一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器的制作方法

1.本技术属于换热器领域，尤其涉及一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器。


背景技术：

2.船舶在远海工作中，人员和船舶动力设备等都需要消耗大量的淡水，巨大的淡水消耗量如果全部由船舶来携带，势必会减少载重吨位，并且淡水储存过久也会因为水舱的污染和细菌的繁殖而变质，所以将海水进行淡化处理保证船舶淡水供给与补充是重要的技术措施，常规的海水淡化耗费能源多，而渔船的发动机尾气是很好的余热来源，但由于远洋船使用的烟道式余热锅炉传热系数小、体积大、启动慢等原因，不适用于渔船狭窄的空间，而近年来开发的热管式余热蒸汽锅炉，虽换热效率高，启动迅速，但由于具有热超导特性的热管，生产直径比较小，因而产水量也比较小，由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，以至少解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
5.一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，包括壳体和设置在壳体内的换热管，壳体上设有壳程进口、壳程出口，所述壳体中设有高温筒体，所述换热管接触高温筒体的外壁，所述高温筒体内设有加热结构且设有进水口和出气口，所述进水口通过第一管路连接壳程出口，所述出气口连接第二管路，海水通过壳程进口进入壳体，发动机尾气通入换热管，使高温筒体和壳程中的海水加热，加热后的海水进入高温筒体中继续升温产生蒸汽，蒸汽通过第二管路溢出后经冷凝机构冷凝形成淡水。
6.本实用新型的高效换热器，通过在换热器内部设置高温筒体，使换热管接触高温筒体，换热管的管程流通发动机尾气，壳程内流通海水，换热管的热量既能传递给壳程海水，又能传递至高温筒体，海水在经过换热管的换热后升温，并从壳程出口流出通过第一管路进入到高温筒体中，继续升温至产生蒸汽，蒸汽通过出气口、第二管路溢出由冷凝机构冷凝从而生产淡水，海水经过壳程预热后，进入较小体积的高温筒体内，高温筒体的外壁直接抵接换热管并配合其内的加热结构，能够迅速使具有一定温度的海水升温至蒸发温度，大大增加了产生蒸汽的效率，后续预热的海水继续补入至高温筒体内，实现循环高效的淡水产出作业，产生蒸汽迅速，高效多级利用发动机尾气余热，具有淡化水产量大的优点。
7.优选的，所述第二管路设有蒸汽增压泵。
8.通过在第二管路设置蒸汽增压泵使高温筒体中产生的蒸汽能够快速大量的从高温筒体内抽出进入冷凝机构冷凝，从而提高淡水产出量。
9.优选的，所述高温筒体设有液位传感器，所述液位传感器的高度数值h满足：1/2高
温筒体高度≤h≤2/3高温筒体高度。
10.通过液位传感器检测高温筒体内的液位高度，使高度数值h位于高温筒体高度的1/2高温筒体高度≤h≤2/3高温筒体高度范围内，保证蒸汽产出的空间。
11.优选的，所述第一管路设有液体增压泵和电磁阀，所述液位传感器检测高温筒体的液体高度信号，并传递给控制器，所述控制器控制所述液体增压泵和所述电磁阀工作。
12.通过在第一管路设置液体增压泵有利于使壳程海水进入高温筒体内，通过设置电磁阀和控制器，液位传感器检测高温筒体内液位高度，并将信号传递控制器，控制器控制电磁阀的开或关，使高温筒体内液位高度满足设计高度，从而便于产生更多的蒸汽。
13.优选的，还包括螺旋折流板，所述螺旋折流板设于壳体内的中心管。
14.通过设置螺旋折柳板，使壳体内的海水螺旋流动，从而提高换热效率。
15.优选的，所述加热结构为电加热管。
16.优选的，所述冷凝机构包括降温管，所述降温管缠绕于第二管路。
17.优选的，所述降温管一端连接水箱，一端连通壳程进口。
18.通过将降温管缠绕在第二管路，使降温管的一端连接水箱，另一端连通壳程进口，利用海水对蒸汽进行降温，更加节能，而且海水在对蒸汽降温冷凝后升温，利用蒸汽余热升温，然后进入壳程内升温，使海水在壳程内能够换热达到更高的温度，从而有利于高温筒体内最终的升温蒸发。
19.优选的，所述高温筒体设置多个，多个所述高温筒体同轴线设置。
20.上述结构，具有以下有益效果：
21.本技术的高效换热器能够迅速使具有一定温度的海水升温至蒸发温度，充分利用发动机尾气余热，大大增加了产生蒸汽的效率，后续预热的海水继续补入至高温筒体内，实现循环高效的淡水产出作业，产生蒸汽迅速，高效多级利用发动机尾气余热，具有淡化水产量大的优点。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
23.图1绘示了本技术高效换热器的一种示意性实施方式；
24.标号说明：
25.1-壳体；10-壳程进口；11-壳程出口；12-中心管；2-换热管；20-螺旋折流板；3-高温筒体；30-加热结构；31-进水口；32-出气口；33-液位传感器；4-第一管路；40-液体增压泵；41-电磁阀；42-控制器；5-第二管路；50-蒸汽增压泵；6-冷凝机构；60-降温管；61-海水暂存箱。
具体实施方式
26.为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
27.需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，
本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。
28.下面结合附图对本实用新型进行说明：
29.具体采取的方案是：
30.如图1所示，本实用新型提供了一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，包括壳体1和设置在壳体1内的换热管2，壳体1上设有壳程进口10、壳程出口11，壳体1中设有高温筒体3，换热管2接触高温筒体3的外壁，如图1所示，高温筒体3设于换热器中心管12的中部，与换热器中心管12连接，换热管2为直通式换热管2，其部分贴合接触高温筒体3的外壁，还可以为螺旋盘管式换热管2，部分缠绕式贴合接触高温筒体3的外壁，本领域技术人员可以理解，高温筒体3内设有加热结构30且设有进水口31和出气口32，加热结构30设计为电加热管，如现有的法兰电热管，法兰端设置在换热器的壳体1外以插电加热，电热管伸至高温筒体3的底部，进水口31通过第一管路4连接壳程出口11，出气口32连接第二管路5，海水通过壳程进口10进入壳体1，发动机尾气通入换热管2，使高温筒体3和壳程中的海水加热，加热后的海水进入高温筒体3中继续升温产生蒸汽，蒸汽通过第二管路5溢出后经冷凝机构6冷凝形成淡水。
31.具体生产淡水的过程如下，将发动机尾气通过现有的管路导入换热管2，海水从海水暂存箱泵送至换热器的管程，换热管2的热量既能传递给壳程内海水，又能通过接触传递至高温筒体3，海水在经过换热管2的换热后升温，并从壳程出口11流出通过第一管路4、进水口31进入到高温筒体3中，继续升温至产生蒸汽，蒸汽通过出气口32、第二管路5溢出由冷凝机构6冷凝从而生产淡水，产生蒸汽迅速，高效多级利用发动机尾气余热，具有淡化水产量大的优点。
32.为了快速收集蒸汽，使蒸汽能够快速大量的被抽离高温筒体3，优选的，第二管路5设有蒸汽增压泵50。
33.考虑到若高温筒体3内部若充满海水则不利于蒸汽的上升汇聚，因此高温筒体3设有液位传感器33，液位传感器33的检测端设置在高温筒体3内，电控部分设置在换热器壳体1壁，以避免进水，设计液位传感器33的高度数值h满足：1/2高温筒体3高度≤h≤2/3高温筒体3高度，保证蒸汽产出的空间，高于此范围影响蒸汽的产出量，而低于此范围容易损坏加热结构30，在此范围蒸汽的产出量最佳。
34.优选的，如图1，换热器为竖直状态，壳程出口11低于高温筒体3的进水口31，因此，通过在第一管路4设置液体增压泵40有利于使壳程海水进入高温筒体3内，通过设置电磁阀41和控制器42，液位传感器33检测高温筒体3内液位高度，并将信号传递控制器42，控制器42控制电磁阀41的开或关，使高温筒体3内液位高度满足设计高度，从而便于产生更多的蒸汽，作为替代的，换热器也可以为水平状态或者倾斜状态，而对应的高温筒体3的形状位置，对应改变，以可以达到本技术所描述的效果。
35.作为本技术的一个优选的方案，还包括螺旋折流板20，螺旋折流板20设于壳体1内的中心管12，使壳体1内的海水螺旋流动，从而提高换热效率。
36.冷凝机构6的具体实施方式如图1，冷凝机构6包括降温管60，降温管60缠绕于第二管路5，进一步的降温管60一端连接水箱，一端连通壳程进口10。通过将降温管60缠绕在第二管路5，使降温管60的一端连接水箱，另一端连通壳程进口10，利用海水对蒸汽进行降温，
更加节能，而且海水在对蒸汽降温冷凝后升温，利用蒸汽余热升温，然后进入壳程内升温，使海水在壳程内能够换热达到更高的温度，从而有利于高温筒体3内最终的升温蒸发。
37.作为本技术的一个优选的实施方式，高温筒体3设置多个，多个高温筒体3同轴线设置，每个高温筒体3以图1中同样的管路布局设置，图中未画出，多个高温筒体3可以同时产出淡水，进而起到提高淡水产生量的效果，适配不同体积的渔船按需配备。
38.本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
39.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
41.本实用新型所保护的技术方案，并不局限于上述实施方式，应当指出，任意一个实施方式的技术方案与其他一个或多个实施方式中技术方案的结合，在本实用新型的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

技术特征：
1.一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，包括壳体和设置在壳体内的换热管，壳体上设有壳程进口、壳程出口，其特征在于，所述壳体中设有高温筒体，所述换热管接触高温筒体的外壁，所述高温筒体内设有加热结构且设有进水口和出气口，所述进水口通过第一管路连接壳程出口，所述出气口连接第二管路，海水通过壳程进口进入壳体，发动机尾气通入换热管，使高温筒体和壳程中的海水加热，加热后的海水进入高温筒体中继续升温产生蒸汽，蒸汽通过第二管路溢出后经冷凝机构冷凝形成淡水。2.根据权利要求1所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述第二管路设有蒸汽增压泵。3.根据权利要求1所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述高温筒体设有液位传感器，所述液位传感器的高度数值h满足：1/2高温筒体高度≤h≤2/3高温筒体高度。4.根据权利要求3所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述第一管路设有液体增压泵和电磁阀，所述液位传感器检测高温筒体的液体高度信号，并传递给控制器，所述控制器控制所述液体增压泵和所述电磁阀工作。5.根据权利要求1所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，还包括螺旋折流板，所述螺旋折流板设于壳体内的中心管。6.根据权利要求1所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述加热结构为电加热管。7.根据权利要求1所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述冷凝机构包括降温管，所述降温管缠绕于第二管路。8.根据权利要求7所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述降温管一端连接水箱，一端连通壳程进口。9.根据权利要求7所述的一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，其特征在于，所述高温筒体设置多个，多个所述高温筒体同轴线设置。

技术总结
本申请公开了一种利用发动机尾气余热淡化海水的高效换热器，通过在换热器内部设置高温筒体，使换热管接触高温筒体，换热管的管程流通发动机尾气，壳程内流通海水，换热管的热量既能传递给壳程海水，又能传递至高温筒体，海水在经过换热管的换热后升温，并从壳程出口流出通过第一管路进入到高温筒体中，继续升温至产生蒸汽，蒸汽通过出气口、第二管路溢出由冷凝机构冷凝从而生产淡水，产生蒸汽迅速，高效多级利用发动机尾气余热，具有淡化水产量大的优点。的优点。的优点。


技术研发人员：沙滨滨 马士恒 李春冬 程子睿 王超 曹伟
受保护的技术使用者：山东京博装备制造安装有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/16