CN103063067A - 一种分级换热的分控相变换热系统及换热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于分级换热的分控相变换热系统及换热方法。所述系统包括冷源换热器、热源换热器、汽液换热器和贮液箱，冷源换热器的上集箱经汽液换热器出汽管与汽液换热器相连通；冷源换热器的下集箱和贮液箱的下部液侧分别经冷凝液管于汽液换热器相连通；贮液箱的上部汽侧与冷源换热器的上集箱相联通，热源换热器包括串联设置的低温级热源换热器和高温级热源换热器，低温级热源换热器和高温级热源换热器上的汽侧连通管合并为蒸汽管与汽液换热器的汽侧进汽口相连通；汽液换热器的液侧出口通过汽液换热器出液管与高温级热源换热器的上集箱相连通，并经高温级热源换热器和低温级热源换热器后通过溢流管与贮液箱的上部液侧连通。本装置效果更好。

Description

一种分级换热的分控相变换热系统及换热方法

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分级换热的分控相变换热系统及换热方法。

背景技术

在国内外强化传热技术以及专用于余热回收利用的技术中，利用汽体凝结和液体沸腾蒸发换热系数高且温度均匀的特点，开发出许多高效相变换热技术。

分控相变技术通过将传统统一的相变换热过程分为独立的单元和不同过程，根据需要分别控制不同单元的相变参数，从而使得相变换热的适应性和经济性得到很大的提高。分控相变换热系统可根据不同的使用条件，开发出不同的系统方案，以获得最佳的效果。

对于热源换热器尾部换热面来说，回收烟气的排烟温度较低，往往已接近烟气的酸露点，因而对换热器壁温的控制要求更高；在申请号为201110177569.1，主题为“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”的专利中，公开了一种实现了分控相变的方法，较好地解决了冷凝液过冷以及蒸汽过热的问题。但是在该发明中系统控制冷凝液过冷度时，主要靠冷凝液与热源换热器产生的蒸汽换热，热源换热负荷较低时，产生的蒸汽量不足，对过冷度的控制就有限；另外，之前系统的过冷液与蒸汽换热在升压泵前，在低负荷时，相对热源换热器的蒸发液仍然有过冷度；有过冷度的冷凝液直接进入外部烟气温度较低的热源换热器的末级受热面，末级受热面发生低温腐蚀的几率增大；热源换热器水位控制采用了水位计和液流调节阀，系统较为复杂，且液流调节阀关闭时升压泵易于发生汽蚀；热源换热器换热控制多采用内部循环工质的参数来控制换热器壁温，对于热流通量比较小或比较稳定的工况较好，壁温控制也比较稳定，但对于热流通量变化较大的工况，壁温波动范围也较大，因而设定的被调工质参数就可能常在最佳范围之外，影响系统的最佳经济性和安全性。

发明内容

本发明的目的在于为了克服上述问题，提供了一种基于分级换热的分控相变换热系统。

本发明的再一目的在于为了克服上述问题，提供了一种基于分级换热的分控相变换热方法。

为了实现上述目的，本发明提供的基于分级换热的分控相变换热系统包括冷源换热器11、热源换热器、汽液换热器21和贮液箱14，其中，冷源换热器11的上集箱经汽液换热器出汽管10与汽液换热器21相连通；冷源换热器11的下集箱和贮液箱14的下部液侧分别经冷凝液管16与汽液换热器21相连通；贮液箱14的上部汽侧与冷源换热器11的上集箱相联通，冷凝液管16上设有冷凝液温度传感器15，所述热源换热器上设有温度传感器；

所述热源换热器包括串联设置的低温级热源换热器4和高温级热源换热器25，所述低温级热源换热器4和高温级热源换热器25上的汽侧连通管合并为蒸汽管9与汽液换热器21的汽侧进汽口相连通；

所述汽液换热器21的液侧出口通过汽液换热器出液管23与高温级热源换热器25的上集箱相连通，并经高温级热源换热器25和低温级热源换热器4后通过溢流管3与贮液箱14的上部汽侧连通；

所述溢流管道3上设置一级或多级液封装置26，用于不同相变参数的热源换热器与冷源换热器相隔离；

所述的蒸汽管9上设置汽流调节阀8，用于调节蒸汽管9内蒸汽的流量，所述汽流调节阀8与汽流调节阀控制器7通讯相联。作为上述方案的一种改进，所述低温级热源换热器4的上集箱与高温级热源换热器25的上集箱通过汽侧连通管联通，低温级热源换热器4的下集箱与高温级热源换热器25的下集箱通过液侧连通管5联通；

或者，所述低温级热源换热器4的上集箱经液侧连通管5与高温级热源换热器25的下集箱连通；

或者，低温级热源换热器4的下集箱经液侧连通管5与高温级热源换热器25的的上集箱连通。

作为上述方案的又一种改进，所述低温级热源换热器4和溢流管道3之间设置贮液容器1，贮液容器1的汽侧和液侧分别与低温级热源换热器4的上集箱和下集箱连通。

所述溢流管道3或贮液容器1上设有溢水调节装置，用于调节热源换热器内的水位，使蒸发相变换热效率达到最佳状态。

作为上述方案的再一种改进，所述汽液换热器21汽侧的进汽口设置外接蒸汽管20)，外接蒸汽管20上设有外接汽流调节阀19；所述外接汽流调节阀19与外接汽流调节阀控制器18通讯相连。

作为上述方案的再一种改进，所述靠近冷源换热器11的汽液换热器出汽管10上设有冷源换热器内压力传感器12，用于测量冷源换热器内部汽体压力，

所述汽流调节阀8前的蒸汽管9上连接安装热源换热器内压力传感器6，用于测量反映热源换热器内部汽体压力；

所述低温级热源换热器4的换热器外壁上设有热源换热器壁温传感器2，用于测量低温级热源换热器外壁温度；

所述汽液换热器出液管23上设有汽液换热器出液温度传感器22，用于测量汽液换热器出液温度；

所述贮液箱14和汽液换热器21之间的冷凝液管16上设有升压泵17，所述冷源换热器11和升压泵17之间的冷凝液管16上设有冷凝液温度传感器15，用于测量冷源换热器11流出冷凝液的温度；

所述冷源换热器11的上集箱上设置冷源换热器排空阀，用于排出系统积存的不凝结气体；

所述升压泵17出口处的冷凝液管16上设置排液管，用于系统内液体排出系统；

所述汽液换热器出汽管10可连接一路蒸汽管与冷源换热器11的下联箱联通，能使蒸汽从冷源换热器11的下联箱进入冷源换热器11，这更有利于降低冷凝液的过冷度和排空冷源换热器11内的不凝气体。

作为上述方案的还一种改进，所述溢流管道3上设置一级或多级液封装置26，用于不同相变参数的热源换热器与冷源换热器相隔离；

所述溢流管道3或贮液容器1上设有溢水调节装置，用于调节热源换热器内的水位，使蒸发相变换热效率达到最佳状态。

本发明还提供了一种分级换热的分控相变换热系统的换热方法，所述方法包括以下步骤：

1)热源流体24依次流经高温级热源换热器25和低温级热源换热器4外表面，将热量传递给其内部的蒸发液，使蒸发液蒸发为蒸汽，所述蒸汽分别由高温级热源换热器25和低温级热源换热器4的上集箱流经汽侧连通管汇总进入到蒸汽管9，所述蒸汽经汽流调节阀8进入汽液换热器21，与流经汽液换热器21的冷凝液换热，将部分热量传递给冷凝液后经汽液换热器出汽管10进入冷源换热器11，通过冷源换热器11蒸汽将热量传递给流经冷源换热器11外表面的冷源流体13，所述蒸汽凝结为冷凝液；

2)步骤1)中所述的蒸汽凝结得到的冷凝液以及贮液箱14中的冷凝液经冷凝液管16进入汽液换热器21与流经的蒸汽换热，降低了过冷度，随后经汽液换热器出液管23依次进入高温级热源换热器25和低温级热源换热器4，在高温级热源换热器25和低温级热源换热器4中部分冷凝液蒸发为蒸汽进入蒸汽管9后实现步骤1)所述的循环，剩余的冷凝液经溢流管道3和液封装置26进入贮液箱14中实现冷凝液的再循环；

其中，所述气流调节阀8通过热源换热器壁温传感器2和热源换热器内压力传感器6的测量信号综合运算后进行控制。

作为上述方案的一种改进，所述步骤2)中高温级热源换热器25和低温级热源换热器4中剩余的冷凝液进入贮液容器1的冷凝液经溢流管道3和液封装置26进入贮液箱14，然后回到冷凝液管16再次循环。

作为上述方案的又一种改进，所述气流调节阀8由气流调节阀控制器7来控制开度，气流调节阀控制器7根据热源换热器壁温传感器2和热源换热器内压力传感器6的测量信号运算后来实施控制；

当热源换热器壁温传感器2测量的温度与气流调节阀控制器的设定值发生偏差，则气流调节阀控制器根据该偏差进行运算，计算出相应的用于纠正该运行偏差的调节气流调节阀的开度值，同时气流调节阀控制器根据微分运算热源换热器内压力传感器6的测量值的变化率，计算出相应调节气流调节阀的开度值，将上述两个值求和，得到最终调节气流调节阀开度的输出控制值；该控制值用于纠正偏差，使测量值与设定值保持一致；热源换热器壁温传感器2的温度设定值高于热源烟气酸露点2～30℃；

通过气流调节阀控制器的微分运算热源换热器内压力传感器6的测量值的变化率，发出调节气流调节阀开度的指令，以提高控制热源换热器内相变换热参数的速度，保障热源换热器的换热面壁温有足够的安全余量，不发生低温腐蚀。

作为上述方案的还一种改进，所述外接汽流调节阀19由外接汽流调节阀控制器18来控制开度，外接汽流调节阀控制器18根据汽液换热器出液温度传感器22测量信号进行控制；或者根据冷凝液温度传感器15的测量信号进行控制；或者根据液侧连通管5上安装的温度传感器测量的液体温度信号进行控制；

当测量的温度与外接汽流调节阀控制器18的设定值发生偏差，则外接汽流调节阀控制器18根据该偏差进行运算，计算出相应用于纠正该运行偏差的调节外接汽流调节阀19的开度值，作为控制值输出，调节外接汽流调节阀19的开度，使测量值与设定值保持一致；外接汽流调节阀控制器18的温度设定值高于热源烟气酸露点1～15℃；

将冷凝液温度传感器15测得的温度与冷源换热器内压力传感器12测得压力对应的饱和温度比较，若偏差超过设定值，将发出过冷度大报警信号，并提示及时排出冷源换热器内的不凝气体。

本发明的优点在于：

本发明将热源烟气侧的吸热换热器分级设置，并且改变常规的并联设置，将吸热换热器设置为两个或多个串联设置的换热器，其中包括高温级热源换热器25和低温级热源换热器4，系统中的冷凝液从高温级热源换热器25汽侧空间进入有利于降低冷凝液的过冷度，同时与热源流体24发生热交换，进一步降低冷凝液的过冷度，然后热源流体24流经低温级热源换热器4时虽然温度有所下降，但是由于进入低温级热源换热器4的冷凝液温度较高，因此低温级热源换热器4也不会发生腐蚀，因此，在本发明中通过串联设置换热器，使接近饱和温度的液体再进入低温级热源换热器时，能保障低温级热源换热器不受低温腐蚀的损害。

本发明引入外接汽源，将汽液换热器21置于升压泵17之后，可在冷源流体13和热源流体24温度不在设计值时，降低冷凝液相对于热源换热器压力的过冷度，有利于保护高温级热源换热器25不受低温腐蚀的损害。同时由于泵前液温较低，升压泵17发生汽蚀的几率减低。另外，本发明的外接气源系统可随时提高分控相变系统内部压力，增加系统内排出不凝气体的灵活性，当冷源换热器内压力提高到一定值时，设有水封的排空系统自动克服水封的水柱压力将气体排出系统。当压力降低到定值时，水封重新建立，避免外部空气进入到系统内，从而提高系统的换热效率和设备寿命。

本发明采用低温级热源换热器4的壁温和内部压力作为调节汽流调节阀8的综合控制信号源，对于热流通量变化较大的工况适应性增强，系统的最佳经济性和安全性得到提高。

本发明采用贮液容器1溢液控制的方式来控制热源换热器内的最佳液位，系统简单、稳定、可靠。冷凝液溢流回到贮液箱14，再进入升压泵17，形成冷凝液再循环系统，一定循环倍率的冷凝液通过反复与蒸汽换热，有利于降低冷凝液的过冷度。同时再循环系统可避免水泵流量低于最小流量，有利于防止升压泵17的汽蚀。

本发明通过汽液换热器出液温度传感器22测量的温度等，来控制外接汽源的供汽量，可自动适应机组运行参数的改变，提高了系统的经济性和安全性。

本发明通过将冷凝液温度传感器15测得的温度与冷源换热器内压力传感器12测得压力比较，可判断冷源换热器内不凝气体的数量，为及时排气提高系统换热效率提供了监控手段。

附图说明

图1为本发明的基于分级换热的分控相变换热系统的结构示意图。

1、贮液容器            2、热源换热器壁温传感器    3、溢流管道

4、低温级热源换热器    5、液侧连通管              6、热源换热器内压力传感器

7、汽流调节阀控制器    8、汽流调节阀              9、蒸汽管

10、汽液换热器出汽管                              11、冷源换热器

12、冷源换热器内压力传感器                        13、冷源流体

14、贮液箱             15、冷凝液温度传感器       16、冷凝液管

17、升压泵             18、外接汽流调节阀控制器

19、外接汽流调节阀     20、外接蒸汽管             21、汽液换热器

22、汽液换热器出液温度传感器                      23、汽液换热器出液管

24、热源流体           25、高温级热源换热器       26、液封装置

具体实施方式

根据本发明的分级换热的分控相变换热系统，所述系统包括汽液换热器21、低温级热源换热器4、高温级热源换热器25和冷源换热器11，所述系统还包括汽流调节阀8，外接汽流调节阀19，贮液容器1；

低温级热源换热器4的上集箱与高温级热源换热器25的上集箱通过汽侧连通管联通，低温级热源换热器4的下集箱与高温级热源换热器25的的下集箱通过液侧连通管5联通；也可以通过液侧连通管5联通低温级热源换热器4的上集箱与高温级热源换热器25的的下集箱；或者通过液侧连通管5联通低温级热源换热器4的下集箱与高温级热源换热器25的的上集箱；

前述热源换热器的上集箱汽侧连通管通过蒸汽管9与汽液换热器21的汽侧进汽口相连通，汽液换热器出汽管10使汽液换热器21的汽侧出汽口与冷源换热器11的上集箱相连通；汽流调节阀8安装在蒸汽管9上，汽流调节阀8与汽流调节阀控制器18通讯相联；

汽液换热器21汽侧的进汽口连接着外接蒸汽管20，外接蒸汽管20上安装有外接汽流调节阀19；外接汽流调节阀19与外接汽流调节阀控制器18通讯相联；

冷凝液管16联通着汽液换热器21的液侧入口与冷源换热器11的下集箱，升压泵17安装在冷凝液管16上；汽液换热器21的液侧出口通过汽液换热器出液管23与高温级热源换热器25的上集箱相联通；

贮液箱14的上部汽侧与冷源换热器11的上集箱相联通，贮液箱14的下部液侧与冷源换热器11和升压泵17之间的冷凝液管16相连通；

贮液容器1的上部汽侧与低温级热源换热器4的上集箱联通，贮液容器1的下部液侧与低温级热源换热器4的下集箱联通，贮液容器1的上部通过溢流管道3与贮液箱14的上部汽侧相联；在溢流管道3上可安装一级或多级液封装置26，以确保不同相变参数的热源换热器与冷源换热器相隔离；通过在溢流管道3或贮液容器1上安装溢水调节装置可调节热源换热器内的水位，确保使蒸发相变换热效率达到最佳状态。

所述冷源换热器11的上集箱上设置冷源换热器排空阀，用于排出系统积存的不凝结气体；

在所述汽流调节阀8前的蒸汽管9上连接安装有测量反映热源换热器内部汽体压力的热源换热器内压力传感器6，所述低温级热源换热器4的换热器外壁上安装有测量热源换热器外壁温度的热源换热器壁温传感器2；

在靠近冷源换热器11的汽液换热器出汽管10上连接安装有测量冷源换热器内部汽体压力的冷源换热器内压力传感器12，在冷凝液管16靠近冷源换热器11的位置连接安装有测量冷源换热器11流出冷凝液的温度的冷凝液温度传感器15；冷凝液温度传感器15也可安装在升压泵17和汽液换热器21之间的冷凝液管16上；

汽液换热器出液管23上连接安装有测量汽液换热器出液温度的汽液换热器出液温度传感器22。

汽液换热器出汽管10可连接一路蒸汽管与冷源换热器11的下联箱联通，能使蒸汽从冷源换热器11的下联箱进入冷源换热器11，这更有利于降低冷凝液的过冷度和排空冷源换热器11内的不凝气体。

在冷凝液管16靠近升压泵17出口的位置可设置排液管，以便系统内液体排出系统。

所述分级换热的分控相变换热系统启动后，热源流体24依次流经高温级热源换热器25和低温级热源换热器4外表面，同时将热量传递给其内部的蒸发液，使蒸发液蒸发为蒸汽，该蒸汽分别由高温级热源换热器25和低温级热源换热器4的上集箱流经汽侧连通管汇总进入到蒸汽管9；

随后该蒸汽经汽流调节阀8进入汽液换热器21，与流经汽液换热器21的冷凝液换热，将部分热量传递给冷凝液后经汽液换热器出汽管10进入冷源换热器11，通过冷源换热器11蒸汽将热量传递给流经冷源换热器11外表面的冷源流体13，凝结为冷凝液；

该冷凝液经冷凝液管16和升压泵17升压后进入前述汽液换热器21与流经的蒸汽换热，降低了过冷度，随后经汽液换热器出液管23进入高温级热源换热器25，一部分冷凝液在高温级热源换热器25蒸发进行下一循环，另一部分冷凝液经液侧连通管5进入低温级热源换热器4，进入低温级热源换热器4的冷凝液一部分蒸发进行下一循环，另一部分进入贮液容器1；

进入贮液容器1的冷凝液经溢流管道3和液封装置26进入贮液箱14，然后回到冷凝液管16再次循环；

当外接汽流调节阀19开启时，外接蒸汽经外接蒸汽管20和外接汽流调节阀19进入汽液换热器21汽侧，然后与流经汽液换热器21的冷凝液换热，将部分热量传递给冷凝液后经汽液换热器出汽管10进入冷源换热器11，加入到系统内部循环。

本发明的分级换热的分控相变换热系统的控制方法为：

气流调节阀8由气流调节阀控制器7来控制开度，气流调节阀控制器7根据热源换热器壁温传感器2和热源换热器内压力传感器6的测量信号综合运算后来实施控制；

当热源换热器壁温传感器2测量的温度与气流调节阀控制器的设定值发生偏差，则气流调节阀控制器根据该偏差进行运算，计算出相应可纠正该运行偏差的调节气流调节阀的开度值，同时气流调节阀控制器根据微分运算热源换热器内压力传感器6的测量值的变化率，计算出相应调节气流调节阀的开度值，将上述两个值求和即为最终调节气流调节阀开度的输出控制值；该控制值可纠正偏差，使测量值与设定值保持一致；热源换热器壁温传感器2的温度设定值高于热源烟气酸露点2～30℃；

通过气流调节阀控制器的微分运算热源换热器内压力传感器6的测量值的变化率，可快速发出调节气流调节阀开度的指令，以提高控制热源换热器内相变换热参数的速度，保障热源换热器的换热面壁温有足够的安全余量，不发生低温腐蚀；

外接汽流调节阀19由外接汽流调节阀控制器18来控制开度，外接汽流调节阀控制器18根据汽液换热器出液温度传感器22测量信号来实施控制；

当汽液换热器出液温度传感器22测量的温度与外接汽流调节阀控制器18的设定值发生偏差，则外接汽流调节阀控制器18根据该偏差进行运算，计算出相应可纠正该运行偏差的调节外接汽流调节阀19的开度值，作为控制值输出，调节外接汽流调节阀19的开度，使测量值与设定值保持一致；外接汽流调节阀控制器18的温度设定值高于热源烟气酸露点1～15℃；

将冷凝液温度传感器15测得的温度与冷源换热器内压力传感器12测得压力对应的饱和温度比较，若偏差超过设定值，将发出过冷度大报警信号，并提示及时排出冷源换热器内的不凝气体。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于分级换热的分控相变换热系统，所述系统包括冷源换热器(11)、热源换热器、汽液换热器(21)和贮液箱(14)，其中，冷源换热器(11)的上集箱经汽液换热器出汽管(10)与汽液换热器(21)相连通；冷源换热器(11)的下集箱和贮液箱(14)的下部液侧分别经冷凝液管(16)与汽液换热器(21)相连通；贮液箱(14)的上部汽侧与冷源换热器(11)的上集箱相联通，冷凝液管(16)上设有冷凝液温度传感器(15)；所述热源换热器上设有温度传感器，其特征在于，

所述热源换热器包括串联设置的低温级热源换热器(4)和高温级热源换热器(25)，所述低温级热源换热器(4)和高温级热源换热器(25)上的汽侧连通管合并为蒸汽管(9)与汽液换热器(21)的汽侧进汽口相连通；

所述汽液换热器(21)的液侧出口通过汽液换热器出液管(23)与高温级热源换热器(25)的上集箱相连通，并经高温级热源换热器(25)和低温级热源换热器(4)后通过溢流管(3)与贮液箱(14)的上部汽侧连通；

所述的蒸汽管(9)上设置汽流调节阀(8)，用于调节蒸汽管(9)内蒸汽的流量，所述汽流调节阀(8)与汽流调节阀控制器(7)通讯相联。

2.根据权利要求1所述的基于分级换热的分控相变换热系统，其特征在于，

所述低温级热源换热器(4)的上集箱与高温级热源换热器(25)的上集箱通过汽侧连通管联通，低温级热源换热器(4)的下集箱与高温级热源换热器(25)的下集箱通过液侧连通管(5)联通；

或者，

所述低温级热源换热器(4)的上集箱经液侧连通管(5)与高温级热源换热器(25)的下集箱连通；

或者，

所述低温级热源换热器(4)的下集箱经液侧连通管(5)与高温级热源换热器(25)的的上集箱连通。

3.根据权利要求1所述的基于分级换热的分控相变换热系统，其特征在于，所述低温级热源换热器(4)和溢流管道(3)之间设置贮液容器(1)，贮液容器(1)的汽侧和液侧分别与低温级热源换热器(4)的上集箱和下集箱连通。

4.根据权利要求1所述的基于分级换热的分控相变换热系统，其特征在于，

所述溢流管道(3)上设置一级或多级液封装置(26)，用于不同相变参数的热源换热器与冷源换热器相隔离；

所述溢流管道(3)或贮液容器(1)上设有溢水调节装置，用于调节热源换热器内的水位。

5.根据权利要求1所述的基于分级换热的分控相变换热系统，其特征在于，所述汽液换热器(21)汽侧的进汽口设置外接蒸汽管(20)，外接蒸汽管(20)上设有外接汽流调节阀(19)；所述外接汽流调节阀(19)与外接汽流调节阀控制器(18)和汽流调节阀(8)通讯相连。

6.根据权利要求1所述的基于分级换热的分控相变换热系统，其特征在于，

所述汽流调节阀(8)前的蒸汽管(9)上连接安装热源换热器内压力传感器(6)，用于测量反映热源换热器内部汽体压力；

所述低温级热源换热器(4)的换热器外壁上设有热源换热器壁温传感器(2)，用于测量低温级热源换热器外壁温度；

所述靠近冷源换热器(11)的汽液换热器出汽管(10)上设有冷源换热器内压力传感器(12)，用于测量冷源换热器内部汽体压力，

所述汽液换热器出液管(23)上设有汽液换热器出液温度传感器(22)，用于测量汽液换热器出液温度；

所述贮液箱(14)和汽液换热器(21)之间的冷凝液管(16)上设有升压泵(17)，所述冷源换热器(11)和升压泵(17)之间的冷凝液管(16)上设有冷凝液温度传感器(15)，用于测量冷源换热器(11)流出冷凝液的温度；

所述冷源换热器(11)的上集箱上设置冷源换热器排空阀，用于排出系统积存的不凝结气体；

所述升压泵(17)出口处的冷凝液管(16)上设置排液管，用于系统内液体排出系统；

所述汽液换热器出汽管(10)经一蒸汽管与冷源换热器(11)的下联箱联通。

7.一种基于权利要求1至6之一的分级换热的分控相变换热系统的换热方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)热源流体(24)依次流经高温级热源换热器(25)和低温级热源换热器(4)外表面，将热量传递给其内部的蒸发液，使蒸发液蒸发为蒸汽，所述蒸汽分别由高温级热源换热器(25)和低温级热源换热器(4)的上集箱流经汽侧连通管汇总进入到蒸汽管(9)，所述蒸汽经汽流调节阀(8)进入汽液换热器(21)，与流经汽液换热器(21)的冷凝液换热，将部分热量传递给冷凝液后经汽液换热器出汽管(10)进入冷源换热器(11)，通过冷源换热器(11)蒸汽将热量传递给流经冷源换热器(11)外表面的冷源流体(13)，所述蒸汽凝结为冷凝液；

2)步骤1)中所述的蒸汽凝结得到的冷凝液以及贮液箱(14)中的冷凝液经冷凝液管(16)进入汽液换热器(21)与流经的蒸汽换热，降低了过冷度，随后经汽液换热器出液管(23)依次进入高温级热源换热器(25)和低温级热源换热器(4)，在高温级热源换热器(25)和低温级热源换热器(4)中部分冷凝液蒸发为蒸汽进入蒸汽管(9)后实现步骤1)所述的循环，剩余的冷凝液经溢流管道(3)和液封装置(26)进入贮液箱(14)中实现冷凝液的再循环；

其中，所述气流调节阀(8)通过热源换热器壁温传感器(2)和热源换热器内压力传感器(6)的测量信号综合运算后进行控制。

8.根据权利要求7所述的分级换热的分控相变换热方法，其特征在于，所述步骤2)中高温级热源换热器(25)和低温级热源换热器(4)中剩余的冷凝液进入贮液容器(1)的冷凝液经溢流管道(3)和液封装置(26)进入贮液箱(14)，然后回到冷凝液管(16)再次循环。

9.根据权利要求7所述的分级换热的分控相变换热方法，其特征在于，所述气流调节阀(8)由气流调节阀控制器(7)来控制开度，气流调节阀控制器(7)根据热源换热器壁温传感器(2)和热源换热器内压力传感器(6)的测量信号运算后来实施控制；

当热源换热器壁温传感器(2)测量的温度与气流调节阀控制器的设定值发生偏差，则气流调节阀控制器根据该偏差进行运算，计算出相应的用于纠正该运行偏差的调节气流调节阀的开度值，同时气流调节阀控制器根据微分运算热源换热器内压力传感器(6)的测量值的变化率，计算出相应调节气流调节阀的开度值，将上述两个值求和，得到最终调节气流调节阀开度的输出控制值；该控制值用于纠正偏差，使测量值与设定值保持一致；热源换热器壁温传感器(2)的温度设定值高于热源烟气酸露点2～30℃；

通过气流调节阀控制器的微分运算热源换热器内压力传感器(6)的测量值的变化率，发出调节气流调节阀开度的指令，以提高控制热源换热器内相变换热参数的速度，保障热源换热器的换热面壁温有足够的安全余量，不发生低温腐蚀。

10.根据权利要求7所述的分级换热的分控相变换热方法，其特征在于，所述外接汽流调节阀(19)由外接汽流调节阀控制器(18)来控制开度，外接汽流调节阀控制器(18)根据汽液换热器出液温度传感器(22)测量信号进行控制；

或者，外接汽流调节阀控制器(18)根据冷凝液温度传感器(15)的测量信号进行控制；

或者，外接汽流调节阀控制器(18)根据液侧连通管(5)上安装的温度传感器测量的液体温度信号进行控制；

当所述测量的温度与外接汽流调节阀控制器(18)的设定值发生偏差，则外接汽流调节阀控制器(18)根据该偏差进行运算，计算出相应用于纠正该运行偏差的调节外接汽流调节阀(19)的开度值，作为控制值输出，调节外接汽流调节阀(19)的开度，使测量值与设定值保持一致；外接汽流调节阀控制器(18)的温度设定值高于热源烟气酸露点1～15℃；

将冷凝液温度传感器(15)测得的温度与冷源换热器内压力传感器(12)测得压力对应的饱和温度比较，若偏差超过设定值，将发出过冷度大报警信号，并提示及时排出冷源换热器内的不凝气体。

Images