ПЛАСТИНЧАТЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ С ПАДАЮЩЕЙ ПЛЕНКОЙ И УСТРОЙСТВО ПЛАСТИНЧАТОГО ИСПАРИТЕЛЯ, СОДЕРЖАЩЕЕ ТАКОЙ ПЛАСТИНЧАТЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ, РАСПОЛОЖЕННЫЙ В КОРПУСЕ Российский патент 2015 года по МПК F28D9/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к пластинчатому испарителю с падающей пленкой и устройству пластинчатого испарителя, содержащему такой пластинчатый испаритель, расположенный в корпусе.

В частности, пластинчатый испаритель изобретения представляет собой пластинчатый испаритель, содержащий комплект по существу вертикально расположенных теплопередающих пластин с промежутками пластин, каждый второй из которых образует область испарения для по меньшей мере частичного испарения указанной жидкости, а другие промежутки пластин образуют области конденсации для по меньшей мере частичной конденсации тепловыделяющего пара, и дополнительно содержащего первые уплотнения, которые в верхней части указанных промежутков пластин, образующих области для испарения, ограничивают распределительные камеры, каждая из которых находится в относительно ограниченном сообщении по потоку жидкости с по меньшей мере одной областью для испарения посредством путей потока, разнесенных по ширине комплекта, при этом теплопередающие пластины имеют сквозные отверстия, выровненные для образования прохода, который продолжается через комплект пластин.

Изобретение также относится к применению такого пластинчатого испарителя для опреснения морской воды.

Изобретение, главным образом, относится к пластинчатым испарителям вышеупомянутого типа, в которых жидкость, испаренная в областях испарения, конденсируется, собирается и используется в производственных процессах, не относящихся к пластинчатому испарителю, таких как, например, охлаждение воды в электростанциях, или для потребления человеком. Жидкость может в качестве примера представлять собой выжатый сок с мякотью или морскую воду.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В GB 1299481 показан пластинчатый испаритель вышеприведенного типа. Испарительная жидкость протекает в области испарения внутри канала, который ограничен частично посредством выровненных отверстий, которые образуют проход через теплопередающие пластины. Каждая из распределительных камер находится в ограниченном сообщении по потоку жидкости с по меньшей мере одной областью испарения посредством узких путей потока/небольших сквозных отверстий, образованных в теплопередающих пластинах или в вышеупомянутых уплотнениях, как показано на фиг.1b по GB 1299481, посредством чего жидкость протекает по поверхностям, определяющим области испарения, в виде падающей пленки. Посредством размера путей потока/сквозных отверстий может обеспечиваться то, что почти одинаковое количество жидкости протекает из канала и в отдельные области для испарения по всей длине канала.

Проблема с такими пластинчатыми испарителями заключается в том, что частицы, взвешенные в жидкости, могут приводить к закупориванию вышеупомянутых путей потока, отрицательно сказываясь на падающей пленке жидкости. Кроме того, вследствие низкой скорости потока в отдельных распределительных камерах, осаждение взвешенных частиц также может происходить в распределительных камерах. Простое увеличение размера путей потока/сквозных отверстий до размера, который по-прежнему обеспечивает падающую пленку, может быть желательным для уменьшения закупоривания; однако выполнение сквозных отверстий более широкими может вызвать протекание относительно большего количества жидкости в эти области испарения, которые располагаются ближе всего к впуску, тем самым уменьшая общую эффективность испарителя.

Попытки исключить закупоривание были выполнены посредством расположения фильтров выше по потоку от пластинчатого испарителя. Однако в некоторых применениях пространственные ограничения и/или характер жидкости, подлежащей испарению, являются такими, что закупоривание может по-прежнему не предотвращаться, даже если предусмотрен фильтр некоторого типа. Один пример представляет собой применения для опреснения, в котором пластинчатый испаритель используется на борту корабля или аналогичных местах, где доступное пространство для высококачественных фильтров ограничено и где жидкость, подлежащая испарению, представляет собой морскую воду. В прибрежных областях морская вода может содержать осадок, имеющий размер частиц 5-10µ, морская вода также может содержать водоросли с таким же размером частиц. Водоросли, проходящие даже через мелкоячеистый фильтр, имеют тенденцию скапливаться, и установлено, что такие скопления зачастую вызывают закупоривание, требующее время затратных и дорогостоящих демонтажа и очистки теплопередающих пластин.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Главной задачей настоящего изобретения является обеспечение пластинчатого испарителя и устройства пластинчатого испарителя описанного вначале типа, в котором жидкость, подлежащая испарению, может по-прежнему надежно распределяться эффективным образом в различные области для испарения в комплекте пластин, при этом техническое обслуживание и очистка пластинчатого испарителя упрощены.

Задачей изобретения также является обеспечение возможности легкой очистки комплекта, при которой пространственные ограничения являются такими, что какой-либо демонтаж комплекта для очистки иначе был бы затруднительным.

Вышеприведенные задачи могут быть решены в пластинчатом испарителе и устройстве пластинчатого испарителя заданного вначале типа, которое отличается наличием удлиненной трубы, соединенной с впуском и проходящей в проходе по его длине, при этом труба имеет периферийную стенку с отверстиями, распределенными по длине трубы и находящимися в сообщении по потоку с распределительными камерами, для подачи жидкости, подлежащей испарению, из впуска в распределительные камеры через отверстия. Труба может устанавливаться с возможностью удаления в проход для обеспечения возможности очистки трубы в другом месте, и отверстия могут иметь увеличивающийся размер от конца, соединенного с впуском, и по направлению к противоположному концу. Предпочтительно, труба располагается таким образом, что отверстия выровнены с распределительными камерами, и труба продолжается по всей длине прохода и имеет первый конец, соединенный с впуском, и нормально закрытый открываемый порт потока текучей среды на противоположном конце. Это обеспечивает возможность промывания трубы либо на месте, либо в другом месте после удаления трубы, для вымывания любых частиц, которые осели в трубе.

В соответствии с вариантом осуществления отверстия трубы могут быть образованы только в части периметра верхней половины трубы. Это обеспечивает увеличенную вместимость для осевших частиц без какого-либо существенного ограничения потока через трубу и в распределительные камеры.

Как это показано в WO 91/06818 по меньшей мере два вторых уплотнения могут быть расположены в верхней части каждой области конденсации горизонтально разнесенными друг от друга, если смотреть по ширине теплопередающих пластин, при этом каждое из вторых уплотнительных средств ограничивает между теплопередающими пластинами передающую камеру, которая закрыта от соединения с другими частями области конденсации, при этом области конденсации сообщаются с окружающей средой комплекта пластин через зазоры, образованные между указанными уплотнительными средствами, для получения тепловыделяющего пара сверху, и при этом теплопередающие пластины имеют сквозные отверстия, сообщающиеся с передающими камерами, при этом для каждой передающей камеры по меньшей мере одно первое отверстие соединяет передающую камеру с распределительной камерой, и по меньшей мере одно второе отверстие соединяет передающую камеру с одной областью испарения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения устройство включает в себя фильтр для жидкости, подлежащей испарению, расположенный выше по потоку от трубы, например, в месте снаружи корпуса. Это обеспечивает то, что только частицы самого маленького размера собираются в трубе при осаждении.

Труба может быть легко упруго сгибаемой, или она может быть образована последовательностью герметично соединенных более коротких секций трубы. Это является особенно предпочтительным, когда устройство содержит несколько корпусов или комплектов, расположенных разнесенными на расстояние в расположении конец к концу. Таким образом, труба, которая может продолжаться на длину, например, 1-3 м, может вытягиваться в направлении длины из ее размещающего прохода и освобождать комплект, даже когда область между прилегающими корпусами или комплектами существенно меньше, чем длина трубы, посредством сгибания трубы в поперечном направлении или посредством разборки трубы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вариант осуществления изобретения описывается ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

На фиг. 1 показан корпус и пластинчатый теплообменник, расположенный в нем,

На фиг. 2 показан разрез по линии II- II по фиг. 1,

На фиг. 3 показан разрез по линии III- III по фиг. 1,

На фиг. 4 показан разрез через верхнюю часть пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг. 1, причем разрез взят по линии IV-IV по фиг. 2 и соответствующей линии IV-IV по фиг. 3,

На фиг. 5 показана увеличенная часть пластины фиг. 2,

На фиг. 6 показан частичный вид сбоку двух сегментов трубы, подлежащей вставке в проход через пластинчатый теплообменник, и

На фиг. 7 показана структурная схема устройства для производства пресной воды из морской воды.

На фиг. 1 показана составная часть устройства пластинчатого испарителя в виде закрытого контейнера или корпуса 1, имеющего форму цилиндрической емкости высокого давления, обеспеченной с концевыми стенками, при этом пластинчатый теплообменник расположен в контейнере. Пластинчатый теплообменник содержит две концевые пластины 2 и 3 и комплект теплопередающих пластин 4, которые зажаты, традиционно, между концевыми пластинами. Устройство или корпус 1 может быть разделен на отделения и содержать несколько комплектов с соответствующими концевыми пластинами, расположенными на расстоянии в отдельных отделениях в расположении конец к концу. Комплекты могут иметь длину между концевыми пластинами 2, 3, например, 2 м, высоту, например, 1,5 м, и ширину, нормальную к плоскости фиг. 1, порядка, например, 1 м. Концевые пластины 2, 3, а также теплопередающие пластины 4 поддерживаются в корпусе, или отделениях корпуса, посредством рамы, которая не показана на чертеже, таким образом, что они проходят вертикально. Распорные элементы, предпочтительно, запрессованные в теплопередающих пластинах традиционным образом, поддерживают теплопередающие пластины разнесенными на расстояние таким образом, что образуются промежутки пластин, подлежащие пропусканию жидких или газообразных теплоносителей.

Горизонтальная перегородка 5 продолжается в контейнере 1 полностью вокруг пластинчатого теплообменника таким образом, что она разделяет внутреннюю часть контейнера на верхнюю камеру 6 и нижнюю камеру 7. Верхняя камера 6 имеет впуск 8 для тепловыделяющего пара, и нижняя камера 7 имеет выпуск 9 для пара, образующегося в пластинчатом теплообменнике. На его нижней части контейнер 1 имеет дополнительный выпуск 10 из нижней камеры 7, который предназначен для жидкости, подаваемой на, но не испаряемой в пластинчатом теплообменнике.

Через одну концевую стенку контейнера проходят одна впускная труба 11 и две выпускные трубы 12, при этом впускная труба 11 образует впуск в пластинчатый теплообменник для жидкости, подлежащей испарению в нем, и трубы 12 образуют выпуски для конденсата, образованного в пластинчатом теплообменнике.

Между теплопередающими пластинами 4 расположены уплотнительные элементы разных типов. Они описываются ниже со ссылкой на фиг. 2 и 3.

На фиг. 2 показана одна сторона теплопередающей пластины 4, которая имеет ширину и высоту, задающие ширину и высоту комплекта теплопередающих пластин. Как можно увидеть, теплопередающая пластина имеет удлиненную прямоугольную форму и расположена в контейнере 1 таким образом, что ее длинные стороны проходят вертикально, а ее короткие стороны проходят горизонтально. Перегородка 5 продолжается на определенном уровне в контейнере 1 от каждой из длинных сторон теплопередающих пластин 4 горизонтально по направлению к окружающей стенке контейнера 1.

На ее стороне, показанной на фиг. 2, теплопередающая пластина 4 имеет первое уплотнение или прокладку 13, продолжающуюся по краю теплопередающей пластины вверх от уровня перегородки 5 на одной длинной стороне пластины, затем по верхней короткой стороне пластины и обратно вниз по другой длинной стороне пластины до уровня перегородки 5. Как можно увидеть на фиг. 2, прокладка 13 продолжается на длинных сторонах теплопередающей пластины горизонтально вверх до соответствующих частей перегородки 5.

Второе уплотнение или прокладка 14 продолжается параллельно относительно верхней короткой стороны теплопередающей пластины между вертикальными участками прокладки 13 таким образом, что область 15 верхней части теплопередающей пластины полностью окружена прокладками 13 и 14. Когда прокладки 13 и 14 упираются в пластину, показанную на фиг. 2, а также соседнюю пластину в пластинчатом теплообменнике, закрытая, так называемая распределительная камера будет образовываться в промежутке пластин в области 15, которая продолжается через всю ширину теплопередающих пластин.

В области 15 теплопередающая пластина 4 подобно всем теплопередающим пластинам в пластинчатом теплообменнике имеет сквозное отверстие 16. Все из отверстий 16 вместе образуют проход 16′ через комплект теплопередающих пластин 4, в его верхней части, например в верхней 1/5 части. Труба 116, например труба из пластикового материала, соединенная с впуском 11 и подлежащая рассмотрению ниже со ссылкой на фиг. 5, продолжается по проходу 16′ между двумя концевыми пластинами 2, 3. Труба 116 сообщается как с ранее упомянутым впуском 11 (фиг. 1) для жидкости, подлежащей испарению, так и с каждой из распределительных камер.

Кроме отверстия 16 каждая теплопередающая пластина имеет в области 15 и рядом с прокладкой 14 четыре небольших пути потока в виде сквозных отверстий 17, распределенных по ширине пластины. Вертикально ниже каждого из отверстий 17 на противоположной стороне прокладки 14 имеется дополнительный небольшой путь потока в виде сквозного отверстия 18. В заключение, рядом с большим отверстием 16, но ниже прокладки 14, имеются два небольших пути потока в виде сквозных отверстий 19. Пути потока имеют диаметр в пределах от 2 до 3 мм.

Каждая теплопередающая пластина в ее нижнем угле имеет два сквозных отверстия 20 и 21, которые на стороне пластины, показанной на фиг. 2, окружены двумя кольцевыми прокладками 22 и 23, соответственно. Отверстия 20 и 21 в теплопередающих пластинах образуют два канала через комплект пластин, которые сообщаются с выпусками 12 пластинчатого теплообменника для конденсирующейся жидкости, но которые закрыты прокладками 22 и 23, соответственно, от соединения с промежутками пластин, в которых расположены эти прокладки.

На фиг. 3 показана одна сторона теплопередающей пластины 4, которая предполагается для расположения позади теплопередающей пластины в соответствии с фиг. 2. Как можно увидеть, пластина на фиг. 3 имеет в ее верхней части, например в верхней 1/5 пластины, относительно большое отверстие 16 и пути потока в виде по существу меньших отверстий 17, 18 и 19. Также, пластина на фиг. 3 имеет сквозные отверстия 20 и 21 в ее нижних углах. Таким образом, в этих отношениях пластины на фиг. 2 и фиг. 3 являются похожими. Пластина в соответствии с фиг. 3, однако, имеет другое расположение прокладок, нежели чем пластина в соответствии с фиг. 2.

В верхней части пластины фиг. 3, отверстие 16 и два небольших отверстия 19 окружены первой прокладкой 24. Более того, в верхней части пластины имеются четыре горизонтально разнесенные прокладки 25. Каждая из них окружает небольшую область пластины, в которой имеются как одно отверстие 17, так и одно отверстие 18.

В нижней части пластины на фиг. 3, прокладка 26 продолжается по краю пластины вниз от уровня перегородки 5 на одной длинной стороне пластины, затем по нижней короткой стороне пластины и снова вверх по другой длинной стороне пластины до уровня перегородки 5. Как можно увидеть, прокладка 26 продолжается на уровне перегородки 5 горизонтально вверх до соответствующих участков перегородки 5. Отверстия 20 и 21 в нижних углах пластины расположены внутри, т.е. выше прокладки 26.

На фиг. 4 показан разрез через верхние части некоторого количества теплопередающих пластин, причем разрез взят по линии IV-IV по фиг. 2 и по соответствующей линии IV-IV по фиг. 3.

В каждом втором промежутке пластин на фиг. 4 показан разрез через верхнюю часть прокладки 13 (фиг. 2) и разрез через прокладку 14 (фиг. 2). Между прокладками 13 и 14 образована в каждом таком промежутке пластин распределительная камера 27, которая продолжается через всю ширину теплопередающих пластин 4. Распределительная камера 27 сообщается с проходом 16′ через комплект пластин, который образован отверстиями 16 в пластинах.

Ниже прокладки 14 в каждом из этих промежутков пластин образована область 28 испарения, в которой жидкость подлежит испарению. Каждая область 28 испарения закрыта от соединения с верхней камерой 6 в контейнере 1 посредством вертикальных частей прокладки 13 (фиг. 2), но сообщается с нижней камерой 7 в контейнере 1 через щели между краями теплопередающих пластин - по нижним частям длинных сторон пластин, а также по нижним коротким сторонам пластин. Это показано посредством стрелок на фиг. 2.

В каждом из оставшихся промежутков пластин на фиг. 4 показан разрез через прокладку 25 (фиг. 3), которая вместе с двумя теплопередающими пластинами, относительно которых она уплотняется, образует передающую камеру 29. Снаружи прокладки 25 в промежутке между двумя теплопередающими пластинами образована область 30 конденсации. Область 30 конденсации сообщается с верхней камерой 6 в контейнере 1 через щели между двумя теплопередающими пластинами по их верхним коротким сторонам, а также по верхним частям их длинных сторон. Это показано посредством стрелок на фиг. 3. Пар в камере 6, таким образом, может протекать в каждую область 30 конденсации как с двух сторон комплекта пластин, так и сверху через промежутки между соседними прокладками 25.

Каждая область 30 конденсации закрыта прокладкой 26 (фиг. 3) от соединения с нижней камерой 7 в контейнере 1.

Все промежутки пластин, образующие области 30 конденсации, а также верхняя камера 6 в контейнере 1 закрыты прокладками 24 (фиг. 3) от соединения с проходом 16′ через комплект пластин, который образован отверстиями 16 в теплопередающих пластинах.

Как показано стрелками на фиг. 4, каждая распределительная камера 27 сообщается через противоположные отверстия 17 в двух соседних теплопередающих пластинах с двумя передающими камерами 29. Через противоположные отверстия 18 в одинаковых теплопередающих пластинах две указанные передающие камеры 29 сообщаются с областью 28 испарения, которая образована между двумя теплопередающими пластинами. Отверстия 18 имеют отчасти большую область протекания, чем отверстия 17.

На фиг. 5 показана вышеупомянутая удлиненная труба 116, которая, предпочтительно, расположена с возможностью удаления в проходе 16′ через комплект пластин. Труба 116 обеспечена с проходящими насквозь отверстиями 117, 118 и имеет длину, соответствующую по существу длине комплекта, т.е. расстоянию между концевыми пластинами 3, 4, показанными на фиг. 1; отверстия 117, 118 могут располагаться в верхней части, например в части периметра верхней половины, посредством чего частицы, оседающие в трубе 116 вследствие низкой скорости протекания, не будут блокировать отверстия до тех пор, пока не осядет существенное количество частиц.

Путем примера каждое из отверстий 117, 118 может иметь диаметр порядка 2 мм, при этом диаметр путей 17, 18 потока незначительно больше, чем диаметр отверстий 117, 118.

На фиг. 5 также показана часть первого уплотнения 14, которое в показанном варианте осуществления может иметь выступающие части 110, 119, 120, образующие поддерживающие элементы, поддерживающие трубу в проходе 16′. Выступающие части могут быть предназначены для разделения распределительной камеры 27 на два участка, верхний участок, подающий жидкость в одну группу путей 17, 18 потока, и нижний участок 27′, подающий жидкость в другие пути 19 потока посредством специальных отверстий 118. Эта конструкция может быть обеспечена для управления распределением жидкости, выходящей из распределительной камеры 27.

Фиг. 6 представляет собой вид сбоку одного варианта осуществления трубы 116, показывающий ее два сегмента, выполненные таким образом, чтобы герметично соединяться. Труба 116, предпочтительно, закрыта на одном конце 150, где может быть обеспечен порт (не показан), обеспечивающий возможность присоединения к нему трубопровода, с целью промывания внутренней части трубы очищающей текучей средой. Расстояние d между отверстиями 117, 118 может выбираться таким образом, чтобы соответствовать расстоянию между распределительными камерами 27, посредством чего отверстия 117, 118 могут выравниваться с ними. Кроме того, размер отверстий 117, 118 может увеличиваться по направлению к закрытому концу 150, или труба может сужаться по направлению к закрытому концу 150.

Предполагается, что устройство в соответствии с фиг. 1-6 работает следующим образом.

Жидкость, подлежащая испарению, подается в предварительно нагретом состоянии через впускную трубу 11 (фиг. 1) в трубу 116 через комплект теплопередающих пластин, которая расположена в проходе 16′, образованном отверстиями 16 в пластинах. Из этой трубы 116 жидкость протекает через отверстия 117, 118 в стенке трубы и дальше в разные распределительные камеры 27 (фиг. 4), которые продолжаются через всю ширину теплопередающих пластин (см. область 15 на фиг. 2). Из распределительных камер 27 жидкость протекает через отверстия 17 в пластинах в разные передающие камеры 29 и затем через отверстия 18 в области 28 испарения. Одновременно жидкость протекает в области 28 испарения непосредственно через отверстия 19 из промежутков пластин, в которых прокладки 24 (фиг. 3) окружают отверстия 16 и отверстия 19. В областях 28 испарения жидкость затем протекает вниз в тонких слоях по теплопередающим пластинам, покрывающим их противоположные поверхности.

Одновременно в верхнюю камеру 6 в контейнере 1 через впуск 8 подается тепловыделяющий пар, который протекает в области 30 конденсации через щели между краями теплопередающих пластин, как показано на фиг. 3. Тепловыделяющий пар конденсируется в областях 30 конденсации при его контакте с теплопередающими пластинами, на которые он таким образом выделяет тепло. Это тепло вызывает испарение жидкости, проходящей вниз по противоположной стороне пластин, в областях 28 испарения. Пар, образованный в областях 28 испарения, выходит и протекает в нижнюю камеру 7 контейнера 1 как в боковом направлении, так и по направлению вниз, как показано посредством стрелок на фиг. 2. Образованный пар выходит из камеры 7 через выпуск 9, тогда как неиспаренная жидкость собирается на дне контейнера и выпускается непрерывно или периодически через нижний выпуск 10 (фиг. 1).

Конденсат, образованный тепловыделяющим паром в областях 20 для конденсации, продолжается вниз по теплопередающим пластинам и выходит из областей конденсации через два канала, образованных отверстиями 20 и 21 в нижних частях теплопередающих пластин. Эти каналы закрыты от сообщения с областями 28 испарения посредством прокладок 22 и 23 (Фиг. 2). Даже неконденсированные части тепловыделяющего пара выходят из областей 30 конденсации через указанные каналы и выпускаются вместе с конденсатом через выпуски 12 (Фиг. 1).

Как упомянуто ранее, отверстия 18 отчасти больше, чем отверстия 17. Размеры отверстий выбираются таким образом, что во время работы устройства частичное испарение испарительной жидкости получается, когда жидкость протекает через отверстия 17. Отверстия 18 выполнены достаточно большими таким образом, что давление пара, которое будет преобладать в передающих камерах 29, не должно превышать давление пара, преобладающее в тепловыделяющем паре в областях 30 конденсации. Цель этого заключается в том, чтобы гарантировать то, что при возможной утечке за прокладки 25, такая утечка будет направлена в передающие камеры 29, а не из этих камер. В частности, если устройство в соответствии с изобретением используется для изготовления пресной воды, например, из морской воды, лучше, если пар протекает в морскую воду, нежели чем, если морская вода протекает в пресную воду.

В варианте осуществления теплопередающих пластин 4, показанных на фиг. 2 и 3, каждая пластина имеет отверстия 17-19 на обеих сторонах (как на левой, так и на правой) от отверстия 16. При необходимости, отверстия 17-19 могут быть исключены в каждой второй пластине на одной стороне отверстия 16, а в остальных пластинах на другой стороне их отверстий 16. В качестве альтернативы, отверстия 17 могут быть исключены в каждой второй пластине на одной стороне отверстия 16, а отверстия 18 и 19 могут быть исключены на другой стороне отверстия 16, тогда как в каждой из остальных пластин отверстия 17 могут быть исключены на указанной другой стороне, а отверстия 18 и 19 могут быть исключены на указанной одной стороне отверстия 16. Даже в этих случаях жидкость будет распределяться по всей ширине пластин в каждой из областей 28 испарения.

Выше было предположено, что уплотнительные элементы, расположенные между теплопередающими пластинами, состоят из упругих резиновых или пластиковых прокладок типа, обычно использующегося вместе с теплопередающими пластинами из тонкого прессованного металлического листа. Конечно, любые другие подходящие типы уплотнительных элементов могут использоваться. Так как уплотнительные средства также могут выбираться, постоянное взаимное соединение теплопередающих пластин по линиям, которые на фиг. 2 и 3 показывают, как проходят разные прокладки. Теплопередающие пластины могут прижиматься таким образом, что они упираются друг в друга по этим линиям в соответствующих промежутках пластин таким образом, что уплотнение между возможным взаимным соединением пластин облегчается.

На фиг. 7 показана структурная схема установки, в которую включено описанное устройство. Установка предназначена для изготовления пресной воды из морской воды. Таким образом, на фиг. 5 показан контейнер 1 с его впуском 8 для тепловыделяющего пара, его впуском 11 для жидкости, подлежащей испарению, т.е. морской воды, его выпуском 9 для образованного пара, его выпуском 10 для концентрированный жидкости, т.е. неиспаренной морской воды, так называемого соленого раствора, и его выпуском 12 для конденсата, т.е. пресной воды, и неконденсированных частей тепловыделяющего пара. Дополнительный корпус или контейнер 1′, как показано, может располагаться в расположении конец к концу с вышеупомянутым контейнером 1 для обеспечения последовательной обработки соленого раствора. Где промежуток d между двумя корпусами 1, 1′ меньше, чем длина трубы 116, удаление трубы 116 для очистки может облегчаться посредством выполнения трубы, сгибаемой или разделяемой на сегменты, как рассмотрено со ссылкой на фиг.6, посредством чего труба 116 может вытягиваться из комплекта одного корпуса 1 по направлению к концевой стенке прилегающего корпуса 1′ и удаляться в боковом направлении из области между двумя корпусами 1, 1′. Под сгибаемой здесь понимается упруго сгибаемая таким образом, что труба 116 будет восстанавливать свою первоначальную форму, когда внешнее сгибающее усилие снимается.

При работе морская вода подается посредством насоса 31 в установку. После насоса 31 морская вода проходит через фильтр 31′ и затем разделяется в 32 на два ответвляющихся потока. Один проходит через теплообменник 33, а другой через теплообменник 34. Ответвляющиеся потоки затем объединяются в 35 и подаются дальше через другой теплообменник 36 на впуск 11 контейнера 1. Образованный пар, выходящий из контейнера через выпуск 9, передается через компрессор 37 на впуск 8 для тепловыделяющего пара. Традиционный вентилятор высокого давления может служить в качестве компрессора.

Так называемый соленый раствор, т.е. морская вода, неиспаренная в контейнере 1, подается посредством насоса 38 из контейнера 1 через его нижний выпуск 10 и разделяется в 39 на два ответвляющихся потока. Один ответвляющийся поток возвращается на впуск 11 контейнера для жидкости, подлежащей испарению, тогда как другой ответвляющийся поток подается посредством насоса 40 через теплообменник 33 и из установки. В теплообменнике 33 этот ответвляющийся поток выделяет часть его тепла в один из ответвляющихся потоков входящей морской воды.

Смесь пресной воды, т.е. конденсата из тепловыделяющего пара, подаваемого через впуск 8, и неконденсированных остатков этого пара удаляются из контейнера 1 через выпуск 12. В сепараторе 41, газообразные части смеси отделяются, и посредством вакуумного насоса 42 они всасываются через теплообменник 36 и из установки. В теплообменнике 36 они выделяют часть своего тепла в уже частично предварительно нагретую входящую морскую воду.

Пресная вода подается из сепаратора 41 посредством насоса 42 через теплообменник 34 и из установки. В теплообменнике 34 пресная вода выделяет часть ее тепла в ответвляющийся поток входящей морской воды.

В описанной установке входящая морская вода, предпочтительно, предварительно нагревается почти до температуры, соответствующей ее точке кипения при давлении испарения, преобладающем в областях испарения пластинчатого теплообменника. Например, морская вода может предварительно нагреваться таким образом, что она имеет температуру 55°C на впуске 11 контейнера. Образованный пар в выпуске 9 контейнера может иметь температуру, только незначительно превышающую 55°С, и давление, например, 0,15 бар. После этого пар может сжиматься таким образом, чтобы иметь на впуске 8 контейнера и в камере 6 давление около 0,19 бар и температуру около 59°С.

Из описания выше следует, что, хотя различные варианты осуществления изобретения были описаны и показаны, изобретение не ограничено этим, но также может быть осуществлено в других способах в пределах объема предмета изобретения, определенного в нижеследующей формуле изобретения.

Устройство пластинчатого испарителя с падающей пленкой содержит корпус, имеющий впуск (11) для жидкости, подлежащей испарению, и установленный в нем пакет вертикально расположенных теплопередающих пластин (4) с промежутками пластин, каждый второй из которых образует область (28) испарения, а другие промежутки пластин образуют области (30) конденсации тепловыделяющего пара, и дополнительно содержит первые уплотнения (13, 14), которые в верхней части указанных промежутков пластин, образующих области (28) испарения, ограничивают распределительные камеры (27), каждая из которых находится в сообщении по потоку жидкости с по меньшей мере одной областью (28) испарения посредством путей (17, 18) потока, разнесенных по ширине пакета, при этом теплопередающие пластины (4) имеют в верхней части сквозные отверстия (16), в которых установлена труба, соединенная с впуском (11) и продолжающаяся вдоль длины всего пакета пластин, при этом труба имеет периферийную стенку с отверстиями, распределенными по длине трубы и находящимися в сообщении по потоку с распределительными камерами (27), для подачи жидкости, подлежащей испарению, из впуска (11) в распределительные камеры через указанные отверстия. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство пластинчатого испарителя с падающей пленкой, содержащее корпус, имеющий впуск (11) для жидкости, подлежащей испарению, и имеющий установленный в нем комплект по существу вертикально расположенных теплопередающих пластин (4) с промежутками, каждый второй из которых образует область (28) испарения для по меньшей мере частичного испарения указанной жидкости, а другие промежутки пластин образуют области (30) конденсации для по меньшей мере частичной конденсации тепловыделяющего пара, и дополнительно содержащее первые уплотнения (13, 14), которые в верхней части указанных промежутков пластин, образующих области (28) испарения, ограничивают распределительные камеры (27), каждая из которых находится в сообщении по потоку жидкости с по меньшей мере одной областью (28) испарения посредством путей (17, 18) потока, разнесенных по ширине комплекта, при этом теплопередающие пластины (4) имеют в верхней части сквозные отверстия (16), выровненные для образования прохода (16'), который продолжается через комплект пластин,
отличающееся тем, что удлиненная труба (116) соединена с впуском (11) и продолжается в проходе (16') вдоль его длины, при этом труба (116) имеет периферийную стенку с отверстиями (117, 118), распределенными по длине трубы (116) и находящимися в сообщении по потоку с распределительными камерами (27), для подачи жидкости, подлежащей испарению, из впуска (11) в распределительные камеры (27) через отверстия (117, 118), причем
труба (116) продолжается по всей длине прохода (16'), при этом указанная труба (116) имеет первый конец, соединенный с впуском (11), и имеет нормально закрытый открываемый порт для потока текучей среды на втором конце (150).

2. Устройство пластинчатого испарителя по п. 1, содержащее поддерживающие элементы (110, 119, 120), расположенные по периферии сквозных отверстий (16), для поддержания трубы (116) внутри сквозных отверстий (16), при этом указанные поддерживающие элементы при необходимости выполнены за одно целое с указанными первыми уплотнениями (14).

3. Устройство пластинчатого испарителя по п. 1 или 2, в котором указанные отверстия (117, 118) образованы только в части периметра верхней половины указанной трубы (116).

4. Устройство пластинчатого испарителя по п. 1 или 2, в котором оно содержит множество указанных корпусов (1, 1') или комплектов, расположенных разнесенными на расстояние в расположении конец к концу, при этом труба (116) образована посредством герметично соединенных более коротких секций трубы и/или труба является сгибаемой.

5. Устройство пластинчатого испарителя по п. 1 или 2, содержащее фильтр (31') для указанной жидкости, подлежащей испарению, расположенный выше по потоку от трубы (116).

6. Применение устройства пластинчатого испарителя с падающей пленкой по любому из пп. 1-5 для опреснения посредством испарения морской воды, подаваемой в указанный впуск (11).

7. Пластинчатый испаритель с падающей пленкой, содержащий комплект по существу вертикально расположенных теплопередающих пластин (4) с промежутками пластин, каждый второй из которых образует область (28) испарения для по меньшей мере частичного испарения жидкости, а другие промежутки пластин образуют области (30) конденсации для по меньшей мере частичной конденсации тепловыделяющего пара, и дополнительно содержащий первые уплотнения (13, 14), которые в верхней части указанных промежутков пластин, образующих области (28) испарения, ограничивают распределительные камеры (27), каждая из которых находится в сообщении по потоку жидкости с по меньшей мере одной областью (28) испарения посредством путей (17, 18) потока, разнесенных по ширине комплекта, при этом теплопередающие пластины (4) имеют в верхней части сквозные отверстия (16), выровненные для образования прохода (16'), который продолжается через комплект пластин,
отличающийся тем, что удлиненная труба (116) соединена с источником (11) подачи жидкости и продолжается в проходе (16') по его длине, при этом труба (116) имеет периферийную стенку с отверстиями (117, 118), распределенными по длине трубы (116) и находящимися в сообщении по потоку с распределительными камерами (27), для подачи жидкости, подлежащей испарению, из впуска (11) в распределительные камеры (27) через отверстия (117, 118), при этом указанная труба продолжается по всей длине указанного прохода (16'), имеет первый конец, соединенный с указанным впуском (11), и имеет нормально закрытый открываемый порт на втором конце.

8. Пластинчатый испаритель по п. 7, содержащий поддерживающие элементы (110, 119, 120), расположенные по периферии указанных сквозных отверстий (16), для поддержания указанной трубы (116) внутри указанных сквозных отверстий (16), при этом указанные поддерживающие элементы, при необходимости, выполнены за одно целое с указанными первыми уплотнениями.

9. Пластинчатый испаритель по п. 7 или 8, в котором отверстия (117, 118) образованы только в части периметра верхней половины указанной трубы (116).

10. Пластинчатый испаритель по п. 7 или 8, в котором по меньшей мере два вторых уплотнения (25) расположены в верхней части каждой области (30) конденсации горизонтально разнесенными друг от друга по теплопередающим пластинам (4), при этом каждое из указанных вторых уплотнений ограничивает между теплопередающими пластинами (4) передающую камеру (29), которая закрыта от соединения с другими частями области (30) конденсации, при этом области (30) конденсации сообщаются с окружающей средой комплекта пластин через зазоры, образованные между указанными вторыми уплотнениями (25), для получения тепловыделяющего пара сверху, и теплопередающие пластины (4) имеют сквозные отверстия (17, 18), обеспечивающие указанное сообщение по потоку с передающими камерами, при этом для каждой передающей камеры (29) по меньшей мере одно первое отверстие (17) соединяет передающую камеру (29) с распределительной камерой (27), и по меньшей мере одно второе отверстие (18) соединяет передающую камеру (29) с областью (28) испарения.

11. Пластинчатый испаритель по п. 10, в котором указанная по меньшей мере каждая вторая теплопередающая пластина (4) содержит указанные сквозные отверстия (17, 18), расположенные в парах,
при этом указанное первое отверстие (17) в паре отверстий соединяет передающую камеру (29) с распределительной камерой (27), а указанное второе отверстие (18) соединяет ту же передающую камеру (29) с областью (28) испарения.

12. Пластинчатый испаритель по п. 10, в котором каждая теплопередающая пластина (4) имеет вертикальные и горизонтальные краевые участки, причем каждая из распределительных камер (27) продолжается горизонтально между вертикальными краевыми участками теплопередающих пластин, а проход (16') впуска для испарения жидкости продолжается через комплект пластин по существу посередине между указанными краевыми участками.

13. Пластинчатый испаритель по п. 10, в котором каждая теплопередающая пластина (4) имеет вертикальные и горизонтальные краевые участки, и области (30) конденсации непосредственно сообщаются с окружающей средой комплекта пластин вдоль вертикальных, а также верхних горизонтальных краев теплопередающих пластин.

14. Пластинчатый испаритель по п. 10, в котором указанное первое отверстие (17) меньше указанного второго отверстия (18).