本發明涉及蒸發器領域，尤其是一種帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發器。

背景技術：

現有管殼式蒸發器基本都是以換熱管排、普通折流板以及殼體構成的換熱體。相對于其他新型蒸發器，普通管殼式蒸發器存在換熱效率較低，設備體積較大以及金屬材料消耗量較大等缺點，但是，同時也具備結構堅固、可靠性高、適用范圍廣等優點，因此管殼式蒸發器具有重大的工程價值，所以提升管殼式蒸發器的熱力性能具有充分的現實必要性。由于普通管殼式蒸發器中，低干度工質在換熱管的蒸發過程換熱效率不高，在蒸發后期隨著氣相工質比例大、流速快，蒸發器特別是多管程管殼式蒸發器存在管內壓力損失嚴重，導致冷熱流體的換熱溫差降低等缺點。因此，有必要進一步改進。

技術實現要素：

本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、性能優異、體積小、換熱效果好、節能環保、制造成本低、易生產、易實現且安全可靠的帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發器，以克服現有技術中的不足之處。

按此目的設計的一種帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發器，包括殼體和設置在殼體兩端的封頭，其特征在于：殼體上設置有殼程進口管和殼程出口管，封頭上設置有管程進口管和管程出口管，蒸發器的管程走蒸發流體，蒸發器的殼程走熱流體；殼體和封頭之間還設置有若干的換熱管、普通折流板和雙干度分流折流板，換熱管貫穿普通折流板和雙干度分流折流板。

所述雙干度分流折流板由分流室和延長板構成，分流室由分相腔、低干度腔和高干度腔組成。

所述分流室由位于殼程來流方向前部的分相腔和位于殼程來流方向后部的低干度腔、高干度腔組成；其中，分相腔為寬腔體結構、且位于低干度腔和高干度腔的前方，低干度腔位于高干度腔的下方；所述的分流室壁厚是低干度腔和高干度腔壁厚的1-3倍。

所述換熱管貫穿普通折流板和雙干度分流折流板的延長板，其中，換熱管與雙干度分流折流板的分流室側壁相互固定，并與雙干度分流折流板的分相腔、或低干度腔或高干度腔相互連通。

所述分相腔與低干度腔、高干度腔之間分別設置有第一腔壁和第二腔壁；其中，低干度腔用于導走和混合低干度工質、且與第一腔壁之間設置有若干低干度缺口，低干度缺口的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其下方設置有開口向上的下百葉窗隔柵；高干度腔用于導走和混合高干度工質、且與第二腔壁之間設置有若干高干度缺口，高干度缺口的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其上方設置有開口向下的上百葉窗隔柵。

所述下百葉窗隔柵和上百葉窗隔柵的打開角度為45°-90°。

所述高干度腔與分相腔之間還設置有調節液量管，低干度腔和高干度腔通過調節液量管相互連通，其中該調節液量管的管直徑大于3mm、且其一端伸入高干度腔內，另一端穿過第二腔壁且延伸到分相腔的底部。

所述調節液量管的管直徑是換熱管管直徑的1/5-1/2倍；所述的低干度腔和高干度腔之間設置有盲板。

所述延長板為普通折流板件、且設置在分流室的上端或下端；其中，延長板和雙干度分流折流板的總高度等于普通折流板的高度。

所述殼程進口管設置在殼體的上部，殼程出口管設置在殼體的下部；管程進口管設置在封頭的下部，管程出口管設置在封頭的上部。

本發明通過上述結構的改良，有效地克服了普通管殼式蒸發器管程液體蒸發換熱過程中存在的低干度蒸發換熱效率不高，以及蒸發過程中后期管程氣液相流量分布不均，壓降顯著增大的缺點，使高干度核態沸騰的高效換熱區在蒸發器管程的部分換熱管排提前實現，從而提高整體換熱效率，改善了管程的流動均勻性，降低了阻力壓降。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果是：基于蒸發換熱原理，在管殼式蒸發器的管程流體蒸發過程中，通過“高、低干度分流換熱”蒸發，低干度流維持換熱效率，高干度流強化換熱，從而提高蒸發器的整體換熱效率；通過高、低干度流體的分流，而且優化分流兩種干度流體的換熱管數，改善工質流動均勻性，降低管側的阻力壓降，并最終減小蒸發器的體積，節約耗材和能源。

綜合而言，其具有結構簡單合理、性能優異、體積小、換熱效果好、節能環保、制造成本低、易生產、易實現且安全可靠等特點，實用性強。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例的整體結構示意圖。

圖2為本本發明第一實施例的分流室設置在下方結構示意圖。

圖3為圖2中沿A-A線剖開的結構示意圖。

圖4為圖2中沿B-B線剖開的結構示意圖。

圖5為本本發明第一實施例的分流室設置在上方結構示意圖。

圖6為圖5中沿C-C線剖開的結構示意圖。

圖7為圖5中沿D-D線剖開的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1-圖7，本帶雙干度分流折流板的管殼式蒸發器，包括殼體13和設置在殼體13兩端的封頭14，殼體13上設置有殼程進口管18和殼程出口管19，封頭14上設置有管程進口管11和管程出口管12，蒸發器的管程走蒸發流體，蒸發器的殼程走熱流體；殼體13和封頭14之間還設置有若干的換熱管15、普通折流板16和雙干度分流折流板17，換熱管15貫穿普通折流板16和雙干度分流折流板17。

其中，殼程進口管18設置在殼體13的上部，殼程出口管19設置在殼體13的下部；由于蒸發過程氣相密度遠低于液相，因此多管程布置的管殼式蒸發器的管程進口管11設置在封頭14的下部，管程出口管12設置在封頭14的上部

進一步地講，雙干度分流折流板17由分流室21和延長板22構成，分流室21由分相腔23、低干度腔24和高干度腔25組成。

進一步地講，分流室21由位于殼程來流方向前部的分相腔23和位于殼程來流方向后部的低干度腔24、高干度腔25組成；其中，分相腔23為寬腔體結構、且位于低干度腔24和高干度腔25的前方，低干度腔24位于高干度腔25的下方；所述的分流室21壁厚是低干度腔24和高干度腔25壁厚的1-3倍。

進一步地講，換熱管15貫穿普通折流板16和雙干度分流折流板17的延長板22，其中，換熱管15與雙干度分流折流板17的分流室21側壁相互固定，并與雙干度分流折流板17的分相腔23、或低干度腔24或高干度腔25相互連通。

進一步地講，分相腔23與低干度腔24、高干度腔25之間分別設置有第一腔壁26和第二腔壁27；其中，低干度腔24用于導走和混合低干度工質、且與第一腔壁26之間設置有若干低干度缺口28，低干度缺口28的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其下方設置有開口向上的下百葉窗隔柵29；高干度腔25用于導走和混合高干度工質、且與第二腔壁27之間設置有若干高干度缺口213，高干度缺口213的形狀為圓孔、方孔、矩形或條狀，且其上方設置有開口向下的上百葉窗隔柵210。

進一步地講，下百葉窗隔柵29和上百葉窗隔柵210的打開角度為45°-90°。

進一步地講，高干度腔25與分相腔23之間還設置有調節液量管211，低干度腔24和高干度腔25通過調節液量管211相互連通，其中該調節液量管211的管直徑大于3mm、且其一端伸入高干度腔25內，另一端穿過第二腔壁27且延伸到分相腔23的底部。

進一步地講，調節液量管(211)的管直徑是換熱管15管直徑的1/5-1/2倍；所述的低干度腔24和高干度腔25之間設置有盲板212。

進一步地講，延長板22為普通折流板件、且設置在分流室21的上端或下端；其中，延長板22和雙干度分流折流板17的總高度等于普通折流板16的高度。

具體地講，圖2-圖4為分流室21設置在下方，延長板22設置在分流室21上方的結構。延長板22安裝在分流室21的端面上，并可安置于端面兩側間任意位置，優選地，本實施例安裝在殼程來流方向的側端。這樣就可以避免延長板22與分流室21的端面形成狀邊槽，防止殼側流體在槽內滯留，并形成環流增加耗功的問題。

圖5-圖7為分流室21設置在上方，延長板22設置在分流室21下方的結構。其各部分結構的布置方法與圖2-圖4相同。

本發明的蒸發器在工作時，整個管殼式蒸發器應當是管程進口管11朝下，管程出口管12朝上，并且豎直放置或有一定傾角放置。

下面詳細闡述本發明的管殼式蒸發器工作原理：蒸發液從管程進口11進入蒸發器，在封頭14進行混合分配，隨后進入換熱管15進行換熱蒸發；液體經過一段換熱管15的換熱后成為低干度的兩相工質，隨后進入分流室21的分相腔23內，由于分相腔23的流通截面更寬，而且腔體設計厚度較大，兩相工質在分相腔23內迅速減速，并由重力作用下，進行氣、液相分層。分相腔23與低干度腔24、高干度腔25之間開鑿有流通低干度缺口28和高干度缺口213，同時為了避免從來流換熱管15進入分相腔23的兩相工質直接從低干度缺口28和高干度缺口213沖出，分別在低干度缺口28和高干度缺口213上設置有開口向上的下百葉窗隔柵29、開口向下的上百葉窗隔柵210。由于低干度腔24需導入的是液態工質，因此采用開口向上的下百葉窗隔柵29能防止滯留氣體；高干度腔25需導入的是高干度工質，因此采用開口向下的上百葉窗隔柵210能防止滯留液體。高干度腔25需獲得帶部分液體的高干度工質，因此在高干度腔25與分相腔23之間設置有調節液量管211，通過分相腔23和高干度腔25之間的壓差，將分相腔23底部的適量液體輸進高干度腔25內。低干度腔24和高干度腔25之間設置有盲板212，低干度腔24與高干度腔25連接的后續換熱管15數量可通過該盲板212進行調節。此時低干度腔24與高干度腔25后續連接的換熱管15分別通過的是幾乎為純液相的低干度工質和高干度工質，經合理設計，高干度工質在換熱管15中進行的是高干度核態沸騰過程，處于蒸發換熱過程的最高效區域，而低干度工質的換熱沒有明顯的變化。因此，經過若干雙干度分流折流板17的分流強化換熱，本發明的管殼式蒸發器整體換熱效率將獲得明顯提升。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本領域的技術人員應該了解本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。