CN102200403B - 一种基于两级汽液换热器的分控相变换热系统及换热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于两级汽液换热器的分控相变换热系统及换热方法。该系统包括热源换热器(2)、冷源换热器(20)、低温液箱(23)，该系统还包括高温换热器(14)、低温换热器(22)和高温液箱(8)；所述热源换热器(2)顶部的热源蒸汽母管经热源排汽调节阀(16)后分为两支管，分别于与冷源换热器(20)的上集箱和下集箱连通，并在支路上分别设置控制系统；所述低温液箱(23)经冷凝液管路与高温换热器(14)连通，所述的高温换热器(14)底部经冷凝液管路与高温液箱(8)连通，高温液箱(8)底部的冷凝液管路分别与低温换热器(22)和热源换热器(2)连通。通过本发明的装置解决了蒸汽和冷凝液的过热和过冷现象，换热效率进一步提高。
Description
技术领域
本发明涉及安全可控的强化传热技术领域，具体地，本发明涉及一种基于两级汽液换热器的分控相变换热系统及换热方法。
背景技术
在烟气余热回收利用方面，通过不同的相变换热技术方案来控制烟气侧受热面的腐蚀和结灰速度，取得较好的效果。分控相变换热技术通过对冷源换热和热源换热分别独立控制，实现了更高的换热控制的可靠性和精度，提高了余热回收的效益，也使得系统应用的适应性得到很大提高。
由于流动阻力的影响，冷源换热器冷凝的相变压力必然低于热源换热器蒸发的相变压力，因而冷源换热器冷凝的饱和冷凝液的温度相对热源换热器饱和蒸发液的饱和温度必然存在过冷度。由于蒸汽在冷源换热器冷凝过程中，会在壁面产生液膜，液膜的热阻使冷凝液产生过冷无法避免。另外，由于设计工况下的换热器面积、换热系数和换热温差等参数难以适应变工况下和不同季节的实际相变换热量，加之液位波动等因素的影响，因而相变换热过程总伴随产生冷凝液过冷和蒸汽过热的情况；过冷液和过热汽的存在会降低相变换热器的换热能力，同时，由于自然循环的存在，过冷液进入热源换热器还会使蒸发换热面下部壁面温度低于平均温度，安全余量不足，很容易产生局部的低温腐蚀，降低设备的寿命。
由于设备布置空间的限制和设备安装标高的不统一，造成相变换热系统中液位和换热控制不统一，传统相变换热系统对于提高设备集成性所具有的困难较难适应，在一个应用项目中，往往需要多套独立的相变换热装置各自独立工作。这不仅造成设备利用率降低，也使得控制系统的冗余度较低；不仅设备总造价较高，也使得系统的可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于两级汽液换热器的分控相变换热系统。
本发明的再一目的在于提供一种基于两级汽液换热器的分控相变换热方法。
根据本发明的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统，该系统包括热源换热器2、冷源换热器20和低温液箱23，其特征在于，所述热源换热器2和冷冷源换热器20通过蒸汽管和冷凝液管相互连通形成分控相变换热回路，在该回路上设有对其进行控制的气流调节阀及液流调节阀，
所述系统还包括高温换热器14、低温换热器22和高温液箱8；
所述热源换热器2顶部的热源蒸汽母管经热源排汽调节阀16后分为两支管，其中第一蒸汽管支管经高温换热器14与冷源换热器20的上集箱连通，并且在高温换热器14与冷源换热器20之间设置冷源进汽调节阀17，第二蒸汽管支管与经低温液箱23和低温换热器22与冷源换热器20的下集箱连通，并且在低温液箱23前设置旁路汽流调节阀18；
所述低温液箱23经冷凝液管路与高温换热器14连通，所述的高温换热器14底部经冷凝液管路与高温液箱8连通，高温液箱8底部的冷凝液管路分成两支管，其中第一冷凝管支管与低温换热器22连通，并且在该支路上设置再循环调节阀27，第二冷凝管支管与热源换热器2的下集箱连通，并且在该支路上设置热源通液阀1。
所述热源换热器2和冷源换热器20为两个或以上，
所述两个或以上的热源换热器2之间采取并联设置，并且在该并联冷凝管支管上设有热源通液阀1，在该并联蒸汽管支管上设有隔离阀；
所述两个或以上的冷源换热器20之间采取并联设置，并且在该并联蒸汽管支管和该并联冷凝管支管上分别设有隔离阀。
所述冷源换热器20的并联蒸汽管支管隔离阀和冷源进汽调节阀17之间设置排空阀19，用于排出系统内的不凝气体；
所述低温液箱23和高温换热器14之间冷凝液管路上设置循环泵26；
所述高温液箱8底部的冷凝液管母管上设置升压泵5；
所述高温液箱8内部设置高温液箱加热器7，用于加热高温液箱8内的冷凝液，以降低其过冷度；
所述低温换热器22上设有补液阀21，用于向系统内添加循环液工质；
所述低温换热器22内部设有低温液箱加热器24，用于加热低温液箱23内的冷凝液，以降低其过冷度。
所述热源换热器2的吸热管束中设置蒸发液温度传感器3，用于测量监控各自热源换热器内部的温度；
所述热源换热器2的上集箱和下集箱之间设置蒸发液液位传感器4，用于测量监控各自热源换热器内部的液位；
所述热源换热器2并联蒸汽管支管上隔离阀和热源排汽调节阀16之间设置热源蒸汽压力传感器15，用于测量监控热源蒸汽母管内的蒸汽压力；
所述高温液箱8上设置高温液箱温度传感器6和高温液箱液位传感器9，分别用于测量监控高温液箱8内的温度和液位；
所述低温液箱23上设置低温液箱温度传感器25，用于测量监控低温液箱23。
此外本发明还提供了一种基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，该方法包括以下步骤：
通过热源换热器2从外部热源流体吸收热量，使其内部的液体蒸发为蒸汽，该蒸汽经热源排汽调节阀16后分为至少两路，其中一路进入高温换热器14，与从低温液箱23进入高温换热器14的冷凝液进行热交换，以降低蒸汽的过热度和冷凝液的过冷度，经热交换后的蒸汽进入冷源换热器20冷凝为冷凝液，同时将热量释放给外部冷源流体；另外一路蒸汽经旁路汽流调节阀18、低温液箱23和低温热交换器22进入冷源换热器20的下集箱，该蒸汽上行进入下集箱的过程中与下行经低温热交换器22进入低温液箱23的冷凝液发生热交换，部分蒸汽冷凝放出热量，同时降低了冷凝液的过冷度；该蒸汽未凝结的部分进入冷源换热器20后冷凝放出热量，以继续降低冷凝液的过冷度，
所述从低温液箱23进入高温换热器14的冷凝液热交换后得到的冷凝液过冷度降低，该冷凝液经高温液箱8后分成两路，其中一路进入热源换热器2的下集箱，另外一路经再循环调节阀27进入低温热交换器22。
通过并联的热源换热器2从外部吸收热量产生的蒸汽为两路，两路蒸汽经支管隔离阀后合并于蒸汽管母管，通过热源排汽调节阀16控制，然后分别经前述蒸汽支管通过蒸汽管支管设置的冷源进汽调节阀17和旁路汽流调节阀18控制，进入并联的冷源换热器20中，
高温液箱8中的冷凝液通过一冷凝液支路经热源通液阀1控制，进入并联的热源换热器2，冷凝液经另一支路通过再循环调节阀27控制，进入低温热交换器22。
所述高温热交换器14为混合式换热器或表面式换热器。
所述热源通液阀1的开度控制方法为：
热源通液阀1的开度依据蒸发液液位传感器4的测量信号进行控制，当蒸发液液位传感器4测得的液位高于蒸发液液位设定值时，热源通液阀关小，反之开大，以保持该液位与该设定值的一致。
热源排汽调节阀16的开度的控制方法为：
热源排汽调节阀16的开度依据热源蒸汽压力传感器15和蒸发液温度传感器3的测量信号值进行综合控制，控制系统对测量信号值进行综合运算后，输出对热源排汽调节阀16的开度控制指令，以保持该测量信号值与控制系统的设定值的一致；
当该测量信号值该测量信号值与相应设定值的偏差大于偏差设定值时，将发出禁止升压泵5循环泵26启动运行、全开再循环调节阀27、热源通液阀1的指令，将系统的存水都排放到低温液箱23。
当热源蒸汽压力传感器15测量的蒸汽压力与热源蒸汽压力的设定值发生偏差，则控制系统相应调节气流调节阀的开度，以纠正该运行偏差，使测量值与设定值保持一致。
冷源进汽调节阀17和旁路汽流调节阀18的开度控制方法为：
冷源进汽调节阀17和旁路汽流调节阀18的开度通过低温液箱温度传感器25的测量信号进行控制；
当低温液箱温度传感器25的测量值低于低温液箱23温度设定值时，冷源进汽调节阀17的开度减小，同时旁路汽流调节阀18的开度开大，以使更多的热源蒸汽与冷凝液发生逆流换热，提高冷凝液的温度，降低冷凝液的过冷度；
当低温液箱温度传感器25的测量值低于低温液箱23温度设定值的偏差值大于设定值一时，将发出报警信号，提示启动低温液箱加热器24以降低该偏差；当该偏差值进一步加大到大于设定值二时，发出禁止循环泵26启动运行的指令。
再循环调节阀27开度的控制方法为：
再循环调节阀27的开度通过高温液箱液位传感器9测量的液位信号进行控制，以保持高温液箱8液位测量值与高温液箱8液位设定值一一致；
当高温液箱液位测量值低于高温液箱液位设定值一时，再循环调节阀27的开度开大，反之关小，当高温液箱液位传感器9的测量值低于设定值二时，将发出禁止升压泵5启动运行的指令；
当高温液箱温度传感器6的测量值低于高温液箱温度设定值的偏差值大于设定值一时，将发出报警信号，提示启动高温液箱加热器7以降低该偏差；当该偏差值进一步加大到大于设定值二时，将发出全开再循环调节阀27的指令，将存水都排放到低温液箱23。
根据本发明的以具体实施方式，本发明的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统组成和工作方式为：
热源换热器组由多个热源换热器并联组成，如图1中热源换热器组由两个热源换热器2并联组成，两个热源换热器2在下联箱分别连接有热源通液阀1，各自出口上联箱分别连接有蒸汽关断阀(图中未示出)，关闭热源换热器各自的热源通液阀和关断阀可以使该热源换热器从热源换热器组中隔离出来。
热源换热器从外部吸收热源放热流体烟气(热源流体也可为生产工艺尾气等)的热量，使其内部的蒸发液(系统内部循环工质为水，也可使用氟利昂、氨等)蒸发为蒸汽，各热源换热器产生的蒸汽经过前述蒸汽关断阀后汇集起来进入热源蒸汽母管，通过安装在该热源蒸汽母管上的热源排汽调节阀16后又分为两路。
该热源蒸汽其中一路经旁路汽流调节阀18后进入低温液箱23，之后由连接管路依次进入低温热交换器22和冷源换热器20下联箱，该蒸汽在冷源换热器20将释放的热量传递给冷源吸热流体，同时冷凝为冷凝液，然后从冷源换热器20下联箱由前述连接管路再依次返回进入低温热交换器22和低温液箱23。前述经旁路汽流调节阀18后进入低温液箱23的蒸汽，在由低温液箱23向冷源换热器20流动过程中，一直与前述冷凝液进行着换热，蒸汽被冷却且部分被凝结，同时放出热量加热前述冷凝液，降低了冷凝液的过冷度。
热源排汽调节阀16后的该热源蒸汽另一路进入高温热交换器14进行换热。高温热交换器14可以为混合式换热器也可以为表面式换热器，从高温热交换器14换热后的蒸汽降低了过热度，再流经冷源进汽调节阀17后，进入冷源换热器20的上联箱。
该蒸汽在冷源换热器20将释放的热量传递给冷源吸热流体，同时冷凝为冷凝液，然后从冷源换热器20下联箱由前述连接管路依次进入低温热交换器22和低温液箱23。该冷凝液在冷源换热器20、低温热交换器22以及流向低温液箱23的连接管路及设备中，可与前述流经旁路汽流调节阀18、低温液箱23、低温热交换器22后进入冷源换热器20的蒸汽换热，通过该逆流换热过程，冷凝液降低了过冷度。
从低温液箱23流出的冷凝液经循环泵26升压后进入高温热交换器14，与前述进入高温热交换器14的蒸汽换热，通过换热该冷凝液降低了过冷度，之后进入高温液箱8。
从高温液箱8流出的冷凝液经升压泵5升压后分为两路。其中一路依次经再循环调节阀27、低温热交换器22返回到低温液箱23；另一路分别经由热源通液阀1进入两个并联的热源换热器2的下联箱，在热源换热器吸热成为蒸发液。该蒸发液吸热蒸发后进入热源换热器上联箱开始新的传热循环。
本发明的优点在于：
本发明将蒸发吸热和冷凝放热的相变参数分别各自独立控制。蒸发相变设备和冷凝相变设备之间的连接管路和设备采用了调节阀隔离，且蒸发相变设备与调节阀之间没有其它设备的扰动影响，分控性能更可靠。
本发明采用多参数的组合来实施多元、多层次的控制，被控参数不受冷热源参数分布均匀性的影响，一致性更好。由于调节特性更好，控制精度和可靠性更高。热源换热器内相变换热饱和温度波动幅度小、波动时间短，可显著降低热源换热管的低温腐蚀几率。
本发明通过高低温两级换热器来降低冷凝液过冷度和蒸汽过热度，使得换热效率得到提高，热源换热器的上下壁温更为均匀一致，安全性和经济性更好。
本发明的分控相变换热技术通过设备分组、分步控制，可摆脱安装空间和标高的限制，更方便进行换热设备的组合和布置，系统的集成性更高，可以更低的成本提高设备利用率和控制系统的冗余度。
由于本发明的换热技术可更精确、更均匀、可靠地控制换热管壁温，不仅提高了换热器设备的寿命，还可比其它技术将换热管壁温安全余量减小，将烟气排烟温度降低更多，回收更多热量，有更高的节能减排效益。
本发明通过换热器智能化的分组、分步控制、多种安全监控措施和辅助加热措施等，可不分季节，从机组启动到停运全过程进行高效的烟气余热回收利用。
附图说明
图1为本发明基于两级汽液换热器的分控相变换热系统示意图。
附图标识
1、热源通液阀 2、热源换热器 3、蒸发液温度传感器
4、蒸发液液位传感器 5、升压泵 6、高温液箱温度传感器
7、高温液箱加热器 8、高温液箱 9、高温液箱液位传感器
14、高温热交换器 15、热源蒸汽压力传感器 16、热源排汽调节阀
17、冷源进汽调节阀 18、旁路汽流调节阀 19、排空阀
20、冷源换热器 21、补液阀 22、低温热交换器
23、低温液箱 24、低温液箱加热器 25、低温液箱温度传感器
26、循环泵 27、再循环调节阀
具体实施方式
下面结合图1对本发明的分控相变换热技术的系统组成、工作过程和特性进行进一步的说明：
热源换热器组由多个热源换热器并联组成，如图1中热源换热器组由两个热源换热器2并联组成，两个热源换热器2在下联箱分别连接有热源通液阀1，各自出口上联箱分别连接有蒸汽关断阀(图中未示出)，关闭热源换热器各自的热源通液阀和关断阀可以使该热源换热器从热源换热器组中隔离出来。
热源换热器从外部吸收热源放热流体烟气(热源流体也可为生产工艺尾气等)的热量，使其内部的蒸发液(系统内部循环工质为水，也可使用氟利昂、氨等)蒸发为蒸汽，各热源换热器产生的蒸汽经过前述蒸汽关断阀后汇集起来进入热源蒸汽母管，通过安装在该热源蒸汽母管上的热源排汽调节阀16后又分为两路。
该热源蒸汽其中一路经旁路汽流调节阀18后进入低温液箱23，之后由连接管路依次进入低温热交换器22和冷源换热器20下联箱，该蒸汽在冷源换热器20将释放的热量传递给冷源吸热流体，同时冷凝为冷凝液，然后从冷源换热器20下联箱由前述连接管路再依次返回进入低温热交换器22和低温液箱23。前述经旁路汽流调节阀18后进入低温液箱23的蒸汽，在由低温液箱23向冷源换热器20流动过程中，一直与前述冷凝液进行着换热，蒸汽被冷却且部分被凝结，同时放出热量加热前述冷凝液，降低了冷凝液的过冷度。
热源排汽调节阀16后的该热源蒸汽另一路进入高温热交换器14进行换热。高温热交换器14可以为混合式换热器也可以为表面式换热器，从高温热交换器14换热后的蒸汽降低了过热度，再流经冷源进汽调节阀17后，进入冷源换热器20的上联箱。
该蒸汽在冷源换热器20将释放的热量传递给冷源吸热流体，同时冷凝为冷凝液，然后从冷源换热器20下联箱由前述连接管路依次进入低温热交换器22和低温液箱23。该冷凝液在冷源换热器20、低温热交换器22以及流向低温液箱23的连接管路及设备中，可与前述流经旁路汽流调节阀18、低温液箱23、低温热交换器22后进入冷源换热器20的蒸汽换热，通过该逆流换热过程，冷凝液降低了过冷度。
从低温液箱23流出的冷凝液经循环泵26升压后进入高温热交换器14，与前述进入高温热交换器14的蒸汽换热，通过换热该冷凝液降低了过冷度，之后进入高温液箱8。
从高温液箱8流出的冷凝液经升压泵5升压后分为两路。其中一路依次经再循环调节阀27、低温热交换器22返回到低温液箱23；另一路分别经由热源通液阀1进入两个并联的热源换热器2的下联箱，在热源换热器吸热成为蒸发液。该蒸发液吸热蒸发后进入热源换热器上联箱开始新的传热循环。
前述冷源换热器20可由多组加装出、入口隔离阀门的换热器分组并联构成冷源换热器组，并联的每分组均可通过关闭出、入口隔离阀门使之与母管系统隔离。
蒸发液温度传感器3安装在热源换热器上，用于测量监控各自热源换热器内部的温度。
蒸发液液位传感器4安装在热源换热器2上，用于测量监控各自热源换热器内部的液位。
热源蒸汽压力传感器15安装在热源排汽调节阀16前的热源蒸汽母管上，用于测量监控热源蒸汽母管内的蒸汽压力。
高温液箱8上安装有高温液箱温度传感器6和高温液箱液位传感器9，分别用于测量监控高温液箱8内的温度和液位；安装在高温液箱8上的高温液箱加热器7可用于高温液箱8内的冷凝液温度过低时，加热该冷凝液以降低其过冷度。
低温液箱23上安装有低温液箱温度传感器25和低温液箱加热器24，分别用于测量监控低温液箱23内的温度和在低温液箱23内的冷凝液温度过低时，加热该冷凝液以降低其过冷度。
排空阀19安装在冷源进汽调节阀17与冷源换热器20的换热器分组入口隔离阀门之间的蒸汽母管上，用于排出系统内的不凝气体。
补液阀21安装在低温液箱加热器24上，用于向系统内添加和补充循环液工质。
系统的运行控制工作过程和特性为：
热源通液阀1的开度可分别依据蒸发液液位传感器4的测量信号进行控制，当蒸发液液位传感器测得的液位高于蒸发液液位设定值时，热源通液阀关小，反之开大，以保持该液位与该设定值的一致。
热源排汽调节阀16的开度可依据热源蒸汽压力传感器15和蒸发液温度传感器3的测量信号进行综合控制，控制系统对测量信号进行综合运算后，输出对热源排汽调节阀16的开度控制指令。蒸发液温度传感器的测量信号进行比较，二者的较小值或平均值作为被控制参数，与热源蒸发液温度的设定值进行控制运算，计算结果的输出信号来控制调节热源排汽调节阀16的开度，以保持该被控制参数与该热源蒸发液温度设定值的一致。
若该被控制参数与该热源蒸发液温度设定值的偏差大于设定值时，将发出禁止循环泵26启动运行、全开再循环调节阀27、热源通液阀1的指令，将系统的存水都排放到低温液箱23。
当热源蒸汽压力传感器15测量的蒸汽压力与热源蒸汽压力的设定值发生偏差，则控制系统相应调节气流调节阀的开度，以纠正该运行偏差，使测量值与设定值保持一致。
冷源进汽调节阀17和旁路汽流调节阀18的开度依据低温液箱温度传感器25的测量信号进行控制，当低温液箱温度传感器25的测量值低于低温液箱温度设定值时，冷源进汽调节阀17的开度减小，同时旁路汽流调节阀18的开度开大，以使更多的热源蒸汽与冷凝液发生逆流换热，提高冷凝液的温度，降低冷凝液的过冷度。
当低温液箱温度传感器25的测量值低于低温液箱温度设定值的偏差值大于设定值一时，将发出报警信号，提示是否投入低温液箱加热器24以降低该偏差；当该偏差值进一步加大到大于设定值二时，将发出禁止循环泵26启动运行的指令。
再循环调节阀27的开度依据高温液箱液位传感器9测量的液位信号进行控制，以保持高温液箱液位测量值与高温液箱液位设定值一的一致。当高温液箱液位测量值低于高温液箱液位设定值一时，再循环调节阀27的开度开大，反之关小。当高温液箱液位传感器9的测量值低于设定值二时，将发出禁止升压泵5启动运行的指令。
当高温液箱温度传感器6的测量值低于高温液箱温度设定值的偏差值大于设定值一时，将发出报警信号，提示是否投入高温液箱加热器7以降低该偏差；当该偏差值进一步加大到大于设定值二时，将发出全开再循环调节阀27的指令，将存水都排放到低温液箱23。
循环泵26的出口管道可以设置调节阀门，以方便调节循环液流量的平衡，增加系统设计的灵活性。低温液箱23可以设置液位计，以监控低温液箱23内的液位，并且当该液位低于设定值时，禁止循环泵26的启动运行。
Claims (10)
1.一种基于两级汽液换热器的分控相变换热系统，该系统包括热源换热器（2）、冷源换热器（20）和低温液箱（23），其特征在于，所述系统还包括高温换热器（14）、低温换热器（22）和高温液箱（8）；
所述热源换热器（2）顶部的热源蒸汽母管经热源排汽调节阀（16）后分为两支管，其中第一蒸汽管支管经高温换热器（14）与冷源换热器（20）的上集箱连通，并且在高温换热器（14）与冷源换热器（20）之间设置冷源进汽调节阀（17），第二蒸汽管支管经低温液箱（23）和低温换热器（22）与冷源换热器（20）的下集箱连通，并且在低温液箱（23）前设置旁路汽流调节阀（18）；
所述低温液箱（23）经冷凝液管路与高温换热器（14）连通，所述的高温换热器（14）底部经冷凝液管路与高温液箱（8）连通，高温液箱（8）底部的冷凝液管路分成两支管，其中第一冷凝管支管与低温换热器（22）连通，并且在该支路上设置再循环调节阀（27），第二冷凝管支管与热源换热器（2）的下集箱连通，并且在该支路上设置热源通液阀（1）。
2.根据权利要求1所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统，其特征在于，所述热源换热器（2）和冷源换热器（20）分别为两个或以上，
所述两个或以上的热源换热器（2）之间采取并联设置，并且在两个或以上的热源换热器（2）与第二冷凝管支管之间的相互并联的冷凝管支管上设有热源通液阀（1）和隔离阀，在两个或以上的热源换热器（2）与热源蒸汽母管之间的相互并联的蒸汽管支管上设有隔离阀；
所述两个或以上的冷源换热器（20）之间采取并联设置，并且在第一蒸汽管支管和两个或以上的冷源换热器（20）之间的相互并联的蒸汽管支管和两个或以上的冷源换热器（20）与低温换热器（22）之间的相互并联的冷凝管支管上分别设有隔离阀。
3.根据权利要求2所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统，其特征在于，
所述冷源换热器（20）的并联蒸汽管支管隔离阀和冷源进汽调节阀（17）之间设置排空阀（19），用于排出系统内的不凝气体；
所述低温液箱（23）和高温换热器（14）之间的冷凝液管路上设置循环泵（26）；
所述高温液箱（8）底部的冷凝液管母管上设置升压泵（5）；
所述高温液箱（8）内部设置高温液箱加热器（7），用于加热高温液箱（8）内的冷凝液，以降低其过冷度；
所述低温换热器（22）上设有补液阀（21），用于向系统内添加循环液工质；
所述低温换热器（22）内部设有低温液箱加热器（24），用于加热低温液箱（23）内的冷凝液，以降低其过冷度。
4.根据权利要求2所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统，其特征在于，
所述热源换热器（2）的吸热管束中设置蒸发液温度传感器（3），用于测量监控各自热源换热器内部的温度；
所述热源换热器（2）上设有蒸发液液位传感器（4），所述蒸发液液位传感器（4）的上端与热源换热器（2）的上集箱连接，蒸发液液位传感器（4）的下端与下集箱连接，用于测量监控各自热源换热器内部的液位；
所述热源换热器（2）并联蒸汽管支管上隔离阀和热源排汽调节阀（16）之间设置热源蒸汽压力传感器（15），用于测量监控热源蒸汽母管内的蒸汽压力；
所述高温液箱（8）上设置高温液箱温度传感器（6）和高温液箱液位传感器（9），分别用于测量监控高温液箱（8）内的温度和液位；
所述低温液箱（23）上设置低温液箱温度传感器（25），用于测量监控低温液箱（23）的温度。
5.一种基于权利要求1至4之一的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，该方法包括以下步骤：
通过热源换热器（2）从外部热源流体吸收热量，使其内部的液体蒸发为蒸汽，该蒸汽经热源排汽调节阀（16）后分为两路，其中一路进入高温换热器（14），与从低温液箱（23）进入高温换热器（14）的冷凝液进行热交换，以降低蒸汽的过热度和冷凝液的过冷度，经热交换后的蒸汽进入冷源换热器（20）冷凝为冷凝液，同时将热量释放给外部冷源流体；另外一路蒸汽经旁路汽流调节阀（18）、低温液箱（23）和低温换热器（22）进入冷源换热器（20）的下集箱，该蒸汽上行进入下集箱的过程中与下行经低温换热器（22）进入低温液箱（23）的冷凝液发生热交换，蒸汽冷凝放出热量，同时降低了冷凝液的过冷度；未凝结的蒸汽进入冷源换热器（20）后冷凝放出热量，以继续降低冷凝液的过冷度，
所述从低温液箱（23）进入高温换热器（14）的冷凝液热交换后得到的冷凝液过冷度降低，该冷凝液经高温液箱（8）后分成两路，其中一路进入热源换热器（2）的下集箱，另外一路经再循环调节阀（27）进入低温换热器（22）。
6.根据权利要求5所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，其特征在于：
所述高温换热器（14）为混合式换热器或表面式换热器。
7.根据权利要求6所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，其特征在于，所述热源通液阀（1）的开度控制步骤为：
热源通液阀（1）的开度依据蒸发液液位传感器（4）的测量信号进行控制，当蒸发液液位传感器（4）测得的液位高于蒸发液液位设定值时，热源通液阀关小，反之开大，以保持该液位与该设定值的一致。
8.根据权利要求6所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，其特征在于，热源排汽调节阀（16）的开度的控制步骤为：
热源排汽调节阀（16）的开度依据热源蒸汽压力传感器（15）和蒸发液温度传感器（3）的测量信号值进行综合控制，控制系统对测量信号值进行综合运算后，输出对热源排汽调节阀（16）的开度控制指令，以保持该测量信号值与控制系统的设定值的一致；
当该测量信号值与相应设定值的偏差大于偏差设定值时，将发出禁止升压泵（5）循环泵（26）启动运行、全开再循环调节阀（27）和全开热源通液阀（1）的指令，将系统的存水都排放到低温液箱（23）。
9.根据权利要求6所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，其特征在于，冷源进汽调节阀（17）和旁路汽流调节阀（18）的开度控制步骤为：
冷源进汽调节阀（17）和旁路汽流调节阀（18）的开度通过低温液箱温度传感器（25）的测量信号进行控制；
当低温液箱温度传感器（25）的测量值低于低温液箱（23）温度设定值时，冷源进汽调节阀（17）的开度减小，同时旁路汽流调节阀（18）的开度开大，以使更多的热源蒸汽与冷凝液发生逆流换热，提高冷凝液的温度，降低冷凝液的过冷度；
当低温液箱温度传感器（25）的测量值低于低温液箱（23）温度设定值的偏差值大于设定值一时，将发出报警信号，提示启动低温液箱加热器（24）以降低该偏差；当该偏差值进一步加大到大于设定值二时，发出禁止循环泵（26）启动运行的指令。
10.根据权利要求6所述的基于两级汽液换热器的分控相变换热系统的换热方法，其特征在于，再循环调节阀（27）开度的控制步骤为：
再循环调节阀（27）的开度通过高温液箱液位传感器（9）测量的液位信号进行控制，以保持高温液箱（8）液位测量值与高温液箱（8）液位设定值一致；
当高温液箱液位测量值低于高温液箱液位设定值一时，再循环调节阀（27）的开度开大，反之关小，当高温液箱液位传感器（9）的测量值低于设定值二时，将发出禁止升压泵（5）启动运行的指令；
当高温液箱温度传感器（6）的测量值低于高温液箱温度设定值的偏差值大于设定值一时，将发出报警信号，提示启动高温液箱加热器（7）以降低该偏差；当该偏差值进一步加大到大于设定值二时，将发出全开再循环调节阀（27）的指令，将存水都排放到低温液箱（23）。
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN103063067B (zh) * | 2011-10-21 | 2014-09-24 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种分级换热的分控相变换热系统及换热方法 |
| CN102435083A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-05-02 | 大连熵立得传热技术有限公司 | 热管壁温可控的分体式热管换热器 |
| CN103808178B (zh) * | 2012-11-09 | 2016-02-24 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种基于分级组合换热的分控相变换热系统及换热方法 |
| CN112393333A (zh) * | 2017-10-30 | 2021-02-23 | 浙江三花智能控制股份有限公司 | 空调器 |
| CN108678820B (zh) * | 2018-07-16 | 2024-04-16 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种兼顾火电空冷凝汽器安全度夏与电力调峰的装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1293279A (en) * | 1969-11-15 | 1972-10-18 | Magyar Hajo Es Darugyar | Heat transfer apparatus for the utilization of the heat content of exhaust gases |
| CN101140148A (zh) * | 2007-10-23 | 2008-03-12 | 林光舜 | 一种烟气余热回收方法及其装置 |
| CN101324408A (zh) * | 2008-08-04 | 2008-12-17 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热回收方法 |
| CN201246987Y (zh) * | 2008-06-20 | 2009-05-27 | 王云龙 | 相变换热器 |
| CN101915515A (zh) * | 2010-08-30 | 2010-12-15 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝焙烧炉烟气余热回收方法 |
| CN201867101U (zh) * | 2010-10-19 | 2011-06-15 | 上海成信建业节能科技有限公司 | 远距离传热的热交换系统装置 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5723792A (en) * | 1980-06-26 | 1982-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | Heat exchanging apparatus |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1293279A (en) * | 1969-11-15 | 1972-10-18 | Magyar Hajo Es Darugyar | Heat transfer apparatus for the utilization of the heat content of exhaust gases |
| CN101140148A (zh) * | 2007-10-23 | 2008-03-12 | 林光舜 | 一种烟气余热回收方法及其装置 |
| CN201246987Y (zh) * | 2008-06-20 | 2009-05-27 | 王云龙 | 相变换热器 |
| CN101324408A (zh) * | 2008-08-04 | 2008-12-17 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热回收方法 |
| CN101915515A (zh) * | 2010-08-30 | 2010-12-15 | 中国铝业股份有限公司 | 一种氧化铝焙烧炉烟气余热回收方法 |
| CN201867101U (zh) * | 2010-10-19 | 2011-06-15 | 上海成信建业节能科技有限公司 | 远距离传热的热交换系统装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭57-23792A 1982.02.08 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109253515A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种冷冻水恒温装置及其控制方法 |
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