太

阳

能

学

报

ｌ——外壳；２——蒸发腔；３

水ｆ横髫；４——内开凹热器；

５——循环承秉；６——海水分配器；７——喷淋管；８——蔗通管；

９——抽气管；１０——排再阀；“——宅气泵；１２——玲凝腔；

１３——气水分离器；１４——水阀；１５——送气管；１６——溢流阔；

１７——外冷凝器

图１实验装置剖面圉

Ｆ培ｌ

Ｓｃｈ咖ａｔＩｃ

ｄＬａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ

ｕｎｉ‘

于在摇动的船上使用的缺陷，本装置采用横管降膜

蒸发的工作模式。即：海水经喷管７喷出，经一块孔

板６再分配后，均匀地滴降至蒸发腔中的加热横管

３上，在那里形成海水降膜并受热蒸发。未蒸发的

浓海水晟终落至蒸发腔底．一部分经溢流阀１６流出

装置，另一部分经循环泵５再循环至喷头７进行循

环使用。新海水由图示入口进入装置，经冷凝腔１２

中的回热器４预热，最后流至循环泵５前与一部分

浓海水混合进行循环使用。

３）当海水从一根水平管到另一根水平管形成降

膜流动时，它从水平管内的热水中吸收大量的热量，

并产生蒸发而在蒸发腔中放出大量水蒸气。这些水

蒸汽通过抽气管９由空气泵１１抽至冷凝腔１２中，

蒸汽再经管壳形分配器进入水平横管３，在那里它

经历冷凝放热而产生出淡水，并将热量传回给管外

的海水，回收了一部分凝结潜热。由于泵的作用，在

蒸发腔中形成了负压，而在冷凝腔中形成了正压，因

而加速了水的蒸发与凝结过程，使装置的性能得到

加强。通过横管后的蒸汽在冷凝腔１２中被回热器

４进一步冷却并释放潜热给进入的海水，最后经管

道进入冷凝散热器１７放出热量给环境后进入气液

分离器１３，在那里被新进的海水进一步冷却释放出

淡水，并进行气液分离。晟后剩余的低温气体经送

风管１５送回至装置蒸发腔的下部，进行再循环，而

淡水则经水阀１４交给用户。在装置中气体始终是

闭循环运行的，具有很好的稳定性及可靠性，不受外

界干扰。

２实验装置描述

２．１蒸发腔：蒸发腔是该装置的最主要部分。它是

一个长方形的箱体（１０００×５５０×２８０ｍｒｎ３），由

１．５ｒｎｍ厚的不锈钢板构成．其中横穿有１１７根水平

横管。在横管的出ＬＩ两端，由装置外壳及几块隔板

将横管的出口分成了６个区域，每个区域起着分配

或汇积加热流体或水蒸汽的作用。这些区域的宽度

均为５０ｍｍ。装置最外层用５０ｍｍ厚的聚苯乙烯泡

沫隔热。

蒸发腔中包括了一块带孔平板，用之将海水均

匀分配至加热横管上，该孔板的小孔直径为２ｍｍ；

并按２０ｍｍ×２０ｍｍ排列。水平管由直径２０ｍｍ，厚

度为１ｍｍ的铜管构成。水平横管在蒸发腔中以

４０ｍｍ×５０ｍｍ交叉排列，管的长度为５５０ｍｍ。因

此，蒸发腔中横管总的内外热交换面积分别为

３．８３９和４．０４ｌｍ２。

２．２外部能源：外热源由电加热产生温度大约７０

～９０℃的热水，用于模拟太阳能或其它余热产生的

热水。热水温度是可调的，以便于分析供热水温度

对装置产水量的影响。

２．３冷凝腔中的热交换器：热交换器４是由外径

８ｍｍ，厚０．５ｍｍ，长４０００ｍｍ的紫铜管构成，用于预

热进入装置的新海水。

２．４外冷凝器：外冷凝器由外径１２ｍｍ、厚Ｏ．５ｍｍ，

长１００００ｍｍ的紫铜管分两排构成，分两排的原因是

为了减少气流的阻力，用于冷却进入气水分离器的

循环蒸汽。

２．５抽气管和送气管：抽气管由两根并联、外径为

２５ｍｍ，长５５０ｍｍ管道组成，管道两侧打有许多孔

以利蒸汽进入。送气管由一根外径为２０ｍｍ，妊

５５０ｍｍ铜管构成，管道两侧也打有许多孔以利蒸汽

送入。

２．６循环水泵和风机：水泵的标称功率和扬程分别

为４０ｗ和８ｍ。风机的标称功率为１８０ｗ，最大风压

差和最大循环风量分别为１５ｋＰａ和２５ｍ３／ｈ。

２．７带有热交换器的气液分离器：汽液分离器是用

　

万方数据