專利名稱：一種乏汽回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低》顯余熱回收領(lǐng)域，具體涉及到利用冷水引射低溫低壓蒸 汽，回收乏汽熱能及凝結(jié)水，節(jié)約能源和水資源，降低工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程所消 耗的能源的乏汽回收裝置。
背景技術(shù)：
余熱回收利用是提高工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的能源利用率、提高企業(yè)效益的有 效措施。低溫余熱回收是工業(yè)余熱回收的難點(diǎn)，其關(guān)鍵問(wèn)題是投資成本及 余熱回收效益之間的矛盾。以工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在的乏汽回收為例，由于 乏汽壓力為大氣壓，且一般含有各種不凝結(jié)氣體，其中有些組分還有腐蝕 性，采用常規(guī)的面式加熱器回收其熱量，投資大、系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低，
使得余熱回收的成本較高；另一方面，考慮到加熱器結(jié)垢的影響，對(duì)所加 熱的流體要求較高， 一般要求比較干凈的冷水，其所產(chǎn)生的熱水溫度不高， 在工業(yè)流程中的用途有限；而工業(yè)流程中需要加熱的流體一般都含有多種 組分，會(huì)在加熱面上產(chǎn)生結(jié)垢，造成換熱管的腐蝕和磨損。目前我國(guó)很多 工業(yè)企業(yè)中，所產(chǎn)生的低壓乏汽直接排入大氣，既浪費(fèi)了寶貴的能源和水 資源，又污染了環(huán)境。研究開(kāi)發(fā)低壓乏汽的高效回收問(wèn)題是工業(yè)余熱回收 領(lǐng)域所面臨的迫切問(wèn)題。
噴射技術(shù)可利用高壓流體的能量引射低壓流體，已得到廣泛應(yīng)用。目 前單相氣體的噴射技術(shù)己基本成熟，汽液兩相噴射技術(shù)正在完善之中，已 有工業(yè)應(yīng)用；但現(xiàn)有的汽液兩相噴射技術(shù)不能用于乏汽回收，其主要原因 有(1)乏汽回收過(guò)程的乏汽壓力很低， 一般在大氣壓力附近，在低乏汽 壓力下要保證出口流體的加熱溫度，其工作參數(shù)與現(xiàn)有的汽液兩相噴射升
壓加熱技術(shù)完全不同；(2)乏汽中一般含有液滴和大量的不凝結(jié)氣體，而 這些不凝結(jié)氣體對(duì)汽液兩相噴射過(guò)程的影響很大；(3)所加熱的流體中一 般含有固體顆粒，因此裝置內(nèi)是復(fù)雜的汽液固三相流動(dòng)，不是單純的汽液 兩相過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件的乏汽回收裝置， 這種裝置采用了噴射技術(shù)，解決了現(xiàn)有噴射技術(shù)用于乏汽回收中出現(xiàn)的各 種問(wèn)題，可利用含有固體溶解物及顆粒的冷水引射乏汽，回收低壓乏汽的 熱量和凝結(jié)水，使所加熱的流體溫度升高，從而節(jié)約能源和水資源。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括三通以及對(duì)稱設(shè)置 在三通兩側(cè)的前端板和后端板，在前端板上均勻布置有二組以上的水噴 嘴，且在水噴嘴的入口還設(shè)置有水旋流器，后端板上對(duì)稱設(shè)置有二組以上 的與水噴嘴相對(duì)應(yīng)的混合腔，水噴嘴的出口設(shè)置在該混合腔內(nèi)，且該混合 腔的入口通道內(nèi)位于水噴嘴出口的外側(cè)還套裝有汽旋流器，所說(shuō)的后端板 的外側(cè)還設(shè)置有與混合腔相連通的后管段。
本發(fā)明的水噴嘴及混合腔分別通過(guò)水噴嘴定位環(huán)和混合腔定位環(huán)安 裝在前、后蓋板上，且水噴嘴和混合腔在同一軸線上；后端板的前后分別 設(shè)置有調(diào)整水噴嘴與混合腔間距的調(diào)整墊；水噴嘴的內(nèi)部流動(dòng)通道為漸縮 -水平狀結(jié)構(gòu)，漸縮段的傾斜度為1:3 1:5;漸縮段的外壁面為圓柱面， 水平段的外壁面為傾斜錐體，其傾斜度為1:12 1:20;混合腔的內(nèi)部通道 為漸縮-水平-漸擴(kuò)狀結(jié)構(gòu)，漸縮段的傾斜度為1:8 1:15，水平段長(zhǎng)度為其直徑的0.1 0.5倍，漸擴(kuò)段的傾斜度為1:15 1:30;混合腔水平段的 截面面積為水噴嘴出口面積的1.2 3倍；混合腔外表面為兩個(gè)同心圓柱 面，其中進(jìn)口端直徑小于出口端直徑；水旋流器為軸流式，葉片數(shù)目為5 10片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為20 5 0°;汽旋流器為軸流式，葉片數(shù)目為8 2 0片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為30 50°;水旋流器葉片傾角與汽旋流器葉片傾 角方向相反。
本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過(guò)收縮式的水噴嘴產(chǎn)生高速射流，其 壓力降低到乏汽壓力以下，與經(jīng)過(guò)三通進(jìn)入的低壓乏汽充分混合形成混合 氣流，在變截面的混合腔內(nèi)產(chǎn)生激波，乏汽中的蒸汽凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)混合流體 升壓和加熱，從而實(shí)現(xiàn)乏汽的高效回收。由于本發(fā)明采用了噴射加熱技術(shù)， 裝置內(nèi)流體的速度都很高，同時(shí)采用了旋流技術(shù)，強(qiáng)化了汽液兩相之間的 混合過(guò)程，并使流動(dòng)的擾動(dòng)增大，可解決冷水中固體物質(zhì)的結(jié)垢和堵塞問(wèn) 題；對(duì)噴射裝置內(nèi)流道的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，從而可使裝置在低乏汽壓 力及蒸汽中含有不凝結(jié)氣體的狀況下工作；由于乏汽的壓力低、密度小， 設(shè)計(jì)了較大的進(jìn)氣通道，采用多管噴射單元組合的方式來(lái)提高其乏汽回收 能力。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明前、后蓋板8、 9的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明水噴嘴6的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明混合月空4的結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明三通3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖l， 2， 5，本發(fā)明包括三通3以及對(duì)稱設(shè)置在三通3兩側(cè)的前 端板8和后端板9，在前端板8上均勻布置有三組呈120。對(duì)稱布置水噴嘴 6，且在水噴嘴6的入口還設(shè)置有水旋流器7，后端板9上對(duì)稱設(shè)置有三組 與水噴嘴6相對(duì)應(yīng)的混合腔4，水噴嘴6及混合腔4分別通過(guò)水噴嘴定位 環(huán)11和混合腔定位環(huán)2安裝在前、后蓋板8、 9上，且水噴嘴6和混合腔 4在同一軸線上，水噴嘴6的出口設(shè)置在該混合腔4內(nèi)，且該混合腔4的 入口通道內(nèi)位于水噴嘴6出口的外側(cè)還套裝有汽旋流器5，水旋流器7為 軸流式，葉片數(shù)目為5 10片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為20 5 0°;汽旋流器5 為軸流式，葉片數(shù)目為8 2 0片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為30 50。；水旋流器5 葉片傾角與汽旋流器7葉片傾角方向相反，由于水、汽旋流裝置的作用， 使得進(jìn)入混合腔4的流體產(chǎn)生了強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)作用，加速了汽液兩相的混合 過(guò)程，抑制了固體顆粒的沉積，后端板9的前后還分別設(shè)置有調(diào)整水噴嘴 6與混合腔4間距的調(diào)整墊1，以滿足不同的運(yùn)行條件，所說(shuō)的后端板9 的外側(cè)還設(shè)置有與混合腔4相連通的后管段10。
參見(jiàn)圖3，本發(fā)明的水噴嘴6的內(nèi)部流動(dòng)通道為漸縮-水平狀結(jié)構(gòu)，漸 縮段12的傾斜度為1:3 1:5;漸縮段12的外壁面為圓柱面，水平段13 的外壁面為傾斜錐體，其傾斜度為1:12 1:20。
參見(jiàn)圖4，本發(fā)明的混合腔4的內(nèi)部通道為漸縮-水平-漸擴(kuò)狀結(jié)構(gòu)， 漸縮段14的傾斜度為1:8 1:15，水平段15長(zhǎng)度為其直徑的0. 1 0.5 倍，漸擴(kuò)段16的傾斜度為1:15 1:30;混合腔4中的水平段15的截面面 積為水噴嘴6出口面積的1. 2 3倍；混合腔4外表面為兩個(gè)同心圓柱面， 其中進(jìn)口端直徑小于出口端直徑。
本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過(guò)收縮式的水噴嘴6產(chǎn)生高速射流， 其壓力降低到乏汽壓力以下，與經(jīng)過(guò)三通進(jìn)入的低壓乏汽在混合腔4內(nèi)充 分混合形成混合氣流，在變截面的混合腔4內(nèi)產(chǎn)生激波，乏汽中的蒸汽凝 結(jié)，實(shí)現(xiàn)混合流體升壓和加熱，從而實(shí)現(xiàn)乏汽的高效回收。
本發(fā)明利用多相噴射技術(shù)實(shí)現(xiàn)了低壓乏汽的高效回收，與傳統(tǒng)方法相 比，裝置尺寸小，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易加工，成本低；不受結(jié)垢、腐蝕及
不凝結(jié)氣體的影響，適于工業(yè)過(guò)程的乏汽回收，可節(jié)約寶貴的能源和水資 源，在低溫余熱回收方面有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1、一種乏汽回收裝置，包括三通(3)以及對(duì)稱設(shè)置在三通(3)兩側(cè)的前端板(8)和后端板(9)，其特征在于在前端板(8)上均勻布置有二組以上的水噴嘴(6)，且在水噴嘴(6)的入口還設(shè)置有水旋流器(7)，后端板(9)上對(duì)稱設(shè)置有二組以上的與水噴嘴(6)相對(duì)應(yīng)的混合腔(4)，水噴嘴(6)的出口設(shè)置在該混合腔(4)內(nèi)，且該混合腔(4)的入口通道內(nèi)位于水噴嘴(6)出口的外側(cè)還套裝有汽旋流器(5)，所說(shuō)的后端板(9)的外側(cè)還設(shè)置有與混合腔(4)相連通的后管段(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說(shuō)的水噴 嘴(6)及混合腔(4)分別通過(guò)水噴嘴定位環(huán)(11)和混合腔定位環(huán)(2) 安裝在前、后蓋板(8、 9)上，且水噴嘴(6)和混合腔(4)在同一軸線 上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說(shuō)的后端 板(9)的前后分別設(shè)置有調(diào)整水噴嘴(6)與混合腔(4)間距的調(diào)整墊(1)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說(shuō)的水噴 嘴(6)的內(nèi)部流動(dòng)通道為i 縮-水平狀結(jié)構(gòu)，漸縮段(12)的傾斜度為1:3 1:5;漸縮段(12)的外壁面為圓柱面，水平段(13)的外壁面為傾斜錐 體，其傾斜度為1:12 1:20。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說(shuō)的混合 腔(4)的內(nèi)部通道為漸縮-水平-漸擴(kuò)狀結(jié)構(gòu)，漸縮段(14)的傾斜度為 1:8 1:15，水平段(15)長(zhǎng)度為其直徑的0.1 0. 5倍，漸擴(kuò)段(16)的 傾斜度為1:15 1:30;混合腔(4)中的水平段(15)的截面面積為水噴 嘴(6)出口面積的1.2 3倍；混合腔(4)外表面為兩個(gè)同心圓柱面， 其中進(jìn)口端直徑小于出口端直徑。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說(shuō)的水旋 流器(7)為軸流式，葉片數(shù)目為5 10片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為20 5 0°; 汽旋流器(5)為軸流式，葉片數(shù)目為8 2 0片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為30 50°;水旋流器(5)葉片傾角與汽旋流器(7)葉片傾角方向相反。
全文摘要
一種乏汽回收裝置，包括三通以及對(duì)稱設(shè)置在三通兩側(cè)的前端板和后端板，在前端板上均勻布置有二組以上的水噴嘴，且在水噴嘴的入口還設(shè)置有水旋流器，后端板上對(duì)稱設(shè)置有二組以上的與水噴嘴相對(duì)應(yīng)的混合腔，水噴嘴的出口設(shè)置在該混合腔內(nèi)，且該混合腔的入口通道內(nèi)位于水噴嘴出口的外側(cè)還套裝有汽旋流器，所說(shuō)的后端板的外側(cè)還設(shè)置有與混合腔相連通的后管段。本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過(guò)收縮式的水噴嘴產(chǎn)生高速射流，其壓力降低到乏汽壓力以下，與經(jīng)過(guò)三通進(jìn)入的低壓乏汽在混合腔內(nèi)充分混合形成混合氣流，在變截面的混合腔內(nèi)產(chǎn)生激波，乏汽中的蒸汽凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)混合流體升壓和加熱，從而實(shí)現(xiàn)乏汽的高效回收。
文檔編號(hào)F28C3/08GK101169313SQ200710019030
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者嚴(yán)俊杰, 劉繼平, 種道彤, 邢秦安 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)