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过热干蒸气加湿换热装置

基本信息

  • 申请号 CN00111084.5 
  • 公开号 CN1148557C 
  • 申请日 2000/04/26 
  • 公开日 2004/05/05 
  • 申请人 陶骏昌  
  • 优先权日期  
  • 发明人 陶骏昌 陶明磊  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 250308山东省长清县张夏镇金庄 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 济南信达专利事务所有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利权部分无效宣告的公告 
  • 代理人 李振勤 
  • 有效性 有效专利 
  • 法律状态
  •  

权利要求书

1、一种过热干蒸气加湿换热装置,包括罐体,通入罐体内的换热管束和水 的循环泵,在所述罐体上设有进气管、供热水的进出管及排污口,其特征在于 进气管(4)位于罐体(1)的上半部,其上设有水的喷淋装置(2),蒸发盘(3) 置于进气管(4)口下但在换热管束(5和8)之上。
2、根据权利要求1所述的过热干蒸气加湿换热装置,其特征在于蒸发盘 (3)为多层网状瓤形盘。
3、根据权利要求1所述的过热干蒸气加湿换热装置,其特征在于在罐体 (1)下部的冷凝水出水口(17)和罐顶的喷淋进水口(15)由管(18)连通, 其间安装有水泵(16)。
4、根据权利要求1或2或3所述的过热干蒸气加湿换热装置,其特征在于 在换热管束(5和8)下接有冷凝水收集盘(6)。
5、根据权利要求1所述的过热干蒸气加湿换热装置,其特征在于在换热 管束(5和8)之间装有蒸汽导流栅(7)。
6、根据权利要求5所述的过热干蒸气加湿换热装置,其特征在于导流栅 (7)安置在下方的换热管束(8)斜上方的两侧。
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说明书

本发明属于高温蒸汽换热设备,特别是涉及高温过热干蒸汽与水的换热。
在八十年代以前,我国的换热设备大部分延用前苏联及东欧各国的结构设 计,其体积庞大,换热效率较低。
近十几年来,随着板式、螺旋板式、浮动盘 管式等换热装置的大量涌现,给我国的换热装置的改进和发展带来很大好处。
随着发电厂逐年增加和集中供热大力推广,用过热干蒸气来供热成为可能,据 报道以110~130℃的高温水做远距离的供热具有输送管径细、热效率高 等优点。
但目前的换热器,因其结构及材质的共同原因,不能达到直接由高温 蒸汽或过热干蒸气与水的直接换热,而采用价格昂贵的优质合金材料又不适用, 也难以达到;加大换热器壁厚,又使换热性能及效率大为下降。
使用专门的加 温设备,既浪费能源,又给匹配安装和管理带来很多麻烦,且难以达到发展自 动化控制要求。
本发明的目的是提供一种过热干蒸气加湿换热装置,它可实现由过热干蒸 气与供热系统水的换热,具有结构简单、换热效率高、污染小,安装和管理方 便。
本发明的目的是采用以下技术方案实现的:将过热干蒸气在一容器内加入 水份,先进行热气-水热交换的方式换热,变为饱合蒸汽,其供热用水管通入容 器内,但使供热用水和蒸汽在各自独立的空间内流动。
其原理是对过热干蒸气 加湿与高效换热在同一罐体内进行,即在换热容器罐内采用对通入的过热干蒸 气加入水份以其达到加湿,具体结构是尽量使自罐上半部流进罐内的细小水珠 与干蒸气接触,干蒸气迅速加热汽化水成为饱合蒸汽,未被完全汽化的水珠下 落到发热的蒸发盘中,被进一步细化并蒸发汽化成为饱合蒸汽。
饱合蒸汽向下 流动与换热管束内的供热循环水进行热交换,并在换热管束外形成冷凝水,冷 凝水经接水盘流向罐的底部储水室,冷凝水可在本装置内循环使用。
本发明由罐体、换热管束、高温干蒸气进气管(口)、阀门、进出水管及水 的喷淋系统组成,即在罐体的上部设有加湿喷淋装置,罐内设有换热管束,管 束内流动着供热系统水。
当启动供热系统循环泵,系统水在泵的作用下经换热 管束在整个供热系统中进行循环。
启动罐体系统喷淋泵,打开高温进气阀向罐 内通入高温过热干蒸气,干蒸气与喷淋的小水珠或蒸发盘上的水接触后被加湿, 同时将水汽化成高温饱和水蒸汽,水蒸汽经过换热管束并向其传递热量,加热 了换热管束内的系统水,热交换后饱和水蒸汽在换热管束外形成冷凝水并向下 滴流,最后落到罐的底部。
再由水的强迫循环装置向罐顶部的加湿喷淋装置供 应水,形成周而复始的循环,即喷淋水为可循环使用的。
本发明的优点为高温过热干蒸气在喷淋水后转为饱合水蒸汽,集加湿、汽- 水交换、凝水回收于一体,且在罐体内无对外的热损耗,其热量可大部分被换 热管束所吸收,可大大提高换热效率,从而达到节能的目的,可节约优质合金 材料、降低制造成本。
随着我国发电厂逐年增加和集中供热大力推广,直接用 高温过热干蒸气与供热循环水换热,可获得110~130℃的较稳定的高温 水,以达到远距离的供暖。
而不必购置专门的加温设备,具有结构简单,占用 场地少,几乎无三费排放,污染小,方便了安装和管理,有利于自动化控制的 实现,有显著的经济效益和社会效益,可推广前景广阔。
下面结合附图并以此为实施例对本发明作进一步说明: 图1为本发明实施例的纵剖面结构示意图; 图2为图1的后视图; 图中:1是罐体、2是环Y型喷淋头、3是瓜瓤式蒸发盘、4是高温蒸气 进口、5是换热管束(A)、6是冷凝水收集盘、7是蒸汽导流栅、8是换热管 束B、9是水位控制装置、10是供热系统循环水进口、11是支架、12是排 污口、13是换热管束联接管、14是供热系统循环水出口、15是进水口、16 是罐体喷淋系统泵组、17是出水口、18是进出水口连通管。
在图1所示实施例中,进气管4位于罐体1的上半部,在罐体1内腔上部 的进水口15装有环Y型水的喷淋头2,其喷水口位于进气口4上,在罐1内设 有多组换热管束5和8,管束5和8均为平行放置,其排列为排成垂直相间的; 在管束5和8内有流动的供热系统水,各管束5和8间可为在罐外有联管串接, 形成串水回路,也可为各自独立的供热系统。
蒸发盘3位于进气管4口的平行位置下并置于换热管束5和8之上,在换 热管束5和8下接有冷凝水收集盘6,在换热管束5和8之间装有蒸汽导流栅7, 导流栅7一般安置在换热管束8斜上方两侧。
图2中,在罐体1下半部出水口17和上半部的进水口15由管18连通,其 间安装有水泵16。
当罐体1中产生的冷凝水最后集结于罐体1底部的循环水出 口17,再由水泵16喷向顶部的喷淋进水口15,使加湿系统形成周而复始的循 环。
当启动供热系统循环泵,系统水在泵的作用下经换热管束5和8在整个供 热系统中进行循环。
启动罐体系统喷淋泵16,打开进汽阀在蒸汽进口4向罐1 内通入高温蒸汽式过热干蒸气,干蒸气与喷淋的小水珠或蒸发盘3上的水接触 后被加湿,同时将水汽化成高温水蒸汽,水蒸汽经过换热管束5和8并向其传 递热量,加热了换热管束5和8内的系统水,同时在换热管束5和8管外形成 冷凝水,聚集在冷凝水收集盘6中,并最后落到罐的底部。
再由喷淋泵16向罐 顶部的加湿喷淋装置2供应喷淋水,再被汽化形成周而复始的循环。
换热过程:当高温或过热干蒸气在蒸气进口4进入本设备内时,由喷头2 进行加湿,使其将水汽化成为饱合蒸汽,当过大的水珠落在瓜瓤式蒸发盘3中 进一步充分被蒸发。
然后饱合蒸汽与换热管束4进行热交换,其冷凝水由接水 盘6流向底部水室,接水盘6目的为不影响换热管束8的换热效果。
在蒸汽流 向换热管束5的同时,由两侧继续经导流栅7流向换热管束8。
换热管束5和8可采用U型管,管表面根据使用情况选用螺纹管、光管等。
蒸发盘3是为了进一步使水被细化而编制的多层网状瓤形盘,当罐1内通 入过热干蒸气时,组成蒸发盘3的网丝被干蒸气或饱和蒸汽加热,当有较大颗 粒的水珠落在网丝上时,将被进一步细化为更小的水珠。
为了防止系统水出水温度超过设计值,可在本发明设有自动调整装置,以 控制罐内蒸汽的状态。
自调状态为喷水量在设计时,要求当系统的出水温度超 过设计值时,则进汽电动阀自动缓缓关小,使罐的进气量减少;若出水口不到 设定温度,喷淋泵自动减少进水量,直到出水温度回复到设计值,否则反之。
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