管束13一端焊接在管板27上、与凝水收集腔14相通，凝水收集腔14内设水腔堵板23及集水板15，它们都与凝水收集腔端板30及凝水侧空心轴17焊接相连、与管板27紧密接触连接，水腔堵板23与水腔侧板26紧密接触连接，集水板15与水腔侧板26不连，在水腔堵板23及集水板15之间的凝水侧空心轴17上设有排水管16，排水管16中间设有中间堵板29，紧靠中间堵板29的管上、下分别设有排水口28，两个排水口28成90°布置，凝水侧空心轴17另一端连有水旋转接头18、虹吸弯头19和凝水出口20，凝水出口20的位置低于水腔侧板26最下端，由于排水管16排水口28几乎处于凝水侧空心轴17中心，凝水侧空心轴17中水只要不超过中心，就不会从排水管16的排水口28回流到下部的管束13中。
实施例2
一种用于实施上述旋转管束蒸发器排水装置，与实施例1不同的是凝水侧空心轴17上设有两个排水管16，它们之间成一定角度，一般为90°，在轴向上它们前后设置，实际上就是将管束13分成4个区域，当某个区域处于上方时，该区域管束的冷凝水通过排水管16的排水口28流到凝水侧空心轴17内，其他区域内的管束冷凝出的水，暂时存在凝水收集腔14内，此结构适用于特大桨叶。
实施例3
待蒸发的溶液从稀溶液入口10送入蒸发器，在蒸发器中溶液受旋转的管束13加热而得到蒸发，蒸发出的水蒸汽，由排汽口11排出，进入蒸汽压缩机9，升压升温后的水蒸汽做为蒸发器热源，经汽旋转接头2的蒸汽进口3送入汽侧空心轴4中，由蒸汽腔入口7进入蒸汽腔8，继而进入旋转的管束13中，蒸汽在管束13中与管外的溶液进行热量交换，变为冷凝水进入与管束13连通的凝水收集腔14中，再由排水管16进入凝水侧空心轴17，最后经虹吸弯头19、水旋转接头18及凝水出口20排出。
蒸发器将进入的稀溶液分离成由浓溶液出口21排出的浓溶液和经由旋转接头18、排水口20排出的冷凝水，实现了稀溶液的蒸发与浓缩。
由浓溶液出口21排出的浓溶液及由旋转接头18排水口20排出的冷凝水，温度较高，可以用于提高处于环境温度的稀溶液的温度，回收能量，以进一步提高热效率，降低运行成本。
本发明装置的工作过程如下：
旋转管束蒸发器汽侧空心轴4由电机减速机1带动，汽侧空心轴4与管束两端管板27及凝水侧空心轴17连成一个旋转轴，两端由轴承5支撑，两端的汽侧空心轴空心轴4、凝水侧空心轴17与壳体12采用轴封6密封。稀溶液从稀溶液入口10送入蒸发器，蒸发出的水蒸汽，由蒸汽出口11排出，进入蒸汽压缩机9，升压升温后的水蒸汽做为蒸发器热源，经汽旋转接头2的蒸汽进口3送入汽空心轴中，由蒸汽腔入口7进入蒸汽腔8，继而进入旋转的管束13中，蒸汽在管束13中与管外的溶液进行热量交换，变为冷凝水进入与管束13连通的凝水收集腔14中，再由特殊设计的排水管16进入凝水侧空心轴17，最后经虹吸弯头19、水旋转接头18及凝水出口20，冷凝水排出蒸发器外，由于凝水出口20低于凝水侧空心轴17的最下端，并且虹吸弯头19不动，在重力作用下，水空心轴17中的凝水及时排出。
蒸汽通过蒸汽腔8进入到管束13中，对管束13外的稀溶液进行加热，稀溶液得到浓缩成浓溶液，有些溶质还会结晶，形成固液两相，设在最外层管束13上的推进器22，将浓溶液(夹带有结晶盐)向前推进，浓溶液由浓溶液出口21排出。
排水管16中间设有中间堵板29，紧靠中间堵板29的管上、下分别设有排水口28，两个排水口28垂直布置，当管束13处于图4状态时，排水管16处于竖直状态，上部的水腔堵板23与集水板15间冷凝水，通过排水管16的排水口28排到凝水侧空心轴17中，由于排水管16的排水口28几乎处于凝水侧空心轴17轴心处，凝水侧空心轴17中的水位只要处于排水口28以下，就不会从排水口28回流到下部管束13中。
为便于管束13中冷凝水通过管板27排到凝水收集腔14内，该蒸发器进汽端与排水端成一定的倾斜角度。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种旋转管束蒸发器排水装置，其特征在于，该装置包括穿过旋转管束蒸发器的凝水收集腔(14)的凝水侧空心轴(17)、位于所述凝水收集腔(14)内的水腔堵板(23)和集水板(15)，所述水腔堵板(23)将凝水收集腔(14)分割为多个独立的空间，所述集水板(15)安装在凝水侧空心轴(17)外表面；
所述凝水侧空心轴(17)内设置有两端开口均穿过凝水侧空心轴(17)的管壁并与凝水收集腔(14)内部连通的排水管(16)，所述排水管(16)正中间设有中间堵板(29)，将排水管(16)分割为彼此隔离的两个管段，两个管段的端部开口均位于水腔堵板(23)与集水板(15)间的管壁上，并在中间堵板(29)两侧临近的管段管壁上分别设置有与凝水侧空心轴(17)连通的排水口(28)。
2.根据权利要求1所述的旋转管束蒸发器排水装置，其特征在于，所述凝水侧空心轴(17)设置在旋转管束蒸发器的旋转轴心上，凝水侧空心轴(17)一端穿过凝水收集腔端板(30)后与旋转管束蒸发器中的管板(27)相连，另一端通过轴承安装在旋转管束蒸发器壳体上。
3.根据权利要求1所述的旋转管束蒸发器排水装置，其特征在于，所述凝水收集腔(14)是由凝水侧空心轴(17)、水腔侧板(26)、凝水收集腔端板(30)和管板(27)围成的封闭空腔。
4.根据权利要求3所述的旋转管束蒸发器排水装置，其特征在于，所述水腔堵板(23)的边缘分别与水腔侧板(26)内侧、凝水侧空心轴(17)外表面、凝水收集腔端板(30)和管板(27)相连，所述集水板(15)与凝水侧空心轴(17)外表面、凝水收集腔端板(30)和管板(27)相连。
5.根据权利要求1所述的旋转管束蒸发器排水装置，其特征在于，所述中间堵板(29)两侧的排水口(28)成90°布置。
6.根据权利要求3或4所述的旋转管束蒸发器排水装置，其特征在于，所述凝水侧空心轴(17)外侧一端设置有水旋转接头(18)，凝水侧空心轴(17)内的虹吸弯头(19)穿过水旋转接头(18)后与凝水出口(20)连接，所述凝水出口(20)的位置低于水腔侧板(26)的最底端。
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