CN102589121A - 一种厢式蒸汽热循环基站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用热源充热的厢式蒸汽热循环基站，包括具有入水口和出水口的箱体及设置在箱体内的充热系统，该充热系统的进口和出口伸出箱体外，且充热系统为“S”形排列在箱体下部的金属管。本发明利用了工业副产品开发、热能配送取代锅炉、配送设计环保高效等产业融合、系统环保的设计理念，使用设备、制造、操作的环保无害设计，具有加热速度快，热效率高、容积率大、操作简便、成本低廉、环保等诸多优点。

Description

一种厢式蒸汽热循环基站

技术领域

本发明涉及一种厢式蒸汽热循环基站，尤其涉及一种利用热源充热的厢式蒸汽热循环基站。

背景技术

厢式蒸汽热循环基站可供使用的热源主要有余热、蒸汽热等，其中，余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源，包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。余热可用于发电、驱动机械、加热或制冷等。余热的利用，不但有效减少一次能源消耗，而且能大大减轻对环境的热污染，所以工业余热又称为可再生资源。据不完全统计，我国的可资利用余热资源非常丰富，主要行业工业余热约占工业总能耗的15％。蒸汽热可来自市区热电厂的供暖或工业抽汽富余蒸汽等热能提供机构。

移动能源配送服务起源于移动供热项目，早期是利用高性能稀土相变材料建成的高效蓄热箱作为移动热站，回收工业余热，储存热能，销售给宾馆、洗浴中心等。逐步扩大工业余热的热源企业范围，加快蓄热设备的研发生产，形成初具规模的移动能源配送服务项目。

中国发明专利说明书CN 201476261U公开了一种智能移动供热设备，包括热量移动装置、充热系统和余热回收器，所述热量移动装置上设有充热系统，充热系统通过管道分别与余热回收器和工业废水或废热排放管道连接，余热回收器的上下端分别与工业炉窑烟气排放管道和烟囱相连通，所述充热系统包括壳体，壳体两个侧面的中部均设有水管，壳体的内部均匀分布有若干换热管，换热管与壳体之间以及相对应的两个换热管之间均填充有储热物质，换热管的两端均设有管板。在具体使用时，当充热系统充热时，充热系统将余热回收器回收的热量储存于储热物质中，热交换器放热时与冷水管道相同储热物质放热，加热后热水从充热系统的另一端水管流入热水用户。该装置由于需要利用储能材料进行储能，吸热过程和放热过程慢，且热效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种厢式蒸汽热循环基站，可直接加热冷水，无需储能材料进行储能，热效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种厢式蒸汽热循环基站，一种厢式蒸汽热循环基站，包括具有入水口和出水口的箱体及设置在箱体内的充热系统，所述充热系统的进口和出口伸出所述箱体外，其特征在于：所述充热系统为“S”形排列在所述箱体下部的金属管。

作为本发明的进一步改进，所述金属管为波纹管，沿所述充热系统进口轴线对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述箱体下部设有平行于所述金属管的入水管，所述入水管连接所述入水口并开设有若干可喷向所述金属管的喷射孔。

作为本发明的进一步改进，所述金属管为两层，所述入水管位于所述两层金属管之间。

作为本发明的进一步改进，在所述箱体上设有抽水口，所述抽水口连接有可转动的吸水管。

作为本发明的进一步改进，所述吸水管上固定有漂浮件，以使所述吸水管的吸水口位于水面的漂浮物以下。

作为本发明的进一步改进，所述抽水口连通有热水管路，该热水管路依次经过热水阀门(A)、水泵、出水阀门(B)连通至所述出水口；所述入水口处连通有冷水管路，该冷水管路经冷水阀门(C)连接至冷水入口。

作为本发明的进一步改进，所述入水口还连通有冷水支路，该冷水支路经支路阀门(D)连接到热水阀门(A)与水泵之间的热水管路上。

作为本发明的进一步改进，所述水泵与所述出水阀门B之间的热水管路上连通有回水支路，该回水支路经由回水阀门(E)连接至所述入水口。

作为本发明的进一步改进，在所述箱体底部设有放水口，该放水口连通有放水管路，该放水管路经放水阀门(F)连通到支路阀门(D)与水泵之间的冷水支路上。

作为本发明的进一步改进，在所述抽水口上设置有角位移监控器；在所述出水口处设置有超声波热量表。

作为本发明的进一步改进，所述箱体的侧壁由碳钢骨架及贴于碳钢骨架内侧的不锈钢板构成。

作为本发明的进一步改进，所述不锈钢板呈波浪形。

作为本发明的进一步改进，所述不锈钢板的每个远离碳钢骨架的波峰与所述箱体碳钢骨架之间放置有蓄热材料袋。

作为本发明的进一步改进，一种使用如上述厢式蒸汽热循环基站的热水供应方法，包括具有冷水入口和出水口的箱体、“S”形排列在该箱体下部的金属管，该金属管的进口和出口伸出箱体外；该方法包括如下步骤：

A、将冷水通过冷水入口加入到箱体内；

B、将热源接入金属管进口进行充热；

C、冷水加热到设定的温度后，断开热源；

D、将载有热水的箱体运输到需热站；

E、将热水从出水口供应给需热站。

作为本方法的进一步改进，在步骤B后可增加将水从箱体顶部抽水口抽出回送入入水口的步骤。

作为本方法的进一步改进，在所述步骤E中，在将热水从所述出水口供应给所述需热站的同时，将所述需热站的冷水接入箱体冷水入口。

作为本方法的进一步改进，在所述步骤E中，将热水与冷水混成设定的温度供应给所述需热站。

本发明与现有技术相比，由于充热系统直接设置在箱体下部内，充热系统的入口与具有余热的气体或液体连接后，热量通过金属管传递给箱体内的冷水，且从下而上加热冷水，加热速度快，热效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的立体示意图。

图3是本发明图2的俯视示意图。

其中，1-箱体；2-抽水口；3-漂浮区；4-吸水管；5-漂浮件；6-吸水口；7-泄压孔；8-污水出口；9-净水区；10-沉淀区；11-角位移监控器；12-入水口；13-碳钢骨架；14-不锈钢板；15-水泵；16-入水管；17-充热系统；18-蓄热材料袋；19-放水口；20-框架板；21-冷水入口；22-进口；23-出口；24-出水口；A-热水阀门；B-出水阀门；C-冷水阀门；D-支路阀门；E-回水阀门；F-放水阀门，G-进口阀门。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。

如图1至图3所示，一种可用热源充热的厢式蒸汽热循环基站，包括箱体1、设置在箱体1内的充热系统和入水管16，使用的热源可以来自余热供应站具有余热的气体或液体，也可以为来自市区热电厂的供暖或工业抽汽富余蒸汽等热能提供机构的蒸汽热，本基站优选使用0.6MP压力以下的蒸汽蓄热。

其中，箱体1具有入水口12和出水口24，在出水口24处设置有超声波热量表，用于实时监测出水流量。在箱体1的顶部设置抽水口2，为了保证能从箱体1的抽水口2处得到更纯净的水，抽水口2连接有可转动的吸水管4，吸水管4上固定有漂浮件5，不论水位多高，漂浮件5都可使吸水管4的吸水口6位于水面漂浮区3的漂浮物以下，可以在抽水口2上设置角位移监控器，可实时监测抽水口2所处的水位情况。同时，箱体1的顶部设有泄压孔7，泄压孔7优选自动压盖式，当箱体内压力超过一定限度时，泄压孔7自动开启卸压，以防止箱体损坏，当压力释放后泄压孔7自动扣合。箱体1的侧壁由碳钢骨架13和贴于碳钢骨架13内侧的不锈钢板14构成，材料优选304不锈钢板，因为304不锈钢板不会污染选择的水质，另外，不锈钢板14呈波浪形，这种波浪形设计既能够缓冲变形力，消除冲击压力，提高抗变形刚度，又能形成软水垢的附着壁，减少散落絮状水垢漂浮，另外，箱体1内部的顶层和底层也为不锈钢板，优选304不锈钢板，顶层、底层的不锈钢板和侧壁的不锈钢板14采用搭接焊接工艺，不锈钢板在箱体1的拐角处呈圆弧状，圆弧状可有效的缓解箱体1在运输过程中的震动，这种组合结构能大大提高箱体1的容积率，可达到90％以上。在不锈钢板14的每个远离碳钢骨架13的波峰与碳钢骨架13之间放置有蓄热材料袋18，蓄热材料袋18可对水进行传导加热，优选为耐高温、耐高压、耐钢针的蓄热材料袋。箱体1内部空间设有网格状框架板20，这些框架20可保证运输中的重心和变向扭矩稳定，在网格状框架板20的横向框架板上设置有蜂窝状的孔，这样箱体内的水在运输过程中可通过蜂窝状的孔前后渗透，而不发生水在箱体内前后晃动的情况。在箱体1的底端设置有放水口19，其位置优选在与污水出口8相对应的斜对角线的位置，需要时可从箱体1的底部放水。箱体1的内部水区可分成3个部分：水中比重较轻的漂浮物处于水区最上部的漂浮区3；当有水垢时水垢处于水区最下部的沉淀区10；中部的水区为干净的净水区9。箱体1外侧可包裹有复合彩钢保温装饰材料，优选聚苯乙烯挤塑板。

充热系统具有伸出箱体1外的进口22和出口23，为“S”形排列在箱体1下部的金属管17，此金属管17可为波纹管，沿进口22的轴线对称设置。为了保证金属管17的干净，金属管17最好位于沉淀区10的上方。

入水管16设置在箱体1内的下部且平行于金属管17，入水管16连接箱体1的入水口12并开设有若干可喷向金属管17的喷射孔，在进水时水因水压通过这些喷射孔喷出，喷射到金属管17的外壁上对其进行喷淋，进而水进入箱体1内，这种喷淋设计在充热时既可以达到很好的热量交换，实现冷水置换热水，既可吹散金属管17的表面因充热产生的阻碍传热的气泡射流，加快对流和传热，又可冲刷金属管17以达到清洗金属管17的作用，日久产生的水垢随着重力作用可沉淀到箱体1的最底部，需要时可打开污水出口8排除污垢，污水出口8的优选位置设置在与吸水口6垂直对应的箱体1底部的区域处。为了达到更好的热量交换，金属管17为两层，入水管16位于两层金属管17之间，入水管16的喷射孔可喷向两层金属管17。这种布局可使充放热时间缩短、加快进冷水、提高了放热量。

厢式蒸汽热循环基站具有各种管路，热水管路从抽水口2经由热水阀门A、水泵15、出水阀门B连通到出水口；冷水管路从冷水入口21经冷水阀门C连通到入水口12；冷水支路从入水口12经支路阀门D连通到热水阀门A与水泵15之间的热水管路上；回水支路从水泵15与出水阀门B之间的热水管路上经回水阀门E连通到入水口12；放水支路从放水口19经放水阀门F连通到支路阀门D与水泵15之间的冷水支路上；充热管路从进口22经进口阀门G连通到金属管17的一端上；蒸馏水管路从金属管17的另一端连通到出口23；在热水管路与冷水支路的交点处可设置一混水阀，用来得到设定温度的热水；在放水管路与冷水支路的交点处可另设置一混水阀，用来得到设定温度的热水；也可将热水管路、冷水支路和放水支路共同交于一点，在交点处设置一混水阀，用来得到设定温度的热水。

进水时，将冷水接入冷水入口21，打开冷水阀门C，冷水从冷水进口21处通入，顺冷水管道进入入水口12，进入箱体1内，作为优选方式，冷水进入入水口12后可沿着入水口12与进水管16间的连通管路进入冷水管16，进而进入箱体1内。充热时，将热源接入金属管17的进口22，打开进口阀门G，热源沿充热管道进入金属管17进行充热，此时，可打开热水阀门A和回水阀门E，使水从抽水口2处抽出，经水泵15送入回水支路，进而进入进水管16对金属管17进行喷淋热交换，这样可使箱体1内的水上下形成流通，迅速完成充热，其充热过程中金属管17冷凝的纯净水由金属管17的出口23排出，对这些纯净水进行回收可再次利用，提升产业价值。待冷水加热到设定的温度后，充热完成，关闭进口开关G断开热源，同时关闭其它之前已打开的阀门。将厢式蒸汽热循环基站运输到需热站的客户那，对客户供应热水时，可根据客户的需要供应设定温度的热水，打开热水阀门A和出水阀门B，热水可经热水管道从出水口24流出，当不需要这么高温度的时候，可将客户处的冷水接入冷水进口21，打开冷水阀门C和支路阀门D，冷水沿冷水支路与热水管道的热水进行混合，从出水口24输出，当箱体1内水位较低时，可关闭热水阀门A，打开放水阀门F直接从箱体1底部放水，与冷水支路的冷水混合后从出水口24输出，当放水支路的水温直接满足客户需求时，可不打开支路阀门D，热水直接从出水口24处输出。

本发明的上述结构设计，利用了工业副产品开发(余热利用)、热能配送取代锅炉(城市大气保护)、配送设计环保高效(服务业高科技应用)等产业融合、系统环保的设计理念，使用设备、制造、操作的环保无害设计，克服了现有技术中①设备充热时间长，经常发生箱体溢水，充热管路内漏蓄热材料污染水质，冷凝口等管口漏滴水；②充、放热过程中，容器内部压力变化很大，箱体外形和内部构件变形大，设备安全、稳定操作保证弱，经常出现箱体变形、滴漏，不得不在使用几个月就拆装维修；③放热时间长，又有加热时产生的水垢、水锈等杂质造成供热水质污染严重；④放热时，热水温度波动很大，加热效率低，加热水量少，水温和流量计量、监控设计原始、混乱；⑤制造成本、和后期使用费用过高，推广和应用性不强；⑥设备使用稳定性和性价比不高，致使不能广泛应用于新能源、节能环保产业化等方面的不足。

Claims (32)

1.一种厢式蒸汽热循环基站，包括具有入水口和出水口的箱体及设置在箱体内的充热系统，所述充热系统的进口和出口伸出所述箱体外，其特征在于：所述充热系统为“S”形排列在所述箱体下部的金属管。

2.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述金属管为波纹管，沿所述充热系统进口轴线对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述金属管设置在箱体1内沉淀区的上方。

4.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述箱体下部设有平行于所述金属管的入水管，所述入水管连接所述入水口并开设有若干可喷向所述金属管的喷射孔。

5.根据权利要求4所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述金属管为两层，所述入水管位于所述两层金属管之间。

6.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：在所述箱体上设有抽水口，所述抽水口连接有可转动的吸水管。

7.根据权利要求6所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述吸水管上固定有漂浮件，以使所述吸水管的吸水口位于水面的漂浮物以下。

8.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述箱体的顶部设有泄压孔。

9.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述泄压孔为自动压盖式泄压孔。

10.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：在所述箱体底部设有污水出口。

11.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述污水出口位于与所述吸水口垂直对应的箱体底部区域。

12.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述抽水口连通有热水管路，该热水管路依次经过热水阀门(A)、水泵、出水阀门(B)连通至所述出水口；

所述入水口处连通有冷水管路，该冷水管路经冷水阀门(C)连接至冷水入口。

13.根据权利要求12所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：

所述入水口还连通有冷水支路，该冷水支路经支路阀门(D)连接到热水阀门(A)与水泵之间的热水管路上。

14.根据权利要求12所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：在所述支路阀门、所述热水阀门与所述水泵之间的管路交点处设置混水阀。

15.根据权利要求12所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述水泵与所述出水阀门B之间的热水管路上连通有回水支路，该回水支路经由回水阀门E连接至所述入水口。

16.根据权利要求12所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：在所述箱体底部上方设有放水口，该放水口连通有放水管路，该放水管路经放水阀门(F)连通到支路阀门(D)与水泵之间的冷水支路上。

17.根据权利要求16所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述放水口位于与所述污水出口相对应的斜对角线位置。

18.根据权利要求16所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：在所述放水阀门、所述热水阀门与所述水泵之间的管路交点处设置混水阀。

19.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：在所述抽水口上设置有角位移监控器；在所述出水口处设置有超声波热量表。

20.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述箱体的侧壁由碳钢骨架及贴于碳钢骨架内侧的不锈钢板构成。

21.根据权利要求20所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述不锈钢板为304不锈钢板，所述箱体内部的顶层和底层也为304不锈钢板，所述304不锈钢板在所述箱体的拐角处呈圆弧状。

22.根据权利要求20所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述不锈钢板呈波浪形。

23.根据权利要求22所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述不锈钢板的每个远离所述碳钢骨架的波峰与所述箱体碳钢骨架之间放置有蓄热材料袋。

24.根据权利要求23所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述蓄热材料袋为耐高温、耐高压、耐钢针的蓄热材料袋。

25.根据权利要求1所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述箱体内部设有网格状框架板。

26.根据权利要求25所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述网格状框架板的横向框架板上设置有蜂窝状的孔。

27.根据权利要求1至26中任一项所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述箱体外侧包裹有复合彩钢保温装饰材料。

28.根据权利要求27中任一项所述的一种厢式蒸汽热循环基站，其特征在于：所述复合彩钢保温装饰材料为聚苯乙烯挤塑板。

29.一种使用如权利要求1所述厢式蒸汽热循环基站的热水供应方法，包括具有冷水入口和出水口的箱体、“S”形排列在该箱体下部的金属管，该金属管的进口和出口伸出箱体外；该方法包括如下步骤：

A、将冷水通过冷水入口加入到箱体内；

B、将热源接入金属管进口进行充热；

C、冷水加热到设定的温度后，断开热源；

D、将载有热水的箱体运输到需热站；

E、将热水从出水口供应给需热站。

30.根据权利要求29所述的一种移动式热水供应方法，其特征在于：在步骤B后可增加将水从箱体顶部抽水口抽出回送入入水口的步骤。

31.根据权利要求29所述的一种移动式热水供应方法，其特征在于：在所述步骤E中，在将热水从所述出水口供应给所述需热站的同时，将所述需热站的冷水接入箱体冷水入口。

32.根据权利要求31所述的一种移动式热水供应方法，其特征在于：在所述步骤E中，将热水与冷水混成设定的温度供应给所述需热站。

Images