CN101706222B - 一种变压蓄热器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属加热工程领域，公开一种变压蓄热器系统。本发明的特征在于：设置高压蓄热器，低压蓄热器两个不同压力等级的蓄热器。在高压蓄热器的上部设有顶部换热器；低压蓄热器上部安装顶部集汽包；高压蓄热器下部安装带有切断阀组的水流通管道和逆止阀至低压蓄热器；顶部集汽包出口安装带有出口压力调节阀的连接管与顶部换热器连接；汽包来高温高压饱和蒸汽管通过逆止阀分别与高压蓄热器和低压蓄热器连接。本发明使蓄热器系统出口蒸汽过热度达到10～20℃以上，实现出口蒸汽根据用户流量需求供应和过热的目的，利于蒸汽的利用和并入蒸汽管网，主要应用于炼钢转炉余热锅炉产汽和炼钢钢水精炼要求提供蒸汽的场合。
Description
技术领域
本发明属加热工程领域，特别涉及蒸汽源或用户要求为间断发生或波动较大且用户要求过热蒸汽的场所，公开一种变压蓄热器系统。
背景技术
转炉烟道式余热锅炉，通过循环冷却水吸收转炉烟气中的热量，产生饱和蒸汽供用户使用，由于转炉的生产是周期性的，热源是间断产热，余热锅炉产生的蒸汽也是间断的，且产汽量波动较大，通过设置变压蓄热器装置，将间断产生的蒸汽变成连续稳定的蒸汽输出，以便供用户使用。
钢厂的RH、VD等钢水精炼系统，需要有过热度10～20℃的蒸汽作为抽真空用汽源，但蒸汽用量是间断的。通过设置变压蓄热器装置，将锅炉或电厂汽轮机抽汽的稳定汽源储存起来，根据用户的波动负荷进行使用，在满足用户需要的同时，减少蒸汽负荷波动对锅炉、汽轮机的影响。
目前普遍采用的变压蓄热器装置工作原理如图1所示：变压式蓄热器装置的是在压力容器1中存储水，将蒸汽通过入口蒸汽管2通入水中加热水，即传输热能于水，使容器内水的温度和压力升高，形成具有一定压力的饱和水，然后在容器压力下降的条件下，饱和水成为过热水，立即沸腾而自蒸发，产生蒸汽，经过均气孔板3粗分离后，通过出口蒸汽管4供给用户。
由于汽水分离较差，无蒸汽过热装置，运行中存在如下问题：1)汽水分离只采用一级粗分离，出口蒸汽带水严重；2)带水严重的蒸汽，给输入蒸汽管网、饱和蒸汽发电的汽轮机等使用带来困难；3)炼钢钢水精炼中的RH、VD、VOD等用户需要的蒸汽是间断的且要求有10～20℃的过热度，由于无过热装置，通过蓄热器供出的蒸汽无法满足RH、VD等要求过热蒸汽用户的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压蓄热器系统，解决上述存在的问题，在不需要外供热源的情况下，使系统出口蒸汽过热度达到10～20℃以上，实现出口蒸汽过热的目的，以利于蒸汽的有效利用。本发明其特征在于：在高压蓄热器的上部设有顶部换热器，高压蓄热器本体与顶部换热器间用连通管连接；低压蓄热器上部安装顶部集汽包，低压蓄热器和顶部集汽包用连通管连接；高压蓄热器下部安装带有切断阀组的水流通管道和逆止阀至低压蓄热器；顶部集汽包出口安装带有出口压力调节阀的连接管与顶部换热器连接；汽包来高温高压饱和蒸汽管通过逆止阀分别与高压蓄热器和低压蓄热器连接。
本发明是采用以下技术方案实现的：
设置两种蓄热器，其中一种为高压蓄热器，另一种为低压蓄热器，在高压蓄热器顶部设置换热器，根据蒸汽源及用户的负荷要求，设置一个或多个低压蓄热器，顶部换热器有至少一个与高压蓄热器连接的管道，以便将换热器冷凝水回流到高压蓄热器内。低压蓄热器内设有三级汽水分离装置，低压蓄热器的出口设置集汽包、限流喷管，使蓄热器出口的蒸汽含水率＜1％。高温高压蒸汽在充汽过程中将高压蓄热器和低压蓄热器都充汽到较高温度和压力，当用户需要蒸汽时，低压蓄热器根据用户要求放出低压干饱和蒸汽，该干饱和蒸汽流经高压蓄热器的顶部换热器，过热到10～20℃后供给用户。高压蓄热器内的饱和蒸汽通过换热器放热后冷凝，冷凝水靠重力回流到高压蓄热器内。随着换热的进行，高压蓄热器内的冷凝水聚集，高压蓄热器内水位逐渐升高，且高压蓄热器内饱和水的压力和温度逐渐降低，水位升高一定程度后通过与低压蓄热器间的连接管道流入低压蓄热器内，进一步供用户使用，饱和水压力和温度降低后，在高温高压蒸汽充汽过程中，使高压蓄热器内的饱和水压力和温度升高到设定值。
本发明采用配置不同工作压力的蓄热器，在不需要外供热源的情况下，使蓄热器系统出口蒸汽过热度达到10～20℃以上，实现出口蒸汽根据用户流量需求供应和过热的目的。无论蒸汽源是否间断，高压蓄热器内总有高温高压饱和蒸汽，低压蓄热器出口干饱和蒸汽通过与高压蓄热器内的高温饱和蒸汽换热，达到过热10～20℃的目的，以利于蒸汽的有效利用和并入蒸汽管网。
附图说明
图1是现有的蓄热器装置结构示意图；
图2是本发明的蓄热器装置结构示意图。
图中，件1是高压蓄热器、件2是顶部换热器、件3是低压蓄热器、件4是顶部集汽包、件5是出口压力调节阀组、件6是水流通管道，件7是连接管，件8是连通管，件9是逆止阀，件10是自动切断阀。
具体实施方式
下面结合附图2对本发明作进一步说明：
高压蓄热器1上部安装顶部换热器2，顶部换热器2为管式换热器，高压蓄热器1本体与顶部管式换热器2间用连通管8连接；低压蓄热器3上部安装顶部集汽包4，低压蓄热器3和顶部集汽包4用连通管连接；高压蓄热器1下部安装带有切断阀组10的水流通管道6和逆止阀9至低压蓄热器；顶部集汽包4出口安装带有出口压力调节阀5的连接管7与顶部管式换热器2连接；汽包来高温高压饱和蒸汽管通过逆止阀分别与高压蓄热器1和低压蓄热器3连接。
根据蒸汽源及用户的负荷要求，设置一个或多个低压蓄热器3，低压蓄热器3内设有三级汽水分离装置，集汽包4和出口设置限流喷管，使低压蓄热器3出口的蒸汽含水率＜1％。
从产汽量波动较大的余热锅炉汽包来高温高压饱和蒸汽，分别进入高压蓄热器1和低压蓄热器3进行充汽。当用户需要低压过热蒸汽时，低压蓄热器3降压，其内部的水沸腾汽化，经过顶部集汽包4汽水分离后，通过减压阀5降压后放出低压饱和蒸汽，进入高压蓄热器的顶部换热器2，低压蒸汽在顶部管式换热器2的管内流动吸热，管外部是高压蓄热器内的高温高压饱和蒸汽放热冷凝。低温低压干饱和蒸汽吸收高温高压饱和蒸汽的热量后，此时低温低压干饱和蒸汽的过热度达到10～20℃向外供出；高温高压的饱和蒸汽凝结成水，由连通管8回流到高压蓄热器1内。随着冷凝水的不断增多，高压蓄热器1内水位上升，温度、压力下降，水位上升到一定程度后，高压蓄热器1内的凝结水通过带有切断阀组10的高压蓄热器至低压蓄热器的水流通管道6和逆止阀9，流至低压蓄热器3内进行再利用。高压蓄热器1内的压力、温度降低后，汽包来高温高压饱和蒸汽在充汽时将压力和温度升高到设定值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化、修饰、改进等，均仍属于本发明技术方案的范围内。
本发明采用配置不同工作压力的蓄热器，在不需要外供热源的情况下，使蓄热器系统出口蒸汽过热度达到10～20℃以上，实现出口蒸汽根据用户流量需求供应和过热的目的，以利于蒸汽的有效利用和并入蒸汽管网，主要应用于炼钢转炉余热锅炉产蒸汽和炼钢钢水精炼要求提供蒸汽的场合。
Claims (6)
1.一种变压蓄热器系统，其特征在于：设置高压蓄热器(1)，低压蓄热器(3)两个不同压力等级的蓄热器；在所述的高压蓄热器(1)的上部设有顶部换热器(2)；所述的低压蓄热器(3)上部安装顶部集汽包(4)；高压蓄热器(1)下部与带有自动切断阀组(10)的水流通管道(6)连接，水流通管道(6)通过逆止阀(9)与低压蓄热器(3)连通；顶部集汽包(4)出口安装带有出口压力调节阀(5)的连接管(7)与顶部换热器(2)连接；汽包来高温高压饱和蒸汽管通过逆止阀分别与高压蓄热器(1)和低压蓄热器(3)连接。
2.根据权利要求1所述的变压蓄热器系统，其特征在于：所述的顶部换热器(2)为管式换热器。
3.根据权利要求1所述的变压蓄热器系统，其特征在于：所述的高压蓄热器(1)本体与顶部换热器(2)间用连通管(8)连接。
4.根据权利要求1所述的变压蓄热器系统，其特征在于：高温高压的蒸汽源入口与高压蓄热器(1)和低压蓄热器(3)是并联连接的，低压蒸汽出口与低压蓄热器(3)和高压蓄热器(1)是串联连接的。
5.根据权利要求1所述的变压蓄热器系统，其特征在于：根据蒸汽源及用户的负荷要求，设置一个或多个低压蓄热器(3)，低压换热器(3)有至少一个与高压蓄热器(1)连接的管道，以便将冷凝水回流到低压蓄热器(3)内。
6.根据权利要求1所述的变压蓄热器系统，其特征在于：低压蓄热器(3)内设有三级汽水分离装置和集汽包(4)，低压蓄热器(3)的出口设置限流喷管，使低压蓄热器(3)出口的蒸汽含水率＜1％。
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