溴化鋰吸收式制冷機組主要部件的結(jié)構(gòu)

溴化鋰吸收式制冷機組主要部件的結(jié)構(gòu)1、高壓發(fā)生器（如圖1）

在蒸汽兩效溴化鋰汲取式制冷機中，高壓發(fā)生器的作用是將0.2～0.8MPa（表壓）工作蒸汽通入傳熱管內(nèi)，加熱管外的溴化鋰溶液，使之沸騰并產(chǎn)生冷劑蒸汽；所產(chǎn)生的冷劑蒸汽則作為低壓發(fā)生器的熱源，用以加熱低壓發(fā)生器中的溴化鋰溶液，產(chǎn)生其次股冷劑蒸汽。這就是兩效的含意。由于能源得到了兩次利用，所以蒸汽耗量降低，達到了節(jié)能效果。

圖1高壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu)

a）高壓發(fā)生器的布置b）膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)c）浮頭結(jié)構(gòu)d）U型管結(jié)構(gòu)高壓發(fā)生器一般使用0.2～0.8MPa（表壓）的工作蒸汽，其飽和溫度較高，約為132～175℃。通常高壓發(fā)生器的殼體用碳鋼、傳熱管用紫銅管或銅鎳合金管制作。這兩種材料間膨脹系數(shù)相差甚大，在高溫下將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。管子與管板間采納脹管聯(lián)接，由于熱應(yīng)力，可能造成管子被“拉脫”。所以消退熱應(yīng)力是設(shè)計時首先應(yīng)考慮的問題。降低或消退熱應(yīng)力的方法一般有下列幾種。

1、采納膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)

如圖1b所示，在殼體靠中間部位設(shè)置膨脹節(jié)，使殼體可以自由伸長，從而削減熱應(yīng)力的影響。

2、采納浮頭結(jié)構(gòu)

如圖1c所示，將管子的一端與管板聯(lián)接，另一端與一個浮動管板聯(lián)接。浮頭管板、浮頭室及其下面的滑板，組成一個可以自由滑動的浮頭，使高壓發(fā)生器的傳熱管一端固定，另一端可自由活動。這樣，可徹底消退熱應(yīng)力。

3、采納U型管結(jié)構(gòu)

如圖1d所示為U型管結(jié)構(gòu)，是把傳熱管作成U型管，其進出口均聯(lián)接在同一塊管板上。這樣，管子熱膨脹與殼體熱膨脹互不相干，均可自由伸長。這種結(jié)構(gòu)的工藝性較差，彎頭多，制作比較簡單。

高壓發(fā)生器工作時，由于工作蒸汽壓力以及冷凝壓力的波動，將引起高壓發(fā)生器中溴化鋰溶液液位的波動。對于這種液位波動，要設(shè)法掌握，否則將會造成液位過高或過低。液位過高會增大靜液柱對沸騰的影響，降低發(fā)生過程的發(fā)生效果，甚至造成冷劑污染。液位過低會使上部傳熱管暴露于液體之外，引起管子的破損。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，發(fā)生器的上部必需留有一個足夠大的空間和高度。足夠大的空間可降低冷劑蒸汽的流速，并防止因溶液飛濺而帶液。為防止冷劑污染，高壓發(fā)生器的上部通常設(shè)有汽罩，其中裝有簡易的擋液裝置。實踐證明，高壓發(fā)生器最上一排管子與殼體頂部的距離H為280～400mm，冷劑蒸汽在最小截面處的流速不超過10m/s時，可有效防止冷劑的污染。

4、強度與穩(wěn)定性

高壓發(fā)生器的封蓋要承受0.2～0.8MPa（表）的工作蒸汽，一般應(yīng)作為壓力容器考慮其強度。

高壓發(fā)生器的殼體在工作時處于真空狀態(tài)，其真空度約為8～40kPa。作為受外壓容器，其穩(wěn)定性應(yīng)予充分留意。尤其是作為整機，在真空檢漏或停機期間，它處于更高的真空狀態(tài)，所以必需考慮穩(wěn)定性問題。

在高壓（以及低壓）發(fā)生器中，使溶液適當擾動是強化傳熱的措施之一。一般有左右擾動與上下擾動兩種方式，如圖2所示。其中，左右擾動是一種傳統(tǒng)的擾動方式。依據(jù)試驗討論，上下擾動時溶液溫度趨于勻稱，靜液柱高度對沸騰的影響較小，簡單形成汽化核心，有利于提高發(fā)生過程的傳熱效果。

圖2溶液在發(fā)生器中的擾動方式

a)低壓發(fā)生器-冷凝器的布置b)溶液左右擾動方式c)溶液上下擾動方式

2、低壓發(fā)生器與冷凝器

圖3示出了低壓發(fā)生器-冷凝器呈上下布置的結(jié)構(gòu)：低壓發(fā)生器3與冷凝器1置于同一殼體內(nèi)，工作時屬同一真空狀態(tài)。

在蒸汽兩效機中，低壓發(fā)生器依靠高壓發(fā)生器的冷劑蒸汽來加熱，其溫度較低，一般為80～98℃。為擴大放汽范圍，強化傳熱特殊重要，應(yīng)盡可能削減靜液柱高度。閱歷表明，靜液柱高度以不超過200mm為宜。管排數(shù)與管間距需要綜合考慮確定，管排數(shù)以不超過15排為好。溶液的擾動方式，在低壓發(fā)生器中采納上下擾動方式比高壓發(fā)生器更具有意義。

圖3低壓發(fā)生器-冷凝器的結(jié)構(gòu)

與沉醉式換熱相比，噴淋式可完全消退靜液柱高度對傳熱的影響。對低壓發(fā)生器來說，更具有使用價值，是今后低壓發(fā)生器設(shè)計的一個方向。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮噴淋溶液在傳熱管上的勻稱分布，避開管子局部溫度過高。

冷凝器是令低壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽與冷卻水進行熱交換，使之凝聚成冷劑水。冷劑水匯合于冷凝器下部的水盤，再經(jīng)節(jié)流裝置進入蒸發(fā)器。由于發(fā)生器與冷凝器之間有較大的溫差，會消失熱量傳遞，這對發(fā)生過程和冷凝過程都是不利的。為此，在水盤下方設(shè)有隔熱層。

低壓發(fā)生器中的壓力較低，發(fā)生過程中溶液的沸騰飛濺更為嚴峻；同時，冷劑蒸汽的流速較大，簡單夾帶液滴，造成冷劑水污染，故擋液問題更為重要。

3、蒸發(fā)器與汲取器

圖4為蒸發(fā)器-汲取器的結(jié)構(gòu)示意圖。蒸發(fā)器與汲取器處于同一工作壓力，一般置于同一殼體之中，組成蒸發(fā)器-汲取器筒體。在制冷機工作過程中，該部分壓力最低，一般約為0.001MPa（肯定壓力）。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，

強化傳熱與傳質(zhì)的問題比高、低壓發(fā)生器更為突出。

圖4蒸發(fā)器-汲取器結(jié)構(gòu)

1、強化傳質(zhì)

從蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽，通過傳熱管簇及擋液裝置，進入汲取器管間，由于沿途的阻力損失，其壓力由p0變p0′。若汲取器噴淋溶液的飽和蒸汽壓為pa（稱汲取壓力），則汲取過程的傳質(zhì)推動力為（p′0－pa）。由此可見，為了增大傳質(zhì)推動力，以便強化汲取器中的傳質(zhì)過程，在不轉(zhuǎn)變汲取壓力pa的條件下，應(yīng)盡可能增大p0′，這就需要在結(jié)構(gòu)上削減制冷劑蒸汽的流淌阻力損失。

2、強化傳熱

就結(jié)構(gòu)而言，噴淋換熱是強化傳熱的有效手段。尤其在高真空下，對于蒸發(fā)器將消退靜液柱的影響，使蒸發(fā)過程增加。對于汲取器采納噴淋換熱，還可增大冷劑蒸汽與噴淋溶液的接觸面積，增加傳熱。

強化傳熱的結(jié)果，將使汲取器噴淋溶液的溫度更接近于冷卻水的溫度，從而降低噴淋溶液的溫度，以降低汲取液的飽和蒸汽壓，達到增大傳質(zhì)推動力的目的。明顯，為了獲得較好的傳熱效果，在強化噴淋側(cè)傳熱的同時，還應(yīng)留意提高傳熱管內(nèi)水側(cè)的流速。通常取水側(cè)的流速1.5～3.0m/s為宜。

3、溶液濃度的影響

對應(yīng)于某一溫度和壓力，噴淋溶液有一相應(yīng)的飽和濃度。溶液達到飽和時，就不再汲取了。若要使其進一步汲取，就需要實行措施，轉(zhuǎn)變其飽和狀態(tài)，使之處于不飽和，如用冷卻水對溴化鋰溶液進行冷卻，或者提高噴淋溶液的濃度。噴淋溶液的溫度與冷卻水的溫度有關(guān)。噴淋溶液的濃度除了與發(fā)生器出口濃溶液的濃度有關(guān)外，還與稀溶液的混合量有關(guān)。因此，為了提高噴淋溶液的濃度，在結(jié)構(gòu)上也有用濃溶液直接噴淋的。但務(wù)必從結(jié)構(gòu)上解決溶液在管子表面的勻稱浸潤及分布問題。

蒸發(fā)器與汲取器除了上下疊置以外，還有左右平行布置等方式。不論那種布置方式，都要防止汲取器的噴淋溶液，因結(jié)構(gòu)不當進入蒸發(fā)器引起污染，特殊是平行布置，更要慎重。

4、熱交換器

不論是單效機型還是兩效機型，熱交換器都是為了回收熱量以提高其經(jīng)濟性。兩效機比單效機還增加了一個高溫熱交換器和一個凝水回熱器，其回收熱量，提高熱效率的意義比單效機更大。

溶液熱交換的換熱方式，一般有對流換熱（圖5a）和橫掠管簇換熱（圖5b）兩種。在溶液熱交換器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于傳熱系數(shù)較低，因而換熱面積較大。此外，確定流速時，既要考慮有較高的流速，以提高傳熱系數(shù)；又要考慮流速上升時，不僅流淌阻力增大，而且在結(jié)構(gòu)上也會給制造帶來困難。通常，管內(nèi)稀溶液的流速取0.6～1.0m/s；管外濃溶液的流速取0.3～0.6m/s。溶液熱交換器一般為殼管式結(jié)構(gòu)，傳熱管用光管或低肋片管，材質(zhì)可用碳鋼或紫銅。

圖5溶液換熱器

a)對流換熱b)橫掠管簇換熱

5、節(jié)流裝置

節(jié)流裝置是一個重要部件。它有多種型式?？梢允轻槧罟?jié)流閥，浮球閥、U形管或小孔節(jié)流元件。溴化鋰汲取式制冷機中最常用的是U形管和小孔節(jié)流元件。

1、U形管節(jié)流裝置

U形管節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡潔、工作牢靠、流量調(diào)整幅度寬，是溴化鋰汲取式制冷機中應(yīng)用最早、最廣的節(jié)流裝置。我國生產(chǎn)的單效機或兩效機都采納這種節(jié)流方式。由圖6可知，U形管的高度是保證節(jié)流的關(guān)鍵，其值與冷凝器、蒸發(fā)器間的壓力差（pk－pO）有關(guān)。一般狀況下，冷凝器與蒸發(fā)器的壓差大約為9.8kPa，因此，U形管的高度略高于1m即可。其管徑則是依據(jù)機組的制冷量而定。這種節(jié)流裝置的缺點是形狀尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，對于壓差較大的兩側(cè)，如高壓發(fā)生器與冷凝器之間不宜采納。

圖6U形管節(jié)流裝置

2、小孔節(jié)流裝置

該裝置是在冷凝器通往蒸發(fā)器的管道中，設(shè)置一個節(jié)流小孔，如圖7所示。這種節(jié)流方式結(jié)構(gòu)緊湊，特殊相宜于單筒型結(jié)構(gòu)的機器。小孔節(jié)流裝置的缺點是自平衡力量較差。小孔的通徑是保證節(jié)流的關(guān)鍵。通徑過大，在低負荷時難于形成液封，可能使凹凸壓兩側(cè)相通，影響制冷機正常運行。通徑過小，中高負荷時無法保證足夠的流量，使制冷機的制冷量受到限制。所以設(shè)計這種節(jié)流裝置時，應(yīng)充分考慮凹凸壓側(cè)的壓力差，最高或最低負荷時的流量范圍等因素。

圖7小孔節(jié)流裝置

6、抽氣裝置

溴化鋰汲取式制冷機是在高真空狀態(tài)下工作的，空氣極易通過密封不良的聯(lián)接處滲漏到機中。同時，由于溴化鋰溶液對金屬材料的腐蝕，機器本身也會產(chǎn)生如氫氣等不凝性氣體。這些不凝性氣體的存在，不僅損害了機器的性能，嚴峻時將使機器無法運轉(zhuǎn)。同時，空氣的存在，還會加劇溴化鋰溶液對金屬材料的腐蝕，影響機組的壽命。為此，機組中必需裝設(shè)抽氣裝置，準時將聚集在機組中的不凝性氣體及漏入機內(nèi)的空氣抽除掉。常用的抽氣裝置有如下幾種：

1、機械真空泵抽氣裝置

如圖8所示為機械真空泵抽氣裝置。它由制冷劑分別器、阻油器、真空泵及連接管件、閥門等組成。從冷凝器或汲取器中抽出的不凝性氣體，夾帶著肯定量的制冷劑蒸汽。若將制冷劑蒸汽抽出機外，不僅會使機組中的制冷劑削減，影響機器的性能；而且制冷劑蒸汽進入真空泵后，還會使真空泵油乳化，粘度降低，抽氣效果惡化，甚至丟失抽氣力量。為此設(shè)有制冷劑分別器1。制冷劑分別器一般為一圓筒形容器，其中裝設(shè)有冷卻盤管與噴嘴。冷卻盤管中通以冷媒水或從蒸發(fā)器泵排出的冷劑水，以造成比汲取器更好的汲取條件。帶有制冷劑蒸汽的不凝性氣體由制冷劑分別器1的底部進入，其中的制冷劑蒸汽被噴淋溶液汲取。汲取了制冷劑蒸汽的溶液，重新回流到汲取器。不凝性氣體經(jīng)抽氣管、截止閥2、電磁閥3與阻油器4進入真空泵5，被真空泵排出。阻油器為一圓筒形容器，其中裝有兩塊阻油擋板，以防止真空泵停止運轉(zhuǎn)時，將真空泵油壓入機內(nèi)，引起油對溶液的污染。電磁閥3與真空泵5接同一電源。真空泵5停止運轉(zhuǎn)時，電磁閥3動作，一方面切斷制冷機的通氣口，另一方面使真空泵的抽氣口與大氣相通，防止真空泵油倒流到阻油器或抽氣管中。

圖8機械真空泵抽氣裝置

1—冷劑分別器2—手動截止閥3—電磁閥4—阻油室

5—真空泵6—電動機

2、自動抽氣裝置

自動抽氣裝置的型式有多種，但基本原理大致相同，如圖5-14所示，都是利用溶液泵6排出的高壓液流作為引射抽氣的動力。這種裝置的抽氣量比較小，但在機器運轉(zhuǎn)中能自行連續(xù)不斷地抽氣，操作便利。隨著機器密封性能的提高及防腐措施的加強，機器內(nèi)部不凝性氣體大為削減，供應(yīng)了使用這種抽氣裝置的可能性。

從圖9所示自動抽氣裝置原理圖可知，溶液泵6排出端引出的稀溶液，進入引射器3，在噴嘴喉部速度上升，壓力降低，形成低壓區(qū)，以抽出汲取器中的不凝性氣體。被抽出的不凝性氣體伴同溶液進入儲氣室2，并與溶液分別后上升至儲氣室頂部，溶液則經(jīng)過回流閥5回到汲取器。當不凝性氣體在儲氣室2上部愈積愈多時，關(guān)閉回流閥5。依靠溶液泵6的壓力，將不凝性氣體壓縮，使壓力上升。當不凝性氣體被壓縮到高于大氣壓時，打開放氣閥1，即可將不凝性氣體排出機外。

圖9自動抽氣裝置原理圖

1-放氣閥2-儲氣室3-引射器4-抽氣管5-回流閥6-溶液泵

自動抽氣裝置的抽氣量都比較小，只能在機組正常運轉(zhuǎn)時使用。因此無論選用何種自動抽氣裝置，均需配置一套機械真空泵抽氣系統(tǒng)，在機組初始抽真空或長時間停機后第一次啟動或應(yīng)急時使用。1.電纜金屬護層腐蝕的種類

（1）化學腐蝕：這種腐蝕是使電纜的金屬元素變成化合物的過程。

（2）電化學腐蝕：這種腐蝕是在電纜金屬外皮損壞的同時存在有電流。

（3）晶間腐蝕：電纜的金屬護層沿結(jié)晶邊緣裂開，在這些裂縫處，由于與空氣接觸而產(chǎn)生氧化物，促使裂痕增大，再加上土壤的電化學作用，使電纜的金屬護層腐蝕猛烈進展，嚴峻時可使金屬皮裂成碎塊，這就是晶間腐蝕。

（4）微生物腐蝕：微生物的新陳代謝活動直接或間接地破壞電纜金屬外皮稱為微生物腐蝕。

2.電纜金屬護層的防蝕措施

（1）化學腐蝕：主要采納金屬護套不與腐蝕介質(zhì)直接接觸，使用絕緣防護層。

（2）電化學腐蝕及漏泄電流腐蝕：現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的方法是使用絕緣防護層。

（3）晶間腐蝕和微生物腐蝕：它們對電纜的腐蝕最終靠化學和電化學腐蝕來完成的。因此，采納塑料護套能夠減弱此兩種腐蝕。

綜上所述，塑料電纜對腐蝕的防腐性能較好，但假如塑料護套損壞，則電纜的金屬護層將會消失腐蝕問題。因此愛護好塑料電纜的塑料護套成了塑料電纜防蝕的關(guān)鍵。

3.白蟻、鼠類的危害與防護

（1）白蟻對地下電纜的危害與防護方法

①白蟻的危害：白蟻蛀咬電纜外皮，因此能對地下電纜造成極大的危害。