專利名稱：生產(chǎn)純蒸汽的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于特定目的的高純度蒸汽的生產(chǎn)。更具體地，本發(fā)明涉及利用降膜蒸發(fā)器和上升通道生產(chǎn)純蒸汽，其中所述上升通道用于分離水滴和雜質(zhì)。
所述裝置的一種變型公開于美國專利5,983,842中。其中，蒸發(fā)產(chǎn)品從所述管束的下端出來，并且通過所述裝置底部的阻擋翅片被帶入到一個圓周運動中；所述上升空間向其頂部變窄。所述螺旋路徑設(shè)置在所述上升空間的頂部并且被封閉，即，所述翅片到達所述外殼體的內(nèi)表面。沒有形成向下流動的廢棄水相，但是水滴加速并且被收集在所述螺旋路徑上方的一個環(huán)形通道中。一個分開的管將所產(chǎn)生的水相返回到所述裝置的底部。
根據(jù)本發(fā)明的所述裝置與一個帶有加熱套筒的垂直管束一起使用，所以它是一個傳統(tǒng)形式的降膜蒸發(fā)器。蒸發(fā)產(chǎn)品從所述管束的底端出來。
根據(jù)本發(fā)明，所述用于將水滴和雜質(zhì)從蒸發(fā)產(chǎn)品分離的裝置包括一段下流管，蒸發(fā)產(chǎn)品通過該下流管開始流動，然后轉(zhuǎn)過一個180°的角度，并且進入在所述下流管的外表面和一個中間殼體的內(nèi)表面之間的一個上升通道。所述下流管可以在一開始時是呈錐形逐漸變細的，以形成一個漏斗。
在所述上升通道的上部中的螺旋翅片將所述蒸發(fā)產(chǎn)品設(shè)置于一個向上的、螺旋的圓周運動中。根據(jù)本發(fā)明，所述中間殼體設(shè)有至少一個開口或出口狹縫，從而允許水滴由離心力帶到所述螺旋路徑的周邊而離開。在所述開口的外側(cè)，在所述外殼體中的一個冷卻表面保證了蒸汽冷凝的發(fā)生。
在所述外殼體的內(nèi)表面上冷凝的蒸汽致使徑向向外的流動攜帶蒸汽、水滴和雜質(zhì)到達所述內(nèi)表面。在所述外殼體和中間殼體之間的空間中形成了一個從所述內(nèi)表面向下流的水膜。在所述裝置的底部上形成一個水池，并且浸沒了所述中間殼體的下邊緣。從所述水池排出被控制的廢棄水流。純粹的、干的蒸汽離開所述螺旋路徑并從所述裝置出去。
本發(fā)明使之可以在所述蒸汽發(fā)生器中使用可拆卸的內(nèi)部件，從而容易制造和清洗，因為整個設(shè)備不必采用經(jīng)驗證的壓力容器。
附圖簡述下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細地說明；其中

圖1表示了一個蒸汽發(fā)生器，該蒸汽發(fā)生器包括一個降膜蒸發(fā)器，后者設(shè)有一個根據(jù)本發(fā)明的分離裝置；圖2表示一個根據(jù)本發(fā)明的分離裝置的細節(jié)；圖3是圖2裝置的一個俯視圖，和圖4表示一個用于生產(chǎn)純蒸汽的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括圖2的裝置。
發(fā)明的實施方式圖1表示了一個設(shè)置在垂直位置以形成一降膜蒸發(fā)器的殼體—管式熱交換器。蒸發(fā)管1被封閉在一個套筒2中，加熱介質(zhì)經(jīng)由一個輸入和輸出口4、5通過該蒸發(fā)管1傳導。補給水通過入口6進入所述蒸發(fā)管的上端。在所述蒸發(fā)器的下端，連接有一個根據(jù)本發(fā)明的分離裝置。
如圖2表示了所述分離裝置的結(jié)構(gòu)。蒸發(fā)產(chǎn)品進入下流管7。在如圖所示的實施例中，所述下流管的上端成形為漏斗形狀，以便保持分離裝置的外直徑和蒸發(fā)器的外直徑相同。所述蒸發(fā)產(chǎn)品從所述下流管的下端出來，與所述裝置底部上的水表面8相遇，并且反轉(zhuǎn)180°以進入所述下流管和中間殼體10之間的環(huán)形上升通道9。螺旋翅片11形成一個用于蒸發(fā)產(chǎn)品的螺旋路徑12。
所述蒸發(fā)產(chǎn)品的螺旋運動產(chǎn)生了使所述蒸發(fā)產(chǎn)品中的水滴到達路徑12的周邊的離心力。在所述蒸發(fā)產(chǎn)品中的雜質(zhì)可以作為冷凝的核心，并且這種現(xiàn)象會增強這種物質(zhì)向螺旋路徑的周邊的傳送。純凈的干蒸汽離開螺旋路徑12并且在接頭21處離開所述裝置。
在所述中間殼體10上設(shè)置了至少一個開口13，以允許水滴進入所述中間殼體和外殼體14之間的空間16。外殼體14設(shè)有一個溫度控制套筒15。因為這個套筒用于冷卻所述外殼體14的內(nèi)表面，在所述空間16中的蒸汽冷凝在所述內(nèi)表面上，并且形成下降的水膜。這種冷凝確保了在所述螺旋路徑12中沒有通過所述開口13的回流?？梢栽O(shè)置適當形狀和數(shù)量的開口13。通過離心力被驅(qū)動到所述中間殼體10的內(nèi)壁的水滴和雜質(zhì)經(jīng)過所述開口，并且通過蒸汽冷凝產(chǎn)生的徑向向外的流動/物流被攜帶到所述外殼體14被冷卻的內(nèi)壁。
所述開口可以被設(shè)計成在所述螺旋路徑的外周邊，即所述中間殼體10上的垂直狹縫。也可能是一個或多個平行于所述螺旋翅片的狹縫、圓形、橢圓形或者其它形狀的開口，并且還可能設(shè)置有邊緣以增強捕捉沿著所述螺旋路徑圓周運動的水滴的能力。
由冷凝和水滴形成的水池表面被保持在所述中間殼體10的下邊緣17的上方；這樣所述蒸發(fā)產(chǎn)品的流動只可以沿著規(guī)劃的路線進行?？梢栽O(shè)置間隔凹痕18來對所述中間殼體的下端進行中心定位。一個富含雜質(zhì)的廢棄水流從位置19處排出?？梢栽O(shè)置一個可視玻璃20來監(jiān)控所述水位。
圖3表示了圖2裝置的俯視圖，其中該裝置在溫度控制套筒的位置處被切掉頂部。大箭頭表示了所述蒸發(fā)產(chǎn)品在所述螺旋路徑中的圓周運動。開口13如圖所示帶有阻擋件16以增強對被攜帶到所述路徑的周邊的水滴和雜質(zhì)的捕捉能力，如小箭頭所示。
優(yōu)選地，對所述外殼體14的溫度進行控制以獲得合適的冷凝速率。為了保存能量，可以在所述套筒15中使用補給水。借助于這種溫度控制，形成的廢棄的水的量可以根據(jù)負載和凈化要求被控制。
圖4表示了用于生產(chǎn)純凈蒸汽的系統(tǒng)。借助于一個泵23為一個降膜蒸發(fā)器22提供補給水。所述蒸發(fā)器包括一個根據(jù)本發(fā)明的分離裝置24。加熱的蒸汽通過閥25進入，同時冷凝物通過接頭26離開(未圖示管)。純蒸汽通過管線27和控制閥28離開所述蒸發(fā)器，并且進入分配網(wǎng)絡(luò)，后者包括純蒸汽管線閥29和純蒸汽閥30。富含雜質(zhì)的廢棄的水通過管線31離開分離裝置24。提供了用于溫度控制套筒的輸送和返回管線32、33。
在現(xiàn)有技術(shù)的裝置中，因為蒸汽路徑不容易進入，所述由于分離裝置的腐蝕和封閉結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了問題。內(nèi)部結(jié)構(gòu)與壓力容器殼體形成一體，并且在不經(jīng)過包含壓力容器構(gòu)造的冗長程序之前不能被改變。在根據(jù)本發(fā)明公開的裝置中，只有外殼體部件必須滿足壓力容器的要求。因此，其內(nèi)部件和/或細節(jié)可以由任何需要的防腐蝕材料制造，并且可以被拿走以便清潔和檢查。這種材料包括碳氟化合物的聚合物、陶瓷材料和特種鋼或者其它不必適合于通過焊接于壓力容器殼體而進行連接的材料。內(nèi)部件也可以被更換以滿足不同的輸入和凈化要求。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化一種蒸發(fā)產(chǎn)品以生產(chǎn)純蒸汽的方法，其中所述蒸發(fā)產(chǎn)品被設(shè)置在一個螺旋旋轉(zhuǎn)運動中通過離心力分離水滴，其特征在于，通過設(shè)置在所述螺旋路徑的外表面上的至少一個開口輸送攜帶到所述螺旋路徑的周邊的水滴和雜質(zhì)，并且在所述開口外側(cè)的一個主動冷卻的表面上收集所述水滴和雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)產(chǎn)品在一個降膜蒸發(fā)器中生產(chǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷卻表面的溫度借助于用作補給水的水進行控制。
4.一種用于凈化一種蒸發(fā)產(chǎn)品以生產(chǎn)純蒸汽的裝置，其具有一個壓力容器殼體、一個用于所述蒸發(fā)產(chǎn)品的上升空間和在所述上升空間中用于形成螺旋路徑的翅片，其特征在于，在所述螺旋路徑的外表面上的至少一個開口和在所述開口外側(cè)的至少一個溫度調(diào)節(jié)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述開口是垂直的狹縫。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，在所述壓力容器殼體中的至少一個零件是可拆卸的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任何一項所述的裝置，其特征在于，在所述壓力容器殼體中的至少一個零件是由與所述壓力容器殼體不同的防腐蝕材料制成的。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)純蒸汽的方法和裝置，其中在蒸發(fā)管中生產(chǎn)的蒸汽在一個螺旋路徑中帶向上方。在所述螺旋路徑的外壁上，設(shè)置了用于捕捉通過離心力帶到所述壁上的水滴。當蒸汽在所述開口外側(cè)的一個冷卻表面上冷凝時，產(chǎn)生了通過所述開口的徑向流動。在所述冷卻表面上形成的水相中富含雜質(zhì)，并且水相在重力作用下向下流動以形成一個廢棄水池，其水流恒定地被去除。純蒸汽從所述螺旋路徑上方排出。
文檔編號B01D45/12GK1466479SQ01816255
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月25日
發(fā)明者莫里·薩爾米索, 莫里 薩爾米索 申請人:思特里斯歐洲公司蘇門西維利克