專利名稱：過熱干蒸氣加濕換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫蒸汽換熱設(shè)備，特別是涉及高溫過熱干蒸汽與水的換熱。
在八十年代以前，我國的換熱設(shè)備大部分延用前蘇聯(lián)及東歐各國的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其體積龐大，換熱效率較低。近十幾年來，隨著板式、螺旋板式、浮動盤管式等換熱裝置的大量涌現(xiàn)，給我國的換熱裝置的改進(jìn)和發(fā)展帶來很大好處。隨著發(fā)電廠逐年增加和集中供熱大力推廣，用過熱干蒸氣來供熱成為可能，據(jù)報道以110～130℃的高溫水做遠(yuǎn)距離的供熱具有輸送管徑細(xì)、熱效率高等優(yōu)點。但目前的換熱器，因其結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的共同原因，不能達(dá)到直接由高溫蒸汽或過熱干蒸氣與水的直接換熱，而采用價格昂貴的優(yōu)質(zhì)合金材料又不適用，也難以達(dá)到；加大換熱器壁厚，又使換熱性能及效率大為下降。使用專門的加溫設(shè)備，既浪費(fèi)能源，又給匹配安裝和管理帶來很多麻煩，且難以達(dá)到發(fā)展自動化控制要求。
本發(fā)明的目的是提供一種過熱干蒸氣加濕換熱裝置，它可實現(xiàn)由過熱干蒸氣與供熱系統(tǒng)水的換熱，具有結(jié)構(gòu)簡單、換熱效率高、污染小，安裝和管理方便。
本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的將過熱干蒸氣在一容器內(nèi)加入水份，先進(jìn)行熱氣-水熱交換的方式換熱，變?yōu)轱柡险羝?，其供熱用水管通入容器?nèi)，但使供熱用水和蒸汽在各自獨立的空間內(nèi)流動。其原理是對過熱干蒸氣加濕與高效換熱在同一罐體內(nèi)進(jìn)行，即在換熱容器罐內(nèi)采用對通入的過熱干蒸氣加入水份以其達(dá)到加濕，具體結(jié)構(gòu)是盡量使自罐上半部流進(jìn)罐內(nèi)的細(xì)小水珠與干蒸氣接觸，干蒸氣迅速加熱汽化水成為飽合蒸汽，未被完全汽化的水珠下落到發(fā)熱的蒸發(fā)盤中，被進(jìn)一步細(xì)化并蒸發(fā)汽化成為飽合蒸汽。飽合蒸汽向下流動與換熱管束內(nèi)的供熱循環(huán)水進(jìn)行熱交換，并在換熱管束外形成冷凝水，冷凝水經(jīng)接水盤流向罐的底部儲水室，冷凝水可在本裝置內(nèi)循環(huán)使用。
本發(fā)明由罐體、換熱管束、高溫干蒸氣進(jìn)氣管(口)、閥門、進(jìn)出水管及水的噴淋系統(tǒng)組成，即在罐體的上部設(shè)有加濕噴淋裝置，罐內(nèi)設(shè)有換熱管束，管束內(nèi)流動著供熱系統(tǒng)水。當(dāng)啟動供熱系統(tǒng)循環(huán)泵，系統(tǒng)水在泵的作用下經(jīng)換熱管束在整個供熱系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。啟動罐體系統(tǒng)噴淋泵，打開高溫進(jìn)氣閥向罐內(nèi)通入高溫過熱干蒸氣，干蒸氣與噴淋的小水珠或蒸發(fā)盤上的水接觸后被加濕，同時將水汽化成高溫飽和水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過換熱管束并向其傳遞熱量，加熱了換熱管束內(nèi)的系統(tǒng)水，熱交換后飽和水蒸汽在換熱管束外形成冷凝水并向下滴流，最后落到罐的底部。再由水的強(qiáng)迫循環(huán)裝置向罐頂部的加濕噴淋裝置供應(yīng)水，形成周而復(fù)始的循環(huán)，即噴淋水為可循環(huán)使用的。
本發(fā)明的優(yōu)點為高溫過熱干蒸氣在噴淋水后轉(zhuǎn)為飽合水蒸汽，集加濕、汽-水交換、凝水回收于一體，且在罐體內(nèi)無對外的熱損耗，其熱量可大部分被換熱管束所吸收，可大大提高換熱效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的，可節(jié)約優(yōu)質(zhì)合金材料、降低制造成本。隨著我國發(fā)電廠逐年增加和集中供熱大力推廣，直接用高溫過熱干蒸氣與供熱循環(huán)水換熱，可獲得110～130℃的較穩(wěn)定的高溫水，以達(dá)到遠(yuǎn)距離的供暖。而不必購置專門的加溫設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，占用場地少，幾乎無三費(fèi)排放，污染小，方便了安裝和管理，有利于自動化控制的實現(xiàn)，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可推廣前景廣闊。
下面結(jié)合附圖并以此為實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明

圖1為本發(fā)明實施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的后視圖中1是罐體、2是環(huán)Y型噴淋頭、3是瓜瓤式蒸發(fā)盤、4是高溫蒸氣進(jìn)口、5是換熱管束(A)、6是冷凝水收集盤、7是蒸汽導(dǎo)流柵、8是換熱管束B、9是水位控制裝置、10是供熱系統(tǒng)循環(huán)水進(jìn)口、11是支架、12是排污口、13是換熱管束聯(lián)接管、14是供熱系統(tǒng)循環(huán)水出口、15是進(jìn)水口、16是罐體噴淋系統(tǒng)泵組、17是出水口、18是進(jìn)出水口連通管。
在圖1所示實施例中，進(jìn)氣管4位于罐體1的上半部，在罐體1內(nèi)腔上部的進(jìn)水口15裝有環(huán)Y型水的噴淋頭2，其噴水口位于進(jìn)氣口4上，在罐1內(nèi)設(shè)有多組換熱管束5和8，管束5和8均為平行放置，其排列為排成垂直相間的；在管束5和8內(nèi)有流動的供熱系統(tǒng)水，各管束5和8間可為在罐外有聯(lián)管串接，形成串水回路，也可為各自獨立的供熱系統(tǒng)。
蒸發(fā)盤3位于進(jìn)氣管4口的平行位置下并置于換熱管束5和8之上，在換熱管束5和8下接有冷凝水收集盤6，在換熱管束5和8之間裝有蒸汽導(dǎo)流柵7，導(dǎo)流柵7一般安置在換熱管束8斜上方兩側(cè)。
圖2中，在罐體1下半部出水口17和上半部的進(jìn)水口15由管18連通，其間安裝有水泵16。當(dāng)罐體1中產(chǎn)生的冷凝水最后集結(jié)于罐體1底部的循環(huán)水出口17，再由水泵16噴向頂部的噴淋進(jìn)水口15，使加濕系統(tǒng)形成周而復(fù)始的循環(huán)。
當(dāng)啟動供熱系統(tǒng)循環(huán)泵，系統(tǒng)水在泵的作用下經(jīng)換熱管束5和8在整個供熱系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。啟動罐體系統(tǒng)噴淋泵16，打開進(jìn)汽閥在蒸汽進(jìn)口4向罐1內(nèi)通入高溫蒸汽式過熱干蒸氣，干蒸氣與噴淋的小水珠或蒸發(fā)盤3上的水接觸后被加濕，同時將水汽化成高溫水蒸汽，水蒸汽經(jīng)過換熱管束5和8并向其傳遞熱量，加熱了換熱管束5和8內(nèi)的系統(tǒng)水，同時在換熱管束5和8管外形成冷凝水，聚集在冷凝水收集盤6中，并最后落到罐的底部。再由噴淋泵16向罐頂部的加濕噴淋裝置2供應(yīng)噴淋水，再被汽化形成周而復(fù)始的循環(huán)。
換熱過程當(dāng)高溫或過熱干蒸氣在蒸氣進(jìn)口4進(jìn)入本設(shè)備內(nèi)時，由噴頭2進(jìn)行加濕，使其將水汽化成為飽合蒸汽，當(dāng)過大的水珠落在瓜瓤式蒸發(fā)盤3中進(jìn)一步充分被蒸發(fā)。然后飽合蒸汽與換熱管束4進(jìn)行熱交換，其冷凝水由接水盤6流向底部水室，接水盤6目的為不影響換熱管束8的換熱效果。在蒸汽流向換熱管束5的同時，由兩側(cè)繼續(xù)經(jīng)導(dǎo)流柵7流向換熱管束8。
換熱管束5和8可采用U型管，管表面根據(jù)使用情況選用螺紋管、光管等。
蒸發(fā)盤3是為了進(jìn)一步使水被細(xì)化而編制的多層網(wǎng)狀瓤形盤，當(dāng)罐1內(nèi)通入過熱干蒸氣時，組成蒸發(fā)盤3的網(wǎng)絲被干蒸氣或飽和蒸汽加熱，當(dāng)有較大顆粒的水珠落在網(wǎng)絲上時，將被進(jìn)一步細(xì)化為更小的水珠。
為了保證系統(tǒng)水出水溫度超過設(shè)計值，可在本發(fā)明設(shè)有自動調(diào)整裝置，以控制罐內(nèi)蒸汽的狀態(tài)。自調(diào)狀態(tài)為噴水量在設(shè)計時，要求當(dāng)系統(tǒng)的出水溫度超過設(shè)計值時，則進(jìn)汽電動閥自動緩緩關(guān)小，使罐的進(jìn)氣量減少；若出水口不到設(shè)定溫度，噴淋泵自動減少進(jìn)水量，直到出水溫度回復(fù)到設(shè)計值，否則反之。
權(quán)利要求
1.一種過熱干蒸氣加濕換熱裝置，包括罐體，通入罐體內(nèi)的換熱管束和水的循環(huán)泵，在所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣管、供熱水的進(jìn)出管及排污口，其特征在于進(jìn)氣管(4)位于罐體(1)的上半部，其上設(shè)有水的噴淋裝置(2)，蒸發(fā)盤(3)置于進(jìn)氣管(4)口下但在換熱管束(5和8)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱干蒸氣加濕換熱裝置，其特征在于蒸發(fā)盤(3)為多層網(wǎng)狀瓤形盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱干蒸氣加濕換熱裝置，其特征在于在罐體(1)下半部出水口(17)和上半部的進(jìn)水口(15)由管(18)連通，其間安裝有水泵(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的過熱干蒸氣加濕換熱裝置，其特征在于在換熱管束(5和8)下接有冷凝水收集盤(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱干蒸氣加濕換熱裝置，其特征在于在換熱管束(5和8)之間裝有蒸汽導(dǎo)流柵(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過熱干蒸氣加濕換熱裝置，其特征在于導(dǎo)流柵(7)安置在下方的換熱管束(8)斜上方的兩側(cè)。
全文摘要
一種過熱干蒸氣加濕換熱裝置,由罐體、換熱管束、高溫干蒸氣進(jìn)氣管(口)、閥門、進(jìn)出水管及水的噴淋系統(tǒng)組成,在所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣管、供熱水的進(jìn)出管及排污口,其特征在于進(jìn)氣管(4)位于罐體(1)的上半部,其上設(shè)有水的噴淋裝置(2),蒸發(fā)盤(3)置于進(jìn)氣管(4)口下但在換熱管束(5和8)之上;它直接用過熱干蒸氣與供熱循環(huán)水換熱,具有結(jié)構(gòu)簡單,占用場地少,幾乎無三廢排放,方便了安裝和管理,有利于自動化控制的實現(xiàn)。
文檔編號F28C3/00GK1270300SQ0011108
公開日2000年10月18日 申請日期2000年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者陶駿昌, 陶明磊 申請人:陶駿昌