本發(fā)明屬于加熱器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及蒸汽混合加熱器。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是在余熱回收裝置中，經(jīng)常會(huì)遇到兩種不同品質(zhì)(壓力、溫度)的蒸汽需要混合的工況，蒸汽噴射器可以解決兩者蒸汽壓差較大的工況；但是兩種壓力近似但是溫度不同的蒸汽還沒有更好的解決措施?，F(xiàn)行的普遍方式一種是采用分汽缸擴(kuò)容或在管網(wǎng)中直接混合方式加以混合，但是由于兩種蒸汽的壓力或溫度的波動(dòng)，這將造成管網(wǎng)及設(shè)備經(jīng)常性的受到由于這些波動(dòng)而引起的壓力及熱應(yīng)力沖擊，給安全生產(chǎn)造成極大的危害。另一種方式是采用間壁換熱的方式用高溫(過(guò)熱)蒸汽加熱低溫(飽和)蒸汽，但是這種方式是以犧牲相對(duì)高品質(zhì)的能量來(lái)提高相對(duì)低品質(zhì)的能量，同時(shí)在經(jīng)過(guò)換熱后的過(guò)熱(或飽和)蒸汽也還有大量的能量，如果找不到合適的用途，這將是極大的能量浪費(fèi)，且制造換熱器的成本也過(guò)于昂貴。因此，如何研發(fā)一種新型蒸汽混合加熱器，適用于兩種壓力近似且溫度不同的蒸汽的混合，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的兩種壓力近似且溫度不同的蒸汽混合效果差的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供蒸汽混合加熱器，能夠解決兩種大流量的且壓力相近飽和蒸汽與過(guò)熱蒸汽在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行混合，形成一種具有一定過(guò)熱度的過(guò)熱蒸汽。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

蒸汽混合加熱器，包括加熱器殼體一端通過(guò)閘閥或截止閥和混合蒸汽出口管連接，加熱器殼體另一端通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和主蒸汽入口管連接，混合蒸汽出口管和主蒸汽入口管通過(guò)閘閥或截止閥連通，靠近主蒸汽入口管的加熱器殼體上端通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和輔助蒸汽入口管連接，輔助蒸汽入口管向加熱器殼體內(nèi)延伸設(shè)置有輔助蒸汽分配管，主蒸汽入口管向加熱器殼體內(nèi)延伸設(shè)置有主蒸汽分配管，輔助蒸汽分配管沿豎直方向垂直排布設(shè)置，主蒸汽分配管沿水平方向橫向排布設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述主蒸汽分配管沿著中心軸等間距排布設(shè)置有長(zhǎng)條形孔，主蒸汽分配管的側(cè)壁上相鄰長(zhǎng)條形孔之間交錯(cuò)設(shè)置有蒸汽分布孔，蒸汽分布孔向主蒸汽分配管的中心軸凹陷延伸設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述輔助蒸汽分配管的頂部設(shè)置有接管，接管下方設(shè)置有輔助蒸汽分配盤，輔助蒸汽分配盤包括內(nèi)圓筒體和外圓筒體，內(nèi)圓筒體和外圓筒體兩個(gè)圓筒體形成的空腔后邊通過(guò)堵板堵上，外圓筒體向內(nèi)圓筒體處延伸開設(shè)有蒸汽槽孔，蒸汽槽孔以內(nèi)圓筒體的中心軸為軸呈圓周均勻分布。

更進(jìn)一步的，所述輔助蒸汽分配管的空腔高度h值不小于接管內(nèi)徑的25％；輔助蒸汽分配管的長(zhǎng)度l值不小于接管外徑的2倍。

更進(jìn)一步的，所述輔助蒸汽分配盤上的蒸汽槽孔設(shè)置為有傾斜角度α°的長(zhǎng)方形傾斜槽，傾斜角度α°設(shè)置為8～15°。

更進(jìn)一步的，所述輔助蒸汽分配盤上的蒸汽槽孔的開槽尺寸以寬度c值不宜大于10mm，長(zhǎng)度d值不宜大于0.75倍的高度h值為宜，其開槽數(shù)量N由輔助蒸汽流量確定：N＝輔助蒸汽流量G(千克/秒)×比容(立方米/千克)/(70～90(米/秒))×c(米)×d(米))。

進(jìn)一步的，所述加熱器殼體的上端還設(shè)置有安全泄放口、溫度檢測(cè)口和壓力檢測(cè)口；加熱器殼體的下端中部設(shè)置有排污及疏水口。

進(jìn)一步的，所述加熱器殼體的底部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有滑動(dòng)或滾動(dòng)支座、固定支座。

進(jìn)一步的，所述加熱器殼體的內(nèi)徑D1不小于主蒸汽分配管內(nèi)徑D2的2倍，加熱器殼體內(nèi)混合腔的長(zhǎng)度L1不小于主蒸汽分配管開孔長(zhǎng)度L2的兩倍，混合蒸汽出口管截面積不小于主蒸汽分配管和輔助蒸汽分配管截面積的和。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明能夠?qū)煞N大流量的且壓力相近飽和蒸汽與過(guò)熱蒸汽在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行混合，沿豎直方向設(shè)置的輔助蒸汽分配管和沿水平方向設(shè)置的主蒸汽分配管將組分在主蒸汽入口管處形成縱橫交錯(cuò)的兩股汽流，集軸向?qū)Я骱蛷较驅(qū)Я鳛橐惑w，形成兩股蒸汽向心螺旋流，形成一種具有一定過(guò)熱度的過(guò)熱蒸汽，它能夠有效緩解由于蒸汽壓力波動(dòng)造成管網(wǎng)的壓力沖擊，也能夠減少由于蒸汽混合不均勻而引起的管網(wǎng)熱應(yīng)力的頻繁變化，有力于管網(wǎng)的安全運(yùn)行。由于該設(shè)備最終形成的是一種過(guò)熱蒸汽，因此可以有效減少管網(wǎng)在輸送蒸汽時(shí)產(chǎn)生的水錘沖擊。使加熱器殼體整體受力均勻，是一種節(jié)能設(shè)備，能夠廣泛應(yīng)用于余熱回收及泛汽回收的工程上。

本發(fā)明中由內(nèi)圓筒體和外圓筒體組成的輔助蒸汽分配盤，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定性強(qiáng)，呈圓周均勻分布的蒸汽槽孔保證混合充分及安全，降低了設(shè)備的噪聲及振動(dòng)；減輕了蒸汽槽孔的磨損，保證反應(yīng)氣長(zhǎng)期穩(wěn)定、均勻的分配，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；保證進(jìn)入混合蒸汽出口管內(nèi)的兩項(xiàng)蒸汽的混合效果均勻。

本發(fā)明中的主蒸汽分配管設(shè)置有長(zhǎng)條形孔和蒸汽分布孔，結(jié)構(gòu)特殊，蒸汽量相對(duì)較小時(shí)可開圓形蒸汽分布孔，蒸汽量相對(duì)較大時(shí)可開才長(zhǎng)條形孔，該槽(孔)的協(xié)同作用起到了限流的作用，可以很好的解決由于蒸汽壓力波動(dòng)造成的對(duì)設(shè)備及管網(wǎng)的沖擊；由于兩股蒸汽為相互垂直的混合碰撞，并在設(shè)備內(nèi)形成渦流，使得設(shè)備內(nèi)的流體溫度分布均勻，從而降低了由于兩股流體的溫度波動(dòng)所造成的設(shè)備及管網(wǎng)上的溫差應(yīng)力，從而保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中加熱器殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中的A-A剖視圖。

圖4為本發(fā)明中輔助蒸汽分配管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中輔助蒸汽分配盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中主蒸汽分配管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、混合蒸汽出口管；2、加熱器殼體；3、安全泄放口；4、溫度檢測(cè)口；5、壓力檢測(cè)口；6、主蒸汽分配管；7、輔助蒸汽入口管；8、主蒸汽入口管；9、輔助蒸汽分配管；10、固定支座；11、排污及疏水口；12、滑動(dòng)或滾動(dòng)支座；13、輔助蒸汽分配盤；14、接管；15、堵板；16、內(nèi)圓筒體；17、外圓筒體；18、蒸汽槽孔；19、長(zhǎng)條形孔；20、蒸汽分布孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1

如圖1、圖2和圖3所示，蒸汽混合加熱器，包括加熱器殼體2一端通過(guò)閘閥或截止閥和混合蒸汽出口管1連接，加熱器殼體2另一端通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和主蒸汽入口管8連接，混合蒸汽出口管1和主蒸汽入口管8通過(guò)閘閥或截止閥連通，靠近主蒸汽入口管8的加熱器殼體2上端通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和輔助蒸汽入口管7連接，輔助蒸汽入口管7向加熱器殼體2內(nèi)延伸設(shè)置有輔助蒸汽分配管9，主蒸汽入口管8向加熱器殼體2內(nèi)延伸設(shè)置有主蒸汽分配管6，輔助蒸汽分配管9沿豎直方向垂直排布設(shè)置，主蒸汽分配管6沿水平方向橫向排布設(shè)置。

主蒸汽通過(guò)主蒸汽分配管6使得蒸汽在設(shè)備的局部沿軸向均勻分布，且氣流平行于徑向；輔助蒸汽通過(guò)輔助蒸汽分配盤13與設(shè)備軸線沿一定的切向角度進(jìn)入設(shè)備，并沿著設(shè)備內(nèi)壁形成渦流，與主蒸汽流以相互垂直的角度相互碰撞以達(dá)到均勻混合，混合后的流體經(jīng)過(guò)混合蒸汽出口管1進(jìn)入管網(wǎng)。由于在主蒸汽分配管6上分布著經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)的長(zhǎng)條形孔19和蒸汽分布孔20及輔助蒸汽管上蒸汽分布盤上的具有角度的蒸汽槽孔18，該槽(孔)起到了限流的作用，因此可以很好的解決由于蒸汽壓力波動(dòng)造成的對(duì)設(shè)備及管網(wǎng)的沖擊；由于兩股蒸汽為相互垂直的混合碰撞，并在設(shè)備內(nèi)形成渦流，使得設(shè)備內(nèi)的流體溫度分布均勻，從而降低了由于兩股流體的溫度波動(dòng)所造成的設(shè)備及管網(wǎng)上的溫差應(yīng)力，從而保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖6所示，蒸汽混合加熱器，主蒸汽分配管6沿著中心軸等間距排布設(shè)置有長(zhǎng)條形孔19，主蒸汽分配管6的側(cè)壁上相鄰長(zhǎng)條形孔19之間交錯(cuò)設(shè)置有蒸汽分布孔20，蒸汽分布孔20向主蒸汽分配管6的中心軸凹陷延伸設(shè)置。

主蒸汽分配管6上開有槽型或圓形蒸汽分布孔20，蒸汽量相對(duì)較小時(shí)可開圓形蒸汽分布孔20，圓形蒸汽分布孔20的直徑不宜大于15mm，蒸汽量相對(duì)較大時(shí)可開才長(zhǎng)條形孔19，長(zhǎng)條形蒸汽分布孔20的a值不宜大于10mm，弧度b值按分布管的直徑周向均布確定，且需要分隔處有一定的強(qiáng)度，但總體開孔面積不宜大于由分布管內(nèi)徑D2計(jì)算面積，以0.75～0.8倍為宜。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖4和圖5所示，蒸汽混合加熱器，輔助蒸汽管由：接管14、內(nèi)圓筒體16和外圓筒體17、堵板15及輔助蒸汽分配盤13組成，其組件的強(qiáng)度按GB150確定；輔助蒸汽分配管9的頂部設(shè)置有接管14，接管14下方設(shè)置有輔助蒸汽分配盤13，輔助蒸汽分配盤13包括內(nèi)圓筒體16和外圓筒體17，內(nèi)圓筒體16和外圓筒體17兩個(gè)圓筒體形成的空腔后邊通過(guò)堵板15堵上，外圓筒體17向內(nèi)圓筒體16處延伸開設(shè)有蒸汽槽孔18，蒸汽槽孔18以內(nèi)圓筒體16的中心軸為軸呈圓周均勻分布，所述輔助蒸汽分配管9的空腔高度h值不小于接管14內(nèi)徑的25％；輔助蒸汽分配管9的長(zhǎng)度l值不小于接管14外徑的2倍，所述輔助蒸汽分配盤13上的蒸汽槽孔18設(shè)置為有傾斜角度α°的長(zhǎng)方形傾斜槽，傾斜角度α°設(shè)置為8～15°，所述輔助蒸汽分配盤13上的蒸汽槽孔18的開槽尺寸以寬度c值不宜大于10mm，長(zhǎng)度d值不宜大于0.75倍的高度h值為宜，其開槽數(shù)量N由輔助蒸汽流量確定：N＝輔助蒸汽流量G(千克/秒)×比容(立方米/千克)/(70～90(米/秒))×c(米)×d(米))。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖1和圖2所示，蒸汽混合加熱器，加熱器殼體2的上端還設(shè)置有安全泄放口3、溫度檢測(cè)口4和壓力檢測(cè)口5，加熱器殼體2的下端中部設(shè)置有排污及疏水口11，排污及疏水口11有利于將加熱器殼體內(nèi)的雜質(zhì)底料進(jìn)行隔段時(shí)間排放，有利于快速清理內(nèi)部空間，保持組分混合的清潔度；溫度檢測(cè)口4和壓力檢測(cè)口5這兩個(gè)端口的設(shè)置，有利于對(duì)加熱器殼體內(nèi)的溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，保證了蒸汽混合的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控，安全泄放口3有利于保證生產(chǎn)的安全性；所述加熱器殼體2的底部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有滑動(dòng)或滾動(dòng)支座12、固定支座10，起到支撐固定性的作用。加熱器殼體2的內(nèi)徑D1不小于主蒸汽分配管6內(nèi)徑D2的2倍，加熱器殼體2內(nèi)混合腔的長(zhǎng)度L1不小于主蒸汽分配管6開孔長(zhǎng)度L2的兩倍，混合蒸汽出口管1截面積不小于主蒸汽分配管6和輔助蒸汽分配管9截面積的和。

以上所述并非是對(duì)本發(fā)明的限制，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的前提下，還可以做出若干變化、改型、添加或替換，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。