CN1012753B - 加热冷却水生成的蒸汽的装置 - Google Patents
加热冷却水生成的蒸汽的装置Info
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Abstract
本发明提供一种加热冷却水生成的蒸汽的装置，包括设有冷却水舱室，待冷气体入口和蒸汽收集空间的容器，向冷却水舱室输送气体的管线，与收集空间相连的蒸汽管线，该装置的特征在于冷却水舱室装有至少一个过热器组件，每一过热器组件具有输入端和输出端，每一过热器组件在其输入端与至少一条气体输送管线相连，使气体通过组件至其输出端排出，并与蒸汽管线相连，蒸汽管线由过热器组件的输入端至其输出端。
Description
本发明涉及一种热气体换热器中冷却水生成的蒸汽的加热所用的装置。
使用换热器来冷却工艺气体，例如盘管式的换热器，气体通过盘管而冷却。通常上述的工艺气体的温度在1300℃以上，压力大于30巴。换热器由冷却剂来冷却，例如用水，冷却剂的压力通常高于被冷却的气体压力。由于冷却剂高的热负荷和相对长的停留时间，便产生了蒸汽，被收集到用于集气的气室内。这种蒸汽是饱和的。如果用于下一步的工艺，该蒸汽还需转变为不饱和状态，因为饱和蒸汽由于凝结而通常是难于使用的。把饱和蒸汽转变为不饱和状态需进一步将它加热，为此，将蒸汽由集气室送出引入一个独立的过热器，在过热器中需补充热量来加热蒸汽。
这样的工艺具有缺点，就是在过热器中加热蒸汽需要额外的能源。另外，整套装置显得相当庞大，因为过热器是安装在换热器外部，并且还要有管线相连接。
本发明的目的是提供一个加热蒸汽的装置，从而提高过热效率，并提供一种优化的设计，特别适用于在温和的过热条件下应用。
为此，本发明提供了一套实施上述方法的加热换热器内冷却水形成的蒸汽的装置，包括设有冷却水舱室、待冷却气体入口和蒸汽收集空间的容器;至少一条经入口向冷却水舱室输送气体的气体输送管线;至少一条与收集空间相连的蒸汽管线;所述装置的特征在于所述容器的冷却水舱室装有至少一个过热器组件，每一过热器组件具有输入端和输出端，输出端确定其输出，每一过热器组件在其输入端与至少一条气体输送管线相连，使气体通过组件至其输出端排出，并与蒸
汽管线相连，蒸汽管线由过热器组件的输入端至其输出端。
这样，按照本发明，工艺气体中的热能被利用以获得过热蒸汽，不需要在装置外部安装独立的过热器。
有利的是，蒸汽是由已经冷却了一些的气体加热的。直接用仍未冷却的气体加热蒸汽，由于是高温气体（1300℃），会产生材料问题。
更有利的是，冷却了的气体被引入一个用于加热蒸汽的空间，这里的压力由被加热的蒸汽决定。在迄今的已知的工艺中，蒸汽都是在冷却装置的外部被加热的，为解决气体的高压问题，必须采取一些费用很大的措施。为了防止工艺气体中的灰分和碳尘积存在冷却装置中，被冷却气体的速度需要保持在一个最低值之上。这样能大大降低灰粒的沉积。
本发明在此以实例辅以附图加以详述：
图1a所示是本发明所用装置的纵剖面图。
图1b所示是本发明的一个较好实施方案的纵剖面图。
图2所示是图1a中所示装置一部分的放大图。
图3所示是本发明另一个较好实施方案的纵剖面图。
参看图1a，本发明的装置包括容器1，设有一个待冷却气体的供料接口2，冷却水舱室3，作为热交换器用于输送待冷却气体的管路系统4和收集冷却水中生成的蒸汽的集气空间5。管路系统4可由盘管组成。
作为热交换器的管路系统4与至少一个过热器组件或导向器7相连，其上装有冷却了的气体出口6和蒸汽管8，蒸汽管8可以是盘管式，蒸汽管8与集气空间5相连并穿过过热器组件或导向器7。为了清楚起见图中只画出了一个过热器组件或导向器7。作为热交换器的管路系统4以适当的方式在蒸汽管线8附近连接在过热器组件或导向器7上。导向器7的横截面比管路系统4的横截面要大的多。蒸汽管线8的横截面远远小于导向管7的横截面。通过阀9，蒸汽从蒸汽管8出来后可与从集气空间5通过旁路管线10送来的饱和蒸汽混合。这样就可以尽可能地保持从管11来的过热蒸汽的温度恒定，同时将管线6的气体的温度控制在限定的范围内。为
此，阀9通过一个控制管12与温度传感器13相连接。
图1b是本发明的一个较好的实例。图1b中的参考号码与图1a同。图中画出了由两个过热器组件7和中心泄水道100组成的装置。为了清楚起见，图中画出了过热器组件7连接有蒸汽和气体的进出口，但应说明，另一个或多个过热器组件7也应具有相应的蒸汽和气体的进出口。
在此例中，蒸汽旁路10是安装在容器1的内部的，并且阀9没有画出。
图2表示的是过热器组件或导向器7。此图是图1a的局部放大图。由图2中可见，蒸汽管8可以由双盘管组成。实际上任何合适数量的盘管都可应用。气体从顶部通入过热器组件或导向器7并且此时已经被冷却了一些。在此例中，待加热的蒸汽在蒸汽管中与气体并流。然而这两种介质也可能逆流。也可以采用混合流型的安排。混合流型的安排就是，例如，一个过热器组件可以包括一个首级并流部分，气体在此进入，还有一个第二级的逆流部分。导向器7内装有管14。一方面管14作为冷却水或水/蒸汽混合物的供给管线，适于此目的，管14有一个供水接口15和一个冷却水/蒸汽出口16。另一方面，管14起降低导向管7的横截面积作用，这样可以保持气体的流速在一个最小值以上，使得灰分和碳尘尽可能少地积聚在导向管7内。管14中装有管17，通过通道如18、19与管14的开口相通。管17与流体供给线20相接。这个装置可以使合适的流体，如蒸汽或压缩气体或合成气，通过接口20，管17和通道18、19吹入过热器组件或导向管7，可去除积存的灰粒。
图3是本发明又一较好的实例。图中所用的参考号码同图1和图2。
在图3中，每一个过热器组件7都与至少两个输送待冷却气体的管线相连。为了清楚起见，只画出了一个以这种形式连接的过热器组件7。但需要说明，其它的过热器组件7也应以这种形式连接。
在图3的实例中，把水液面降到例如最终为三分之一的过热器组件（并流型）高度是可行的，这样不仅可以控制过热蒸汽的质量，还可以控制容器1排出的气体的温度。
容器设计的越细长，过热器组件就更便于维修和操作，并且具有扩大生产的潜力。
另外，如果通过变化水位液面来控制容器中的气体没有满意的结果，将过热器组件全部浸在水中倒是个简单可行的办法。
装置操作如下。通过接口2通入待冷却的气体，气体由管系统4和过热器组件或导向管7穿过容器1，通过出口6排出。在这个过程中，气体被冷却水连续地冷却，在导向管7中气体被进一步冷却的同时，也加热了冷却水形成的，并收集在集气空间5然后径蒸汽管8送入的蒸汽。被加热了的蒸汽到达一定的温度，在此温度蒸汽通过蒸汽管8呈不饱和状态送出。
在容器中可以装置适于需要的任何数目的过热器组件或导向管。
在过热器组件中可以装置任何适当数目的气体输送管。在一个过热器组件中有两个或多个气体管的情况下，中心泄水道管应与通入过热器组件在周围按一定间距排列的气体管一起加长。
根据以上说明和附图，很明显，本专业领域的技术人员对本发明可以做出各种改动和变更，这些改动和变更落入本发明的权利要求之内。
Claims (9)
1、加热换热器内冷却水形成的蒸汽的装置，包括设有冷却水舱室、待冷却气体入口和蒸汽收集空间的容器；至少一条经入口向冷却水舱室输送气体的气体输送管线；至少一条与收集空间相连的蒸汽管线；所述装置的特征在于所述容器的冷却水舱室装有至少一个过热器组件，每一过热器组件具有输入端和输出端，输出端确定其输出，每一过热器组件在其输入端与至少一条气体输送管线相连，使气体通过组件至其输出端排出，并与蒸汽管线相连，蒸汽管线由过热器组件的输入端至其输出端。
2、权利要求1的装置，其特征在于在过热器组件输入端连接的每一条气体输送管线和蒸汽管线彼此靠近。
3、权利要求1的装置，其特征在于每一过热器组件的横截面大于与其相连的气体输送管线的横截面。
4、权利要求1的装置，其特征在于每一蒸汽管线的横截面小于与其相连的过热器组件的横截面。
5、权利要求1的装置，其特征在于每一过热器组件内部包括缩小其横截面的管。
6、权利要求5的装置，其特征在于横截面缩小管包括使水/蒸汽混合物通过的供给线和排出线。
7、权利要求6的装置，其特征在于横截面缩小管内还包括与其以通道相通，使水/蒸汽混合物通过该通道送到过热器组件内待冷却气体中的管。
8、权利要求1的装置，其特征在于每一过热器组件上有一条气体输送管线与其相连。
9、权利要求1的装置，其特征在于每一过热器组件上有两条气体输送管线与其相连。
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