專利名稱：過熱降溫器座環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配置具有座環(huán)的過熱降溫器的設(shè)備和方法，該座環(huán)設(shè)計(jì)為在高的溫差時(shí)提供冷卻劑噴射。本發(fā)明的堅(jiān)固設(shè)計(jì)提供允許在冷卻劑與過熱流體之間的高的溫差時(shí)運(yùn)行的高水平的靈活性。過熱降溫器座環(huán)制造成具有橫切環(huán)的圓周的豎直狹縫的分裂空心環(huán)。這種打開的狹縫設(shè)計(jì)提供通過減少熱應(yīng)力允許所述座環(huán)承受劇烈的溫度極限的高水平的靈活性。冷卻劑通過連接到所述座環(huán)的特別設(shè)計(jì)的冷卻劑接頭套管而供應(yīng)到所述座環(huán)。
背景技術(shù)：
在蒸汽和鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行中，經(jīng)常存在這樣的情況可用的蒸汽將處于比特定終端用途所需要或期望的溫度高得多的溫度。在這種情況下，通常是利用過熱降溫器，將流體(一般為水)噴射進(jìn)入高溫蒸汽的流動蒸汽中并且接著混合。理想地，所噴射的流體本身幾乎馬上變成蒸汽，用于將進(jìn)入的高溫蒸汽轉(zhuǎn)換成溫度較低的稍微較大體積的蒸汽，即，該蒸汽將過熱較少。授予Sanford S. Bowlus的專利號為2，945, 685的較早的美國專利公開了作為可變孔口過熱降溫器已知的有利形式的自動過熱降溫器裝置。在Bowlus專利的裝置中，豎直向上行進(jìn)通過過熱降溫器殼體入口的進(jìn)入蒸汽被布置為克服重力提升受力的閥構(gòu)件。該閥構(gòu)件的打開程度自然而然地是所述進(jìn)入蒸汽的體積和速度的函數(shù)。與過熱降溫水源連通的小的孔口圍繞該受力閥構(gòu)件。當(dāng)蒸汽流過該系統(tǒng)時(shí)，受力閥構(gòu)件被提升，導(dǎo)致了閥周圍的蒸汽的高速流動和蒸汽對周圍水的霧化作用。該布置是這樣的在合理限度內(nèi)相對獨(dú)立于蒸汽流體積，將存在蒸汽對水的有效的霧化作用。作為蒸汽溫度的函數(shù)，噴射進(jìn)入過熱降溫器中并且與所述進(jìn)入蒸汽結(jié)合的水的量是單獨(dú)控制的。在基本原理上，專利號為2，945，685的Bowlus的美國專利的可變孔口過熱降溫器在運(yùn)行上是高效的。因此，本發(fā)明試圖利用較早的Bowlus專利的主要操作原理，而同時(shí)將所述原理并入顯著改進(jìn)的物理實(shí)施例，使得與較早的裝置相比更加能夠經(jīng)受熱疲勞并且同時(shí)減少制造和維修成本。能夠不用犧牲性能就能實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)勢，并且確實(shí)在特定的方面具有性能上的改進(jìn)。為了更加完整地理解本發(fā)明的上述和其他的特征和優(yōu)勢，應(yīng)當(dāng)參照下面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述并且參照附圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例有利地提供了 一種結(jié)合上游和下游管道以用于串聯(lián)(in-1 ine )操作的可變孔口過熱降溫裝置，其包括結(jié)合來自上游和下游的過熱流體管道以用于串聯(lián)操作的過熱降溫裝置，并且該類型的過熱降溫裝置包括上殼體部分和下殼體部分，它們與相對上游管道和下游管道直徑擴(kuò)大的中間殼體腔室聯(lián)接，從而形成相對所述上游管道和所述下游管道的直徑擴(kuò)大的混合腔室，其中所述聯(lián)接的殼體部分適用于連接到所述上游管道和所述下游管道。該裝置還包括過熱降溫器座環(huán)支撐件，其固定在所述中間殼體中并且支撐具有槽的環(huán)形座噴射環(huán)，并且所述環(huán)形座噴射環(huán)適用于連接到冷卻流體入口管道以將冷卻流體供應(yīng)到所述環(huán)形座噴射環(huán)，和安裝到所述過熱降溫器座環(huán)支撐件上的軸向設(shè)置的閥罩基體結(jié)構(gòu)；以及閥塞，其可滑動地容納在軸向設(shè)置的閥罩基體結(jié)構(gòu)中從而與所述環(huán)形座噴射環(huán)的所述槽協(xié)作。另一個(gè)實(shí)施例是使用過熱降溫器裝置冷卻過熱流體的方法，其包括在過熱降溫器裝置的下部分接收所述過熱流體；使得所述過熱流體流過在所述過熱降溫器裝置的中間部分中的可變孔口 ；使得冷卻液體流入所述中間部分中。該方法還包括在所述中間部分中混合所述過熱流體和所述冷卻液體從而產(chǎn)生過熱較少的流體；以及使得所述過熱較少的流體通過上部分流出所述過熱降溫器裝置。一個(gè)可選擇實(shí)施例是用于使用過熱降溫器裝置冷卻過熱流體的器件，其包括用于在過熱降溫器裝置的下部分接收所述過熱流體的器件；用于使得所述過熱流體流過在所述過熱降溫器裝置的中間部分中的可變孔口的器件；用于使冷卻液體流入所述中間部分的器件。該器件還包括用于在所述中間部分中混合所述過熱流體和所述冷卻液體從而產(chǎn)生過熱較少的流體的器件；以及用于使得所述過熱較少的流體通過上部分流出所述過熱降溫器裝置的器件。本發(fā)明的特定實(shí)施例已經(jīng)被相當(dāng)概括地描述使得這里的本發(fā)明的詳細(xì)描述可以更好地理解，并且有助于更好的領(lǐng)會對于本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，本發(fā)明的附加的實(shí)施例將在下面描述并且將形成附屬權(quán)利要求的主題。在該方案中，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明并不限于應(yīng)用于下面的描述中闡釋的或附圖中所圖示的構(gòu)造的細(xì)節(jié)和零件的布置。本發(fā)明能夠包括除了那些描述的實(shí)施例之外的實(shí)施例并且本發(fā)明能夠以各種方式實(shí)施和執(zhí)行。同樣地，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里采用的措辭和術(shù)語以及摘要，是為了描述的目的而不應(yīng)當(dāng)被視為限制。如此，本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將要領(lǐng)會的是，本公開所基于的理念可以容易地被利用作為為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多個(gè)目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，重要的是，權(quán)利要求被視為包括在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的所述等同構(gòu)造。


通過參照結(jié)合附圖的下面的本公開的各種實(shí)施例的描述，本公開的上述和其它的特征和優(yōu)勢以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將更加顯而易見并且將更好地理解本公開。圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的過熱降溫器閥的剖視圖。圖1a是本發(fā)明的實(shí)施例的過熱降溫器閥的近視剖視圖。圖2是在本發(fā)明的實(shí)施例中所采用的所述座環(huán)的平面圖。圖3是所述座環(huán)的剖切面視圖。圖4是所述座環(huán)的所述座環(huán)端的視圖。圖5是圖示出具有凸緣連接的過熱降溫器閥的剖視圖。圖6是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中采用的座環(huán)的平面圖。圖7是所述座環(huán)的滑動視圖，其示出了所述座環(huán)內(nèi)采用的冷卻流體入口。圖8是結(jié)合圖6中所示的實(shí)施例的座環(huán)支撐件的所述座環(huán)的朝向及其位置的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)說明書中，參照了附圖，該附圖形成說明書的一部分并且通過圖示示出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。這些實(shí)施例被充分詳細(xì)地說明從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)它們，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，可以利用其他的實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)的、邏輯的和處理的改變。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會的是，任何列出的構(gòu)件的材料或布置僅是為了示例的目的，并且并不意味著窮盡。所描述的處理步驟的進(jìn)程是示例；然而，步驟的順序并不限于此處闡釋的步驟的順序并且可以如已知的現(xiàn)有技術(shù)而改變，必須以特定順序出現(xiàn)的步驟除外。過熱降溫器包括安放過熱降溫器內(nèi)部構(gòu)件的主體。該主體包含座件，罩以冷卻劑圓環(huán)在該座件周圍形成的方式位于該座件之上。冷卻劑借助過熱降溫器主體上的支管進(jìn)入該圓環(huán)。插塞自由浮動，其包含彈簧支承的穩(wěn)定性按鈕，該穩(wěn)定性按鈕在輕負(fù)載條件下給該插塞提供穩(wěn)定性。在罩的頂部包含有插塞擋塊以限制插塞的行進(jìn)量。在使用中，進(jìn)入的蒸汽對插塞的下側(cè)起作用，插塞以蒸汽中的特定量的能量用于提升該插塞的方式而受力。當(dāng)更多的蒸汽流過熱降溫器時(shí)，該插塞被更高地提升，因此產(chǎn)生了對于蒸汽流的可變孔口。用于提升該插塞的能量產(chǎn)生橫跨座件的壓降，不管蒸汽流，該壓降是恒定的。該壓降產(chǎn)生橫跨座件區(qū)域的相對高的速度，并且在這個(gè)低壓恒定速度的點(diǎn)處允許冷卻劑進(jìn)入蒸汽流。響應(yīng)于感測下游蒸汽溫度的溫度控制器，冷卻劑在控制閥的指令下進(jìn)入圓環(huán)。允許冷卻劑通過罩的下側(cè)與座件的頂部之間的周圍間隙進(jìn)入蒸汽流。準(zhǔn)許冷卻劑經(jīng)由位于座件的圓周周圍的槽進(jìn)入從而確保不會出現(xiàn)不均勻的冷卻。當(dāng)冷卻劑從座件排出時(shí)冷卻劑由蒸汽流接收，并且在此處存在的低壓區(qū)域有助于將冷卻劑霧化成細(xì)小的微粒。在緊接蒸汽的方向和速度的改變而產(chǎn)生的湍流中，發(fā)生蒸汽和冷卻劑的密切混合。在插塞之上，因?yàn)檎羝麌L試返回到層流，渦流產(chǎn)生并且沒有被蒸汽完全吸收的任何冷卻劑的微粒被引入該渦流，其中這些微粒經(jīng)受了進(jìn)一步的壓力減少而再次加速霧化進(jìn)程。因?yàn)閷?shí)際上所有的過熱降溫在過熱降溫器主體本身內(nèi)發(fā)生，并且因?yàn)闆]有冷卻劑沖擊過熱降溫器或者相連接的管道，所以不需要用于下游管道的保護(hù)性熱套管。圖1和圖1a是本發(fā)明的實(shí)施例的剖視圖。過熱降溫器閥組件10具有三個(gè)部分過熱降溫流體出口或者上殼體部分22、中間殼體部分26以及過熱流體入口或者下殼體部分20。它們通過焊接點(diǎn)2聯(lián)接在一起。盡管該焊接點(diǎn)示出為單一的焊接對接接頭，但是上殼體部分22、中間殼體部分26和下殼體部分20的聯(lián)接能夠通過任何的聯(lián)接方法或澆鑄方法實(shí)現(xiàn)。在殼體26內(nèi)部，鄰近座支撐環(huán)42能夠找到分段環(huán)18。座支撐環(huán)42保持和支撐環(huán)形座噴射環(huán)16。間隔環(huán)44位于座噴射環(huán)16之上。閥罩基體結(jié)構(gòu)38軸向地設(shè)置在閥組件內(nèi)部并且在間隔環(huán)44的下游側(cè)上。在該實(shí)施例中，閥罩基體結(jié)構(gòu)38焊接到殼體26。熱套管24聯(lián)接到閥罩基體結(jié)構(gòu)38并且定位在殼體26與內(nèi)罩46之間。罩肋件36定位于罩基體38之上。插塞擋塊28定位在內(nèi)罩46的頂部從而限制插塞組件40的行進(jìn)。插塞組件40包括鎖止銷30、負(fù)載彈簧32和在輕負(fù)載條件下給插塞提供穩(wěn)定性的穩(wěn)定性按鈕34。熱套管24聯(lián)接到閥罩基體結(jié)構(gòu)38并且自由膨脹和收縮以減輕熱應(yīng)力而保護(hù)殼體26不出現(xiàn)熱應(yīng)力裂開。例如，熱套管24可以通過焊接工序聯(lián)接。在運(yùn)行中，冷卻流體通過冷卻歧管流體入口 12進(jìn)入過熱降溫器閥并且流過冷卻劑熱套筒14的第一端。冷卻劑熱套筒保護(hù)焊縫并且也減少熱應(yīng)力，延長了該單元的設(shè)計(jì)壽命。冷卻劑熱套筒14具有位于冷卻劑熱套筒14附近的活塞環(huán)48從而允許熱套筒14在冷卻歧管12內(nèi)的運(yùn)動。熱套筒14的另一端位于環(huán)形座噴射環(huán)16內(nèi)部。此時(shí)，參照圖1至圖4，座噴射環(huán)16是中空的并且形狀為圓環(huán)，并且座噴射環(huán)16包括與之相聯(lián)的冷卻劑接頭17以接收冷卻流體。例如，冷卻流體可以是水，其被噴射進(jìn)入流過過熱降溫器閥組件10的過熱流體。如上所述，過熱流體運(yùn)動通過過熱降溫器裝置，插塞組件40將運(yùn)動遠(yuǎn)離產(chǎn)生霧化孔口區(qū)域的座噴射環(huán)16并且然后經(jīng)由槽21將冷卻流體分散進(jìn)入過熱流體中。槽21圍繞環(huán)形座噴射環(huán)16的圓周延伸。冷卻流體進(jìn)入過熱蒸汽流并且在此處存在的低壓區(qū)助于將冷卻流體霧化成細(xì)小的微粒。在該實(shí)施例中，座噴射環(huán)16通過兩個(gè)座環(huán)端19中斷并且兩個(gè)座環(huán)端通過焊接點(diǎn)2a聯(lián)接。該中斷允許座噴射環(huán)16膨脹和收縮而不會對該裝置造成損害。例如，當(dāng)該環(huán)變熱并且膨脹，兩個(gè)座環(huán)端19之間的間隙將變窄。然而，取決于過熱降溫器閥運(yùn)行中介入的溫度和構(gòu)成過熱降溫器閥自身的材料，能夠采用座噴射環(huán)16的其他配置。例如，座環(huán)可以是連續(xù)的，而沒有中斷并且將不需要座環(huán)端19。座噴射環(huán)16也可以僅采用一個(gè)座環(huán)端19從而以特定的方式分配冷卻流體。當(dāng)關(guān)閉過熱降溫器閥操作時(shí)，插塞組件40接觸覆蓋槽21的座噴射環(huán)16。當(dāng)過熱流體進(jìn)入過熱降溫器閥并且壓力確立時(shí)，大致柱形的閥插塞組件40提升，允許冷卻流體與過熱流體在一起，并且因此降低過熱流體的溫度。圖5圖示了示出部件位置的本發(fā)明的過熱降溫器閥的剖視圖?，F(xiàn)在參照圖6至圖8，冷卻劑接頭17放置在座噴射環(huán)16內(nèi)部。當(dāng)對過熱降溫器閥確定大小和等級時(shí)，該配置為閥設(shè)計(jì)人員提供更大的靈活性。圖8圖示了內(nèi)入口座環(huán)支撐件42，如果冷卻劑接頭17放置在座噴射環(huán)16內(nèi)部，內(nèi)入口座環(huán)支撐件42將會容納冷卻劑接頭17。過熱降溫器閥能夠由各種耐溫和耐壓材料制成。例如，過熱降溫器閥能夠由碳鋼、不銹鋼和其他類型的低合金鋼制成。在上面的說明書和附圖中的過程和裝置僅圖示了能夠使用和制造以實(shí)現(xiàn)這里描述的實(shí)施例的目的、特征和優(yōu)勢的方法和裝置的一些實(shí)例，并且本發(fā)明的實(shí)施例能夠應(yīng)用于間接干燥、直接干燥和濕類型的熱交換器。因此，它們并不被看作是由前面的實(shí)施例的描述所限制，而僅由附屬權(quán)利要求所限制，任何權(quán)利要求或特征可以和本發(fā)明的范圍內(nèi)的任何其他的權(quán)利要求或特征相結(jié)合。從詳細(xì)的說明書，本發(fā)明的多個(gè)特征和優(yōu)勢是顯而易見的，并且，因此，旨在由附屬權(quán)利請求覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有所述特征和優(yōu)勢。此外，因?yàn)槎喾N修改和變型對于那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員是容易想到的，并不期望將本發(fā)明限制為圖示和描述的確切的構(gòu)造和操作，并且，因此，所有適當(dāng)?shù)男薷暮偷韧桨缚梢员徽J(rèn)為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種過熱降溫裝置，其結(jié)合來自上游和下游的過熱流體管道以用于串聯(lián)操作，并且該類型的過熱降溫裝置包括上殼體部分和下殼體部分，它們與相對上游管道和下游管道直徑擴(kuò)大的中間殼體腔室聯(lián)接，從而形成相對所述上游管道和所述下游管道直徑擴(kuò)大的混合腔室，其中聯(lián)接的所述殼體部分適用于連接到所述上游管道和所述下游管道；過熱降溫器座環(huán)支撐件，其固定在所述中間殼體中并且支撐具有槽的環(huán)形座噴射環(huán)， 并且所述環(huán)形座噴射環(huán)適用于連接到冷卻流體入口管道以將冷卻流體供應(yīng)到所述環(huán)形座噴射環(huán)；以及閥塞，其可滑動地容納在軸向設(shè)置的閥罩基體結(jié)構(gòu)中從而與所述環(huán)形座噴射環(huán)的所述槽協(xié)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱降溫裝置，還包括安裝在所述過熱降溫器座環(huán)支撐件上的軸向設(shè)置的閥罩基體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過熱降溫裝置，其中所述環(huán)形座噴射環(huán)為圓環(huán)形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過熱降溫裝置，其中所述環(huán)形座噴射環(huán)是中空的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過熱降溫裝置，其中所述環(huán)形座噴射環(huán)通過第一座環(huán)端中斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過熱降溫裝置，其中所述環(huán)形座噴射環(huán)通過所述第一座環(huán)端和第二座環(huán)端中斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過熱降溫裝置，其中所述冷卻流體入口管道具有緊接所述環(huán)形座噴射環(huán)定位的冷卻劑接頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過熱降溫裝置，其中所述冷卻流體入口管道具有定位在所述環(huán)形座噴射環(huán)內(nèi)的冷卻劑接頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過熱降溫裝置，其中所述槽是圓形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過熱降溫裝置，其中所述環(huán)形座噴射環(huán)由碳鋼制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過熱降溫裝置，其中所述環(huán)形座噴射環(huán)由不銹鋼或其他類型的低合金鋼制成。
12.使用過熱降溫器裝置冷卻過熱流體的方法，包括在過熱降溫器裝置的下殼體部分處接收所述過熱流體；使得所述過熱流體流過在所述過熱降溫器裝置的中間殼體腔室中的可變孔口；使冷卻液體輸送進(jìn)入基本上環(huán)形模式的所述中間殼體腔室中；在所述中間殼體腔室中混合所述過熱流體和所述冷卻液體從而產(chǎn)生過熱降溫流體；以及使得所述過熱降溫流體通過上殼體部分流出所述過熱降溫器裝置。
13.用于使用過熱降溫器裝置冷卻過熱流體的器件，包括用于在過熱降溫器裝置的下殼體部分處接收所述過熱流體的器件；用于使得所述過熱流體流過在所述過熱降溫器裝置的中間殼體腔室中的可變孔口的器件；用于使冷卻液體輸送進(jìn)入基本上環(huán)形模式的所述中間殼體腔室的器件；用于在所述中間殼體腔室中混合所述過熱流體和所述冷卻液體從而產(chǎn)生過熱降溫流體的器件；以及 用于使得所述過熱降溫流體通過上殼體部分流出所述過熱降溫器裝置的器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及配置具有設(shè)計(jì)為在高的溫差時(shí)提供冷卻劑噴射的座環(huán)的過熱降溫器的裝置和方法。本發(fā)明的堅(jiān)固設(shè)計(jì)提供允許在冷卻劑與過熱流體之間的高的溫差時(shí)運(yùn)行的高水平的靈活性。過熱降溫器座環(huán)制造成具有橫切環(huán)的圓周的豎直狹縫的分裂空心環(huán)。這種打開的狹縫設(shè)計(jì)提供通過減少熱應(yīng)力允許所述座環(huán)承受劇烈的溫度極限的高水平的靈活性。冷卻劑通過連接到所述座環(huán)的特別設(shè)計(jì)的冷卻劑接頭套管而供應(yīng)到所述座環(huán)。
文檔編號B01F3/04GK103037957SQ201180037949
公開日2013年4月10日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者戴維·里斯陶, 韋亞切斯拉夫·伊格納塔恩 申請人:Spx公司