ES2585594T3

ES2585594T3 - Un evaporador de placas del tipo de película descendente y un aparato evaporador de placas que tiene tal evaporador de placas dispuesto en una carcasa

Info

Publication number: ES2585594T3
Application number: ES11182336.5T
Authority: ES
Inventors: Ralf Blomgren; Bo Juul Andersen
Original assignee: Alfa Laval Corporate AB
Current assignee: Alfa Laval Corporate AB
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2031-09-22
Also published as: JP2014531568A; EP2573495A1; CN103827620B; AU2012311682A1; CA2846774C; CA2846774A1; WO2013041441A3; WO2013041441A2; BR112014006442B1; KR101596181B1; CN103827620A; US9072985B2; KR20140066727A; AU2012311682B2; EP2573495B1; US20140251550A1; DK2573495T3; JP5703421B2; RU2564387C1; BR112014006442A2

Abstract

Un aparato evaporador de placas del tipo de película descendente que comprende una carcasa que tiene una entrada (11) para el líquido a evaporar y que tiene montado en esta un paquete de placas de transferencia de calor dispuestas sustancialmente en vertical (4) con espacios intermedios entre placas, formándose por cada dos de ellos un espacio de evaporación (28) para la evaporación al menos parcial de dicho líquido y los otros espacios intermedios entre placas formando espacios de condensación (30) para la condensación al menos parcial de un vapor de emisión de calor y comprendiendo además primeros sellos (13, 14) que en una parte superior de dichos espacio intermedios entre placas que forman espacios de evaporación (28) delimitan cámaras de distribución (27), cada una de las cuales está en comunicación de flujo de líquido con al menos un espacio de evaporación (28) por medio de guías de flujo (17, 18) separadas a lo largo la anchura del paquete, teniendo la placas de transferencia de calor (4) en una parte superior aberturas de paso (16) alineadas para formar un paso (16') que se extiende a través del paquete de placas, caracterizado por un tubo alargado (116) conectado a la entrada (11) y que se extiende en el paso (16') a lo largo de una longitud del mismo, teniendo el tubo (116) una pared periférica con aberturas (117, 118) distribuidos a lo largo de la longitud del tubo (116) y estando en comunicación de flujo con las cámaras de distribución (27) para suministrar el líquido a evaporar desde la entrada (11) a las cámaras de distribución (27) a través de las aberturas (117, 118), extendiéndose el tubo (116) a lo largo de toda la longitud del paso (16'), teniendo dicho tubo (116) un primer extremo conectado a la entrada (11) y teniendo un puerto de flujo de fluido normalmente cerrado que se puede abrir en un segundo extremo (150).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Un evaporador de placas del tipo de pelicula descendente y un aparato evaporador de placas que tiene tal evaporador de placas dispuesto en una carcasa

Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un evaporador de placas de tipo pelicula descendente de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1, y al uso de tal evaporador para la desalinizacion de agua de mar.

Mas espedficamente, el evaporador de placas de la invencion es del tipo que comprende un paquete de placas de transferencia de calor dispuestas sustancialmente en vertical con espacios intermedios entre placas, formandose por cada dos de ellos un espacio de evaporacion para la evaporacion al menos parcial de dicho liquido y los otros espacios intermedios entre placas que forman espacios de condensacion para la condensation al menos parcial de un vapor de emision de calor, y que comprende ademas los primeros sellos que en una parte superior de dichos espacios intermedios entre placas que forman espacios de evaporacion delimitan camaras de distribution, cada una de las cuales esta en comunicacion de flujo de liquido relativamente restringida con al menos un espacio de evaporacion a traves de guias de flujo separadas entre si a lo largo de la anchura del paquete, las placas transferencia de calor que tienen aberturas de paso alineadas para formar un paso que se extiende a traves del paquete de placas.

La invencion se refiere principalmente a evaporadores de placas del tipo mencionado anteriormente, en los que el liquido evaporado en los espacios de evaporacion se condensa, se recoge y se utiliza en los procesos industriales no relacionados con el evaporador de placas, como tal, por ejemplo, el agua de refrigeration en centrales electricas, o para el consumo humano. El liquido puede ser, a modo de ejemplo, zumo exprimido con pulpa o agua de mar.

Tales evaporadores se conocen del documento US 5.203.406 A.

Antecedentes de la invencion

El documento GB 1.299.481 muestra un evaporador de placas del tipo anterior. El liquido de evaporacion fluye hacia los espacios de evaporacion dentro de un canal que se define en parte por las aberturas alineadas que forman el paso a traves de las placas de transferencia de calor. Cada una de las camaras de distribucion estan en comunicacion de flujo de liquido restringido con al menos un espacio de evaporacion, por medio de guias de flujo estrechas/orificios pasantes pequenos formados en las placas de transferencia de calor o en los sellos mencionados anteriormente, como se muestra en la figura 1b del documento GB 1.299.481, en los que el liquido fluye sobre las superficies que definen los espacios de evaporacion, en forma de pelicula descendente. A traves del tamano de las guias de flujo/orificios pasantes se puede asegurar que fluye aproximadamente la misma cantidad de liquido desde el canal y en los espacios de evaporacion a lo largo de toda la longitud del canal.

Es un problema con tales evaporadores de placas que las particulas suspendidas en el liquido pueden dar lugar a una obstruction de las guias de flujo antes mencionadas, afectando a la pelicula descendente de liquido. Ademas, debido a la baja tasa de flujo en las camaras de distribucion individuales, la sedimentation de las particulas suspendidas tambien puede ocurrir en las camaras de distribucion. Para reducir la obstruccion, puede ser deseable aumentar simplemente tamano de las guias de flujo/orificios pasantes a un tamano que continue manteniendo una pelicula descendente; sin embargo, hacer los orificios pasantes mayores puede causar que una cantidad relativamente mayor de liquido fluya en los espacios de evaporacion que se localizan mas cerca de la entrada, lo que reduce la eficiencia global del evaporador.

Se han hecho intentos de evitar la obstruccion mediante la disposition de filtros aguas arriba del evaporador de placas. Sin embargo, en algunas aplicaciones las limitaciones de espacio y/o la naturaleza del liquido a evaporar son tales que la obstruccion no se puede prevenir, incluso aunque se proporcione un filtro de algun tipo. Un ejemplo son las aplicaciones de desalinizacion en las que se utiliza el evaporador de placas a bordo de un barco o lugares similares en los que el espacio disponible para los filtros de alto grado es limitado, y en los que el liquido a evaporar es agua de mar. En zonas cercanas a la costa, el agua de mar puede contener limo que tiene un tamano de particula de 5-10 |j; el agua de mar tambien puede contener algas del mismo tamano de particula. Algas que pasan incluso a traves de un filtro de malla fina y que tienen tendencia a aglomerarse, y a menudo se ha descubierto que estas aglomeraciones son la causa de la obstruccion, requiriendo un desmontaje costoso y que consume tiempo y la limpieza de las placas de transferencia de calor.

Sumario de la invencion

Un objetivo principal de la presente invencion es proporcionar un evaporador de placas y un aparato evaporador de placas del tipo descrito inicialmente, en el que el liquido a evaporar se pueda distribuir de forma fiable eficazmente a los diferentes espacios de evaporacion en el paquete de placas y en el que se simplifique el mantenimiento y limpieza del evaporador de placas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Un objetivo de la invencion es tambien permitir una limpieza facil del paquete, en el que las limitaciones de espacio son tales que cualquier desmontaje del paquete para la limpieza seria dificil de otro modo.

Los objetivos anteriores pueden lograrse en un evaporador de placas y en un aparato evaporador de placas del tipo definido inicialmente, que se caracteriza por un tubo alargado conectado a la entrada y que se extiende en el paso a lo largo de la longitud del mismo, teniendo el tubo una pared periferica con aberturas distribuidas a lo largo de la longitud del tubo y en comunicacion de flujo con las camaras de distribucion, para suministrar el liquido a evaporar desde la entrada a las camaras de distribucion a traves de las aberturas. El tubo se puede montar de forma desmontable en el paso para permitir una limpieza del tubo en otro lugar, y las aberturas se pueden aumentar de tamano desde el extremo conectado a la entrada y hacia el extremo opuesto. Preferentemente, el tubo se coloca de tal manera que las aberturas esten alineadas con las camaras de distribucion.

De acuerdo con la invencion el tubo se extiende a lo largo de toda la longitud del paso y tiene un primer extremo conectado a la entrada y un puerto de flujo de fluido normalmente cerrado que se puede abrir en el extremo opuesto. Esto permite un lavado del tubo, tanto in situ como en otro lugar despues de la extraccion del tubo, para eliminar cualquier particula que se haya sedimentado en el tubo.

De acuerdo con una realizacion las aberturas del tubo se pueden formar exclusivamente en la mitad superior de la parte perimetral de la tubo. Esto proporciona una capacidad ampliada de particulas sedimentadas sin ninguna limitacion significativa en el flujo a traves del tubo y en las camaras de distribucion.

En la forma mostrada en el documento WO91/06818, al menos, se pueden disponer dos segundos sellos en la parte superior de cada espacio de condensacion, separados horizontalmente entre si vistos a lo largo de la anchura de las placas de transferencia de calor, cada uno de los medios de sellado que delimitan entre la placas de transferencia de calor una camara de transferencia que esta cerrada a la conexion con otras partes del espacio de condensacion, que los espacios de condensacion se comunican con el entorno del paquete de placas a traves de los huecos formados entre dichos medios de sellado para recibir el vapor de emision de calor desde arriba, y que la placas de transferencia de calor tienen orificios pasantes que se comunican con las camaras de transferencia, para cada camara de transferencia al menos un primer orificio que conecta la camara de transferencia a una camara de distribucion y al menos un segundo orificio que conecta la camara de transferencia a un espacio de evaporacion.

De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, el aparato incluye un filtro para el liquido a evaporar y localizado aguas arriba del tubo, tal como en un lugar fuera de la carcasa. Esto asegurara que solo las particulas de menor tamano se acumulen en el tubo por sedimentacion.

El tubo se puede doblar facilmente de forma elastica, o puede estar definido por una serie de secciones de tubo mas cortas interconectadas de forma sellada. Esto es de particular ventaja cuando el aparato comprende varias carcasas o paquetes dispuestos separados entre si en una relacion de extremo a extremo. De esta forma el tubo, que se puede extender en una longitud de, por ejemplo, 1-3 m, se puede extraer longitudinalmente de su paso receptor y liberarse del paquete, incluso cuando el espacio entre las carcasas o paquetes adyacentes sea significativamente menor que la longitud del tubo, doblando el tubo transversalmente, o por el desmontaje del tubo.

Breve descripcion de los dibujos

Se describe a continuation una realizacion de la invencion con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales

la figura 1 muestra una carcasa y un intercambiador de calor de placas dispuesto en su interior,

la figura 2 muestra una vista en section transversal a lo largo de la linea M--M en la figura 1,

la figura 3 muestra una vista en seccion transversal a lo largo de la linea III—II en la figura 1,

la figura 4 muestra una seccion a traves de la parte superior de un intercambiador de calor de placas de acuerdo

con la figura 1, cuya seccion esta tomada a lo largo de una linea IV--IV en la figura 2 y una linea correspondiente

IV--IV en la figura 3,

la figura 5 muestra una parte ampliada de la placa de la figura 2,

la figura 6 muestra una vista lateral parcial de dos segmentos del tubo a insertar en un paso a traves del intercambiador de calor de placas, y

la figura 7 muestra un diagrama de flujo de un aparato para producir agua dulce a partir de agua de mar.

La figura 1 muestra un componente de un aparato evaporador de placas en forma de un recipiente cerrado o carcasa 1 en forma de un recipiente a presion cilindrico provisto de paredes terminales, estando dispuesto un intercambiador de calor de placas dentro del recipiente. El intercambiador de calor de placas comprende dos placas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

terminales 2 y 3 y un paquete de placas de transferencia de calor 4 que se sujetan de forma convencional entre las placas terminales. El aparato o la carcasa 1 pueden estar compartimentados y contienen varios paquetes con placas terminales correspondientes colocados separados en los compartimentos individuales en una relacion de extremo a extremo. Los paquetes pueden tener una longitud entre las placas terminales 2, 3 de, por ejemplo, 2 m, una altura de, por ejemplo, 1,5 m y una anchura normal al plano de la figura 1 en el orden de, por ejemplo, 1 m. Las placas terminales 2, 3, asi como las placas de transferencia de calor 4 se soportan dentro de la carcasa, o los compartimientos de la carcasa, por un bastidor que no se muestra en el dibujo, de manera que se extienden verticalmente. Los miembros de separation, sujetados preferentemente a las placas de transferencia de calor de una manera convencional, mantienen las placas de transferencia de calor a una distancia entre si, de modo que se forman los espacios intermedios entre placas a traves de los que fluyen los fluidos de intercambio de calor.

Una division horizontal 5 se extiende dentro del recipiente 1 en todo el contorno del intercambiador de calor de placas, de modo que divide el interior del recipiente en una camara superior 6 y en una camara inferior 7. La camara superior 6 tiene una entrada 8 para el vapor de emision de calor y la camara inferior 7 tiene una salida 9 para el vapor que ha sido generado en el intercambiador de calor de placas. En su parte inferior, el recipiente 1 tiene una salida adicional 10 de la camara inferior 7, que esta destinada para el liquido que se ha suministrado pero que no se ha evaporado en el intercambiador de calor de placas.

A traves de una pared terminal del recipiente se extienden un tubo de entrada 11 y dos tubos de salida 12, formando el tubo de entrada 11 una entrada al intercambiador de calor de placas para evaporar el liquido en el mismo, y formando los tubos 12 salidas para el condensado formado en el intercambiador de calor de placas.

Entre la placas de transferencia de calor 4 se disponen miembros de sellado de distintos tipos. Estos se describen a continuation con referencia a las figuras 2 y 3.

La figura 2 muestra un lado de una placa de transferencia de calor 4 que tiene una anchura y una altura que definen la anchura y la altura del paquete de placas de transferencia de calor. Como puede verse, la placa de transferencia de calor tiene una forma rectangular alargada y se dispone en el recipiente 1 de tal manera que sus lados largos se extienden verticalmente y sus lados cortos se extienden horizontalmente. La division 5 se extiende a un cierto nivel en el recipiente 1 desde cada uno de los lados largos de las placas de transferencia de calor 4 horizontalmente hacia la pared circundante del recipiente 1.

En su lado mostrado en la figura 2, la placa de transferencia de calor 4 tiene un primer sello o junta 13 que se extiende a lo largo del borde de la placa de transferencia de calor hacia arriba desde el nivel de la division 5 en un lado largo de la placa, a continuacion, a lo largo del lado corto superior de la placa y de vuelta hacia abajo a lo largo del otro lado largo de la placa al nivel de la division 5. Como puede verse en la figura 2, la junta 13 se extiende a los lados largos de la placa de transferencia de calor horizontalmente hasta las partes respectivas de la division 5.

Un segundo sello o junta 14 se extiende en paralelo con el lado corto superior de la placa de transferencia de calor entre las partes verticales de la junta 13, de modo que un area 15 de la parte superior de la placa de transferencia de calor esta completamente rodeada por las juntas 13 y 14. Cuando las juntas 13 y 14 se apoyan contra la placa mostrada en la figura 2, asi como una placa adyacente en el intercambiador de calor de placas, se formara una denominada camara de distribution cerrada en el espacio intermedio entre placas en el area 15, que se extiende a traves de toda la anchura de las placas de transferencia de calor.

En la zona 15, la placa de transferencia de calor 4 - como todas las placas de transferencia de calor en el intercambiador de calor de placas - tiene una abertura de paso 16. Todas las aberturas 16 forman conjuntamente un paso 16' a traves del paquete de placas de transferencia de calor 4, en la parte superior del mismo, tal como en la 1/5 parte superior. Un tubo 116, tal como un tubo de material plastico, conectado a la entrada 11 y que se discutira mas adelante con referencia a la figura 5 se extiende a lo largo del paso 16' entre las dos placas terminales 2, 3. La tubo 116 se comunica tanto con la ya mencionada entrada 11 (figura 1) para el liquido a evaporar y con cada una de las camaras de distribucion.

Ademas de la abertura 16 cada placa de transferencia de calor tiene un area 15 y cerca de la junta 14 cuatro pequenas guias de flujo en forma de orificios pasantes 17 distribuidos a traves de la anchura de la placa. Verticalmente por debajo de cada uno de los orificios 17 en el lado opuesto de la junta 14 hay una guia de flujo mas pequena en forma de orificio de paso 18. Por ultimo, cerca de la abertura grande 16 pero por debajo de la junta 14 hay dos pequenas guias de flujo forma de orificios pasantes 19. Las guias de flujo tienen un diametro en el area de

2-3 mm.

Cada placa de transferencia de calor en su esquina inferior tiene dos orificios pasantes 20 y 21, que en el lado de la placa mostrado en la figura 2 estan rodeados por dos juntas anulares 22 y 23, respectivamente. Los orificios 20 y 21 en la placas de transferencia de calor forman dos canales a traves del paquete de placas, que se comunican con las salidas 12 del intercambiador de calor de placas para el liquido que se ha condensado pero que se cierran por las juntas 22 y 23, respectivamente, desde la conexion con los espacios intermedios entre placas en los que se disponen estas juntas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La figura 3 muestra un lado de una placa de transferencia de calor 4 que esta destinada a colocarse detras de una placa de transferencia de calor de acuerdo con la figura 2. Como puede verse, la placa en la figura 3 tiene en su parte superior, como en la 1/5 parte superior de la placa, una abertura relativamente grande 16 y las guias de flujo en forma de orificios sustancialmente menores 17, 18 y 19. Ademas, la placa en la figura 3 tiene orificios pasantes 20 y 21 en sus esquinas inferiores. En estos aspectos, las placas de la figura 2 y de la figura 3 son por lo tanto iguales. La placa de acuerdo con la figura 3, sin embargo, tiene una disposition diferente de las juntas que la placa de acuerdo con la figura 2.

En la parte superior de la placa en la figura 3, la abertura 16 y los dos pequenos orificios 19 estan rodeados por una primera junta 24. Ademas, en la parte superior de la placa hay cuatro juntas separadas horizontalmente 25. Cada uno de ellas rodea una pequena area de la placa, en la que hay tanto un orificio 17 y un orificio 18.

En la parte inferior de la placa en la figura 3 se extiende una junta 26 a lo largo del borde de la placa hacia abajo desde el nivel de la division 5 en un lado largo de la placa, a continuation, a lo largo del lado corto inferior de la placa y de nuevo hacia arriba a lo largo del otro lado largo de la placa al nivel de la division 5. Como puede verse, la junta 26 se extiende al nivel de la division 5 horizontalmente hasta las respectivas partes de la division 5. Los orificios 20 y 21 en las esquinas inferiores de la placa se colocan dentro, es decir, por encima de la junta 26.

La figura 4 muestra una section a traves de las partes superiores de una serie de placas de transferencia de calor, cuya seccion se toma a lo largo de la linea IV-IV en la figura 2 y a lo largo de la correspondiente linea IV-IV en la figura 3.

En cada segundo espacio intermedio entre placas, se muestra en la figura 4 una seccion a traves de la parte superior de una junta 13 (figura 2) y una seccion a traves de una junta 14 (figura 2). Entre las juntas 13 y 14 se forma, en cada dicho espacio intermedio entre placas, una camara de distribution 27 que se extiende a traves de toda la anchura de la placa de transferencia de calor 4. La camara de distribucion 27 comunica con el paso 16' a traves del paquete de placas, que esta formado por las aberturas 16 en las placas.

Por debajo de la junta 14 se forma en cada uno de estos espacios intermedios entre placas un espacio de evaporation 28 en la que el liquido se evapora. Cada espacio de evaporation 28 esta cerrado desde la conexion con la camara superior 6 en el recipiente 1 por las partes verticales de la junta 13 (figura 2), pero se comunica con la camara inferior 7 en el recipiente 1 a traves de las ranuras entre los bordes de las placas de transferencia de calor - a lo largo de las partes inferiores de los lados largos de la placa, asi como a lo largo de los lados cortos inferiores de las placas. Esto se ilustra por medio de flechas en la figura 2.

En cada uno del resto de los espacios intermedios entre placas, se muestra en la figura 4 una seccion a traves de una junta 25 (figura 3), que junto con las dos placas de transferencia de calor contra la que se sella, forma una camara de transferencia 29. Fuera de la junta 25 se forma, en el espacio intermedio entre las dos placas de transferencia de calor, un espacio de condensation 30. El espacio de condensation 30 se comunica con la camara superior 6 en el recipiente 1 a traves de las ranuras entre las dos placas de transferencia de calor a lo largo de los lados cortos superiores de las mismas, asi como a lo largo de las partes superiores de sus lados largos. Esto se ilustra por medio de flechas en la figura 3. El vapor en la camara 6 de este modo puede fluir en cada espacio de condensacion 30 tanto desde los dos lados del paquete de placas como desde arriba a traves de los espacios intermedios entre las juntas adyacentes 25.

Cada espacio de condensacion 30 esta cerrado por la junta 26 (figura 3) desde la conexion con la camara inferior 7 en el recipiente 1.

Todos los espacios intermedios entre placas que forman espacios de condensacion 30, asi como la camara superior 6 en el recipiente 1, estan cerrados por las juntas 24 (figura 3) desde la conexion con el paso 16' a traves del paquete de placas, que se forma por la aberturas 16 en la placas de transferencia de calor.

Como se ilustra mediante flechas en la figura 4, cada camara de distribucion 27 comunica a traves de orificios opuestos 17 en dos placas de transferencia de calor adyacentes con dos camaras de transferencia 29. A traves de orificios opuestos 18 en las mismas placas de transferencia de calor dichas dos camaras de transferencia 29 se comunican con el espacio de evaporacion 28 que se forma entre las dos placas de transferencia de calor. Los orificios 18 tienen un area de paso de flujo un poco mayor que los orificios 17.

La figura 5 muestra el tubo alargado 116 antes mencionado que preferentemente esta recibido de forma desmontable en el paso 16' a traves del paquete de placas. El tubo 116 esta provisto de aberturas de paso 117, 118 y tiene una longitud que corresponde esencialmente a la longitud del paquete, es decir, la distancia entre las placas terminales 3, 4 mostrada en la figura 1; las aberturas 117, 118 pueden estar situadas en la parte superior, tal como en la mitad superior de la parte del perimetro, por medio de la cual las particulas que se depositan en el tubo 116 debido a la baja tasa de flujo no obstruyen las aberturas hasta que se haya depositado una cantidad significativa de las particulas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

A modo de ejemplo, las aberturas 117, 118 pueden tener cada una un diametro del orden de 2 mm, siendo el diametro de las guias de flujo 17, 18 ligeramente mayor que el diametro de las aberturas 117, 118.

Los que se muestra en la figura 5 es tambien una parte del primer sello 14 que en la realizacion mostrada puede tener partes salientes 110, 119, 120 que forman soportes que soportan el tubo dentro del paso 16'. Las partes salientes se pueden configurar para dividir la distribucion 27 en dos partes, una superior que suministra liquido a un conjunto 17, 18 de guias de flujo y una parte inferior 27' que suministra liquido a otras guias de flujo 19 por aberturas dedicadas 118. Esta disposicion se puede proporcionar para controlar la distribucion de liquido que sale de la camara de distribucion 27.

La figura 6 es una vista lateral de una realizacion del tubo 116, que muestra dos segmentos del mismo adaptados para se conecten de forma estanca. El tubo 116 se cierra preferentemente en un extremo 150 donde se puede proporcionar un puerto (no mostrado) que permite conectar un tubo al mismo, con el fin de lavar el interior del tubo con un fluido de limpieza. La distancia d entre las aberturas 117, 118 puede seleccionarse para que corresponda a la distancia entre las camaras de distribucion 27 mediante la cual las aberturas 117, 118 se pueden alinear con la misma. Ademas, el tamano de las aberturas 117, 118 se puede aumentar hacia el extremo cerrado 150, o el tubo se puede estrechar hacia el extremo cerrado 150.

El aparato de acuerdo con las figuras 1 - 6 esta destinado a funcionar de la siguiente manera.

El liquido a evaporar se bombea en un estado precalentado a traves del tubo de entrada 11 (figura 1) en el tubo 116 a traves del paquete de placas de transferencia de calor, que se situa en el paso 16' formado por las aberturas 16 en las placas. A partir de este tubo 116 el liquido fluye a traves de las aberturas 117, 118 en la pared del tubo y mas lejos en las diferentes camaras de distribucion 27 (figura 4), que se extienden a traves de toda la anchura de las placas de transferencia de calor (vease el area 15 en la figura 2). Desde las camaras de distribucion 27, el liquido fluye a traves de los orificios 17 en las placas en las diversas camaras de transferencia 29 y despues a traves de los orificios 18 hacia fuera en los espacios de evaporacion 28. Simultaneamente, el liquido fluye en los espacios de evaporation 28 directamente a traves de los orificios 19 de la espacios intermedios entre placas en los que las juntas 24 (figura 3) rodean las aberturas 16 y los orificios 19. En los espacios de evaporacion 28, el liquido posteriormente fluye hacia abajo en capas delgadas a lo largo de la placas de transferencia de calor, cubriendo las superficies opuestas de las mismos.

Simultaneamente se suministra a la camara superior 6 en el recipiente 1 a traves de la entrada 8 un vapor de emision de calor que fluye en los espacios de condensation 30 a traves de las ranuras entre los bordes de las placas de transferencia de calor, como se ilustra en la figura 3. El vapor de emision de calor se condensa en los espacios de condensacion 30 tras su contacto con las placas de transferencia de calor a traves de las que de este modo emite calor. Este calor provoca la evaporacion del liquido que fluye hacia abajo a lo largo de los lados opuestos de las placas en los espacios de evaporacion 28. El vapor formado en los espacios de evaporacion 28 sale y fluye hacia fuera en la camara inferior 7 del recipiente 1, tanto lateralmente como hacia abajo, como se ilustra por medio de flechas en la figura 2. El vapor generado sale de la camara 7 a traves de la salida 9, mientras que el liquido no evaporado se recoge en la parte inferior del recipiente y se descarga - de forma continua o intermitente - a traves de la salida inferior 10 (figura 1).

El condensado formado por el vapor de emision de calor en los espacios de condensacion 20 fluye hacia abajo a lo largo de la placas de transferencia de calor y sale de los espacios de condensacion a traves de los dos canales formados por los orificios 20 y 21 en las partes inferiores de las placas de transferencia de calor. Estos canales estan cerrados a la comunicacion con los espacios de evaporacion 28 mediante las juntas 22 y 23 (figura 2). Incluso las partes no condensadas del vapor de emision de calor salen de los espacios de condensacion 30 a traves de dichos canales y se descargan junto con el condensado a traves de las salidas 12 (figura 1).

Como se ha mencionado anteriormente, los orificios 18 son algo mayores que los orificios 17. Los tamanos de los orificios se eligen de tal manera que durante el funcionamiento del aparato se obtiene una evaporacion parcial del liquido de evaporacion cuando el liquido pasa a traves de los orificios 17. Los orificios 18 se hacen lo suficientemente grandes como para que la presion de vapor que prevalecera en las camaras de transferencia 29 no sea superior a la presion de vapor reinante en el vapor de emision de calor en los espacios de condensacion 30. El proposito del mismo es garantizar que sobre una posible fuga mas alla de las juntas 25, dicha fuga debera dirigirse a las camaras de transferencia 29 y no fuera de estas camaras. En particular, si el aparato de acuerdo con la invention se utiliza para la production de agua dulce a partir de, por ejemplo, agua de mar, es mejor si el vapor fluye hacia el agua de mar que si el agua de mar fluye en el agua dulce.

En la realizacion de las placas de transferencia de calor 4 mostrada en las figuras 2 y 3 cada placa tiene orificios 1719 en ambos lados (tanto a la izquierda como a la derecha) de la abertura 16. Si se desea, los orificios 17-19 se pueden excluir en cada segunda placa en un lado de la abertura 16 y en el resto de las placas en el otro lado de sus aberturas 16. Alternativamente, los orificios 17 se pueden excluir en cada segunda placa a un lado de la abertura 16 y los orificios 18 y 19 se pueden excluir en el otro lado de la abertura 16, mientras que en el resto de las placas los orificios 17 se pueden excluir en dicho otro lado y los orificios 18 y 19 se pueden excluir lado de la abertura 16.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Incluso en estos casos, el liquido se distribuira a traves de toda la anchura de las placas en cada uno de los espacios de evaporacion 28.

Se ha supuesto anteriormente que los miembros de sellado dispuestos entre las placas de transferencia de calor estan constituidos por juntas de goma elastica o de plastico del tipo normalmente usado en la conexion con las placas de transferencia de calor de chapa fina metalica prensada. Por supuesto, se pueden usar cualquier otro tipo adecuado de miembros de sellado. Como medios de sellado tambien se podrian elegir interconexiones permanentes de las placas de transferencia de calor a lo largo de las lineas que en las figuras 2 y 3 muestran como se extienden las diferentes juntas. Las placas de transferencia de calor se pueden presionar de tal manera que limitan entre si a lo largo de estas lineas en los respectivos espacios intermedios entre placas, de modo que se facilita el sellado - la posible interconexion - de las placas.

La figura 7 muestra un diagrama de flujo de una planta en la que se incluye el aparato descrito. La planta esta destinada a la produccion de agua dulce a partir de agua de mar. Por lo tanto, la figura 5 muestra el recipiente 1 con su entrada 8 para el vapor de emision de calor, su entrada 11 para que el liquido a evaporar, es decir, agua de mar, su salida 9 para el vapor generado, su salida 10 para el liquido concentrado, es decir, agua de mar que no se ha evaporado, llamada salmuera, y su salida 12 para el condensado, es decir, el agua dulce, y las partes no condensadas del vapor de emision de calor. Una carcasa o recipiente 1' adicional se puede disponer, como se muestra, en una relacion de extremo a extremo con el recipiente anteriormente mencionado 1 para proporcionar un procesamiento secuencial de la salmuera. Cuando la separacion d entre las dos carcasas 1, 1' es menor que la longitud del tubo 116, se puede facilitar la extraccion del tubo 116 para la limpieza haciendo el tubo flexible o separable en el segmento como se discute con referencia a la figura 6 mediante el cual el tubo 116 se puede extraer del paquete de la carcasa 1 hacia la pared terminal de la carcasa adyacente 1' y se retira lateralmente del espacio entre las dos carcasas 1, 1'. Por flexible se quiere decir en el presente documento que puede doblarse elasticamente de tal manera que el tubo 116 volvera a su forma original cuando se libera una fuerza de flexion externa.

En funcionamiento, el agua de mar se bombea por medio de una bomba 31 en la planta. Despues de la bomba 31, el agua de mar se desplaza a traves de un filtro 31' y a continuacion se divide en dos flujos bifurcados 32. Uno pasa a traves de un intercambiador de calor 33 y el otro a traves de un intercambiador de calor 34. Los flujos bifurcados se unen entonces en 35 y se bombean mas alla a traves de otro intercambiador de calor 36 a la entrada 11 del recipiente 1. El vapor generado que sale del recipiente a traves de la salida 9 se transfiere a traves de un compresor 37 a la entrada 8 para el vapor de emision de calor. Un ventilador de alta presion convencional puede servir como compresor.

La llamada salmuera, es decir, el agua de mar que no se ha evaporado en el recipiente 1, se bombea por medio de una bomba 38 fuera del recipiente 1 a traves de su salida inferior 10 y se divide en dos flujos bifurcados 39. Un flujo bifurcado se devuelve a la entrada del recipiente 11 para el liquido a evaporar, mientras que el otro flujo bifurcado se bombea por medio de una bomba 40 a traves del intercambiador de calor 33 y fuera de la planta. En el intercambiador de calor 33 este flujo bifurcado emite parte de su calor a uno de los flujos bifurcados del agua de mar entrante.

Una mezcla de agua dulce, es decir, la condensacion del vapor de emision de calor suministrado a traves de la entrada 8 y los residuos no condensados de este vapor se eliminan del recipiente 1 a traves de la salida 12. En un separador 41 se separan las partes gaseosas de la mezcla y por medio de una bomba de vacio 42 se absorben a traves del intercambiador de calor 36 y fuera de la planta. En el intercambiador de calor 36 emiten parte de su calor al agua de mar entrante ya parcialmente precalentada.

El agua dulce se bombea desde el separador 41 por medio de una bomba 42 a traves del intercambiador de calor 34 y fuera de la planta. En el intercambiador de calor 34 el agua dulce emite parte de su calor a un flujo bifurcado del agua de mar entrante.

En la planta descrita el agua de mar entrante se precalienta preferentemente casi a una temperatura que corresponde a su punto de ebullicion a la presion de evaporacion que prevalece en los espacios de evaporacion del intercambiador de calor de placas. Por ejemplo, el agua de mar se puede precalentar de modo que tenga una temperatura de 55 °C en la entrada del recipiente 11. El vapor generado en la salida del recipiente 9 puede tener una temperatura que exceda solo de forma insignificante los 55 °C y una presion de por ejemplo 0,15 bares. El vapor se puede comprimir despues para tener en la entrada de recipiente 8 y en la camara 6 una presion de aproximadamente 0,19 bares y una temperatura de aproximadamente 59 °C.

De la descripcion anterior se deduce que, aunque se han descrito y se han mostrado diversas realizaciones de la invention, la invention no se limita a las mismas, sino que tambien se puede realizar de otras maneras dentro del alcance de la materia objeto definida en las siguientes reivindicaciones.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Un aparato evaporador de placas del tipo de peKcula descendente que comprende una carcasa que tiene una entrada (11) para el liquido a evaporar y que tiene montado en esta un paquete de placas de transferencia de calor dispuestas sustancialmente en vertical (4) con espacios intermedios entre placas, formandose por cada dos de ellos un espacio de evaporation (28) para la evaporation al menos parcial de dicho liquido y los otros espacios intermedios entre placas formando espacios de condensation (30) para la condensation al menos parcial de un vapor de emision de calor y comprendiendo ademas primeros sellos (13, 14) que en una parte superior de dichos espacio intermedios entre placas que forman espacios de evaporacion (28) delimitan camaras de distribution (27), cada una de las cuales esta en comunicacion de flujo de liquido con al menos un espacio de evaporacion (28) por medio de guias de flujo (17, 18) separadas a lo largo la anchura del paquete, teniendo la placas de transferencia de calor (4) en una parte superior aberturas de paso (16) alineadas para formar un paso (16') que se extiende a traves del paquete de placas,

caracterizado por un tubo alargado (116) conectado a la entrada (11) y que se extiende en el paso (16') a lo largo de una longitud del mismo, teniendo el tubo (116) una pared periferica con aberturas (117, 118) distribuidos a lo largo de la longitud del tubo (116) y estando en comunicacion de flujo con las camaras de distribucion (27) para suministrar el liquido a evaporar desde la entrada (11) a las camaras de distribucion (27) a traves de las aberturas (117, 118), extendiendose el tubo (116) a lo largo de toda la longitud del paso (16'), teniendo dicho tubo (116) un primer extremo conectado a la entrada (11) y teniendo un puerto de flujo de fluido normalmente cerrado que se puede abrir en un segundo extremo (150).
2. El aparato evaporador de placas de acuerdo con la reivindicacion anterior, que incluye soportes (110, 119, 120) dispuestos a lo largo de la periferia de las aberturas de paso (16), para soportar el tubo (116) en el interior de las aberturas de paso (16), estando opcionalmente dichos soportes formados de forma integral con dichos primeros sellos (14).
3. El aparato evaporador de placas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando dichas aberturas (117, 118) formadas exclusivamente en la mitad superior de la parte perimetral de dicho tubo (116).
4. El aparato evaporador de placas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho aparato una pluralidad de dichas carcasas (1, 1') o paquetes dispuestos separados en una relation de extremo a extremo, estando el tubo (116) definido por secciones de tubo cortas conectadas de forma estanca y/o siendo el tubo flexible.
5. El aparato evaporador de placas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, incluyendo dicho aparato un filtro (31') para dicho liquido a evaporar que esta situado aguas arriba del tubo (116).
6. Uso del aparato evaporador de placas del tipo de pelicula descendente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la desalinizacion por evaporacion de agua de mar suministrada a dicha entrada (11).
7. El evaporador de placas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-3, en el que al menos dos segundos sellos (25) estan dispuestos en la parte superior de cada espacio de condensacion (30) separados horizontalmente entre si a lo largo de las placas de transferencia de calor (4), delimitando cada uno de dichos segundos sellos entre las placas de transferencia de calor (4) una camara de transferencia (29) que esta excluida de la conexion a otras partes del espacio de condensacion (30), los espacios de condensacion (30) comunican con los alrededores del paquete de placas a traves de espacios formados entre dichos segundos sellos (25) para recibir el vapor de emision de calor desde arriba, y las placas de transferencia de calor (4) tienen orificios pasantes (17,18) que proporcionan dicha comunicacion de flujo con las camaras de transferencia, por cada camara de transferencia (29) al menos un primer orificio (17) que conecta la camara de transferencia (29) a una camara de distribucion (27) y al menos un segundo orificio (18) que conecta la camara de transferencia (29) a un espacio de evaporacion (28).
8. El evaporador de placas de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que al menos cada segunda placa de transferencia de calor (4) tiene dichos orificios pasantes (17, 18) dispuestos a pares, conectando dicho primer orificio (17) de un par de orificios una camara de transferencia (29) a una camara de distribucion (27) y conectando dicho segundo orificio (18) la misma camara de transferencia (29) a un espacio de evaporacion (28).
9. El evaporador de placas de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, en el que cada placa de transferencia de calor (4) tiene partes de borde verticales y horizontales, cada una de las camaras de distribucion (27) se extiende horizontalmente entre las partes de borde verticales de las placas de transferencia de calor y el paso de entrada (16') para el liquido de evaporacion se extiende a traves del paquete de placas sustancialmente en el medio entre dichas partes de borde.
10. El evaporador de placas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en el que cada placa de transferencia de calor (4) tiene partes de borde verticales y horizontales, y los espacios de condensacion (30) se comunican directamente con el entorno del paquete de placas a lo largo de los borde verticales, asi como de los

bordes horizontales superiores de las placas de transferencia de calor.
11. El evaporador de placas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en el que dicho primer orificio (17) es mas pequeno que dicho segundo orificio (18).

5