喷射增焓回热式蒸发器

摘要

喷射增焓回热式蒸发器，设由水喷头喷射闪蒸的压力闪蒸蒸发器、下方顺次设间接式回热冷凝器、热液水箱、热液泵形成只需补充少量热量的热力循环。蒸发器闪蒸汽出口与设置的喷射增焓相变增压水蒸汽热泵的进汽管连通；热泵排汽口与冷凝器的进汽口连通，冷凝器的出汽口与设置的真空泵抽汽管连通。热泵由进汽室、蒸汽加热的拉瓦尔喷管和扩压器及扩容减压管组成。本发明用冷凝器和真空泵产生蒸发真空，利用压力闪蒸提高汽温和蒸发强度，利用喷射增焓相变增压热泵提高闪蒸温度和压力。理论热效率大于80％，蒸发比大于35，比现有多效蒸发器高数倍，且不需循环水冷却系统。可用于蒸发、浓缩、海水淡化、污水处理等工艺中。

主权项

喷射增焓回热式蒸发器，其特征是：1)设压力闪蒸蒸发器(1)，有如下结构：在壳体内沿周向均布1支以上水喷头(1.5)，壳体外表装有进水管(1.3a)的环形水室(1.3)；环形水室与水喷头进液管(1.51)连通；壳体上、下方分别设闪蒸蒸汽出口(1.1)和冷液出口(1.7)；2)设喷射增焓相变增压水蒸汽热泵(4)，有如下设计：i)设同轴顺次连接的进汽室(4.1)、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件(4.2)、收敛段有加热外套的一支以上收敛‑扩张型扩压器组件(4.3)以及扩容减压管(4.4)；其中，加热外套是指分别在拉瓦尔喷管(4.22)和扩压器收敛段(4.37)外壁固定加热片，并在加热片外装有密闭的通有蒸汽的喷管加热套(4.26)和收敛段加热套(4.36)；ii)拉瓦尔喷管进口蒸汽压强P2a为低压水蒸汽压强；且进口蒸汽压强P2a/出口蒸汽压强P2b＞2；iii)从拉瓦尔喷管出口面(2b)处至收敛‑扩张型扩压器喉道出口(3C)处这一段(Lx)汽流干度X＜1；iv)收敛‑扩张型扩压器出口截面压强P3b＜拉瓦尔喷管进口蒸汽压强P2a；v)扩容减压管(4)采用圆柱‑圆锥‑圆柱形，进口面积S4a/出口面积S4b＞3。3)设间接回热冷凝器(2)，有如下设计：①在回热冷凝容器(2.3)中通入已增压的蒸汽(2.2)开有进汽口(2.4)、出汽口(2.5)和冷凝水排出口(2.6)，容器内还装有间接进行热交换的回热管(2.1)；②参数满足：tb≥t1+R式中：tb为喷射增焓相变增压水蒸汽热泵(4)的排汽温度；t1‑回热冷凝器热液(2.2)的温度；R‑回热冷凝器(2)的热阻；4)设热液水箱(3)，有如下结构：在水箱内充满由加热蒸汽加热的热液(3.1)，并设补充液管(3.2)和底部的浓液排出口(3.3)；5)设真空泵(5)，用真空管将真空泵抽汽管(5.1)与回热冷凝器出汽口(2.5)连通；6)上述各单元汽路用真空管还有如下连接：蒸发器(1)蒸汽出口(1.1)与增焓相变热泵(4)的进汽管(4.11)连通；增焓相变热泵(4)排汽管(4.44)与回热冷凝器(2)进汽口(2.4)连通；上述各单元水路用水管如下连接：蒸发器进水管(1.3a)与热液泵(7)的出水管连通，热液泵(7)的进液口与热液水箱(3)连通；蒸发器冷液出口(1.7)与冷凝器回热管(2.1)进液口连通，冷凝器回热管(2.1)热液出口(2.7)与热液水箱(3)连通。