本實用新型涉及換熱器領域，具體涉及一種管殼式蒸發/冷凝換熱器。

背景技術：

換熱器是廣泛應用于化工、動力、制冷、醫藥以及能源等行業的一種通用設備。按照傳熱面的結構和形狀可將換熱器分為板式換熱器、管式換熱器以及其他型式換熱器。其中板式換熱器主要有螺旋板式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器以及板殼式換熱器；管式換熱器主要有蛇管式換熱器、套管式換熱器以及管殼式換熱器；其他型式換熱器主要是滿足特殊要求提出的換熱器裝置，例如回轉式換熱器和熱管式換熱器。在眾多換熱器中，管殼式換熱器結構由于制造難度小、成本低、適用性強、且可用于高溫高壓，是目前應用最為廣泛的換熱器。

在管殼式換熱器基礎上發展起來的相變管殼式換熱器由于換熱效率高而備受關注，現有的相變管殼式噴淋換熱器一般是指管殼式冷凝器或管殼式蒸發器，兩者的用途不同，管殼式冷凝器主要用于冷凝氣體得到液體，而管殼式蒸發器主要用于蒸發液體得到氣體，該兩者往往用于整個換熱體統的不同殼程，以實現各自的功能，但也造成了設備占用體積大、成本高等缺點。

因此，為了改進換熱器結構，降低制造成本，提高換熱器的換熱效率，急需一種高換熱性能、低成本的新型管殼式相變換熱器。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種管殼式蒸發/冷凝換熱器，以解決上述現有技術中存在的問題。

為了解決上述問題，根據本實用新型的一個方面，提供了一種管殼式蒸發/冷凝換熱器，所述管殼式蒸發/冷凝換熱器包括殼體、噴淋器、冷凝器以及蒸發器，所述噴淋器、冷凝器以及蒸發器布置于所述殼體內，其中所述噴淋器設于所述殼體的中部，所述冷凝器設于所述噴淋器的上方，所述蒸發器設于所述噴淋器的下方，運行時，所述噴淋器將相變流體噴射至所述蒸發器，在與蒸發器產生降膜換熱后，相變流體由液體蒸發為氣體，該氣體上升至所述冷凝器并與所述冷凝器換熱后冷凝成液體回落到殼體底部，殼體底部的相變流體返回所述噴淋器繼續噴淋，從而完成全封閉的循環蒸發冷凝。

較佳地，所述冷凝器為冷流體管，所述蒸發器為熱流體管，以及所述管殼式蒸發/冷凝換熱器還包括噴淋水泵，所述噴淋水泵設于所述殼體外，運行時，所述噴淋器將相變流體噴射至所述熱流體管，在與熱流體管產生降膜換熱后，相變流體由液體蒸發為氣體，該氣體上升至所述冷流體管并與所述冷流體管換熱后冷凝成液體回落到所述殼體底部，所述殼體底部的相變流體經由噴淋水泵泵回噴淋器繼續噴淋，從而完成全封閉的循環蒸發冷凝。

較佳地，所述管殼式蒸發/冷凝換熱器還包括液封裝置，所述液封裝置設于連接所述噴淋水泵與所述殼體底部的管道上。

較佳地，所述管殼式蒸發/冷凝換熱器還包括抽真空裝置，所述軸真空裝置與所述殼體連接并用于抽取所述殼體內的氣體。

較佳地，所述熱流體管內裝有熔鹽或導熱油，和/或所述冷流體管內裝有水。

較佳地，所述相變流體為水或導熱油。

較佳地，所述殼體為圓筒狀殼體。

較佳地，在所述圓筒狀殼體的下部沿所述圓筒狀殼體的長度方向布置多根熱流體管，所述多根熱流體管的布置區域為所述圓筒狀殼體的體積的50％-70％。

較佳地，在所述圓筒狀殼體的上部沿所述圓筒狀殼體的長度方向布置多根熱冷流體管，所述多根冷流體管的布置區域為所述圓筒狀殼體的體積的30％-50％。

較佳地，所述噴淋器為多根噴淋管，所述多根噴淋管沿所述圓筒狀殼體的長度方向設置。

較佳地，所述多根噴淋管布置成一層，并位于所述殼體的中部的相同高度處。

較佳地，所述多根噴淋管距離所述殼體底部的距離為所述殼體的內徑的40％-60％。

本實用新型的管殼式蒸發/冷卻換熱器利用降膜傳熱的特點，大大降低了傳熱熱阻，傳熱效率高，能耗低，節能效果顯著。同時設備結構緊湊、占地面積小，安裝操作方便，系統可控制精度高，解決了現有換熱器的蒸發器與冷凝器在不同殼程，占用體積大，制造工藝復雜，成本高，換熱性能差問題等問題。

總的來說，本實用新型至少具有以下優點：

1、蒸發器與冷凝器集成在同一殼程，結構緊湊，制造工藝簡單，造價較低；

2、以水或導熱油作為熱載體，全封閉循環蒸發冷凝，設備具有耐腐蝕性；

3、表面換熱系數較普通換熱器高，換熱性能好。

附圖說明

圖1是根據本實用新型一實施例的管殼式蒸發/冷凝換熱器的示意剖視圖。

圖2是根據本實用新型一實施例的管殼式蒸發/冷凝換熱器的連接示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本實用新型的目的、特點和優點。應理解的是，附圖所示的實施例并不是對本實用新型范圍的限制，而只是為了說明本實用新型技術方案的實質精神。

本實用新型的管殼式蒸發/冷凝換熱器通常包括殼體、噴淋器、冷凝器以及蒸發器，噴淋器、冷凝器以及蒸發器布置于殼體內。其中噴淋器設于殼體的中部，冷凝器設于噴淋器的上方，蒸發器設于噴淋器的下方。運行時，噴淋器將相變流體噴射至蒸發器，在與蒸發器產生降膜換熱后，相變流體由液體蒸發為氣體，該氣體上升至冷凝器并與冷凝器換熱后冷凝為液體回落到殼體底部，殼體底部的相變流體返回所述噴淋器繼續噴淋，從而完成全封閉的循環蒸發冷凝。

在本實用新型中，冷凝器為冷流體管，蒸發器為熱流體管，以及管殼式蒸發/冷凝換熱器還包括噴淋水泵，噴淋水泵設于所述殼體外。運行時，噴淋器將相變流體噴射至熱流體管，相變流體在與熱流體管產生降膜換熱后，由液體蒸發為氣體，該氣體上升至冷流體管并與冷流體管換熱后冷凝成液體回落到殼體底部，然后經由噴淋水泵泵回噴淋器繼續噴淋，從而完成全封閉的循環蒸發冷凝。

下面結合圖1-2對本實用新型的管殼式蒸發/冷凝換熱器的一個實施例進行詳細說明。

圖1是根據本實用新型一實施例的管殼式蒸發/冷凝換熱器的示意剖視圖，圖2是根據本實用新型一實施例的管殼式蒸發/冷凝換熱器的連接示意圖。

如圖1-2所示，管殼式蒸發/冷凝換熱器100包括殼體10、噴淋器40、熱流體管30、冷流體管20以及噴淋水泵70。其中，冷流體管20設置于殼體10的上部，熱流體管30設置于殼體10的下部，噴淋器40設置于殼體10的中部并位于熱流體管30與冷流體管20之間。

如圖1所示，殼體10為圓筒狀殼體。在圓筒狀殼體10內分別設置熱流體管30、冷流體管20以及噴淋器40。熱流體管30布置于殼體10的下方，且熱流體管30所占用的區域約為整個殼體10體積的50％-70％。冷流體管20布置于殼體10的上方，且冷流體管20所占用的區域約為整個殼體10體積的30％-50％。

在殼體10的中部布置噴淋器40。在本實用新型中，噴淋器40為噴淋管。如圖2所示，噴淋管40布置在熱流體管30的上方以及冷流體管20的下方。較佳地，多根噴淋管40布置成一層，且位于殼體10的中部的相同高度處，較佳地，噴淋管40距離殼體的10的底部的距離為殼體10的內徑的40％-60％。作為一種優選方式，噴淋管40與最近的熱流體管30的距離為殼體10的內徑5％-10％，以及與最近的冷流體管20的距離為殼體10的內徑的5％-10％。

如圖2所示，熱流體管30具有入口31和出口32，在出口32處設置有閥門33，在入口31處設置有閥門34，閥門34用來控制熱流體流入熱流體管30，閥門33用來控制熱流體從熱流體管30流出。在熱流體管30中加入熱流體，熱流體可以為熔鹽或導熱油。

冷流體管20具有入口21和出口22，在入口21處設置有閥門23，在出口22處設置有閥門24，閥門23用來控制冷流體流入冷流體管20，閥門24用來控制冷流體流出冷流體管20。在冷流體管20中加入冷流體，冷流體可以為水。

如圖2所示，噴淋水泵70設置于殼體10外，并通過管道與殼體10和噴淋器40連接。噴淋水泵70用于將殼體10內的相變流體抽出，并泵送給噴淋器40。其中，相變流體可以是水或導熱油。

在殼體10和噴淋水泵70之間設置有液封裝置50，連接噴淋器40與殼體10的管道上設置有閥門80，較佳地，閥門80設于液封裝置50與噴淋水泵70之間并用來控制從殼體10流出的相變流體。連接噴淋水泵70和噴淋裝置40的管道上設有閥門81，閥門81用于控制泵入噴淋器40的相變流體。

如圖2所示，在殼體10外還設有抽真空裝置60，用于抽取殼體10內的氣體，從而進一步提高換熱效果。

在本實用新型的管殼式蒸發/冷凝換熱器100中，在冷流體管20中加入諸如水的冷流體，在熱流體管30中加入諸如熔鹽或導熱油的熱流體。諸如水或導熱油的相變流體在殼體10以及噴淋器40和噴淋水泵70之間循環流動。

運行時，噴淋器40將相變流體噴射至熱流體管30，在與熱流體管30產生降膜換熱后，相變流體由液體蒸發為氣體，該氣體上升至冷流體管20并與冷流體管20換熱后冷凝為液體并回落到殼體10底部。殼體10底部的相變流體經由噴淋水泵70泵回噴淋器40繼續噴淋，從而完成全封閉的循環蒸發冷凝。

本實用新型的管殼式蒸發/冷卻換熱器利用降膜傳熱的特點，大大降低了傳熱熱阻，傳熱效率高，能耗低，節能效果顯著。同時設備結構緊湊、占地面積小，安裝操作方便，系統可控制精度高，解決了現有換熱器的蒸發器與冷凝器在不同殼程，占用體積大，制造工藝復雜，成本高，換熱性能差問題等問題。

總的來說，本實用新型至少具有以下優點：

1、蒸發器與冷凝器集成在同一殼程，結構緊湊，制造工藝簡單，造價較低；

2、以水或導熱油作為熱載體，全封閉循環蒸發冷凝，設備具有耐腐蝕性；

3、表面換熱系數較普通換熱器高，換熱性能好。

以上已詳細描述了本實用新型的較佳實施例，但應理解到，在閱讀了本實用新型的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改。這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。