CN103134346B - 一种两相流换热装置 - Google Patents
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Abstract
一种两相流换热装置，其包括变声速增压热交换器的入口端与蒸汽进口通过管路连接，在该蒸汽管路上依次连接泄水阀、蒸汽压力传感器、蒸汽压力表、密封涡轮蝶阀、蒸汽过滤器、蒸汽电动球阀、电动温控装置、蒸汽电动流量调节装置、密封涡轮蝶阀、蝶式止回阀；变声速增压热交换器的出口端与热水出水口通过管路连接，在热水管路上依次连接有温度传感器、温度表和蝶阀；变声速增压热交换器的进口与进水口通过管路连接，在冷水管路上依次连接有冷水压力表、冷水压力传感器、蝶阀、冷水电动球阀、冷水电动流量控制装置、蝶阀，还包括实现自动控制的控制柜。可替代现有的热交换器及热站，体积小，噪声低，换热效率高，可以智能化运行，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换技术领域，特别是涉及一种种以两相流换热技术为主体的换热装置。
背景技术
目前，在热水换热领域中使用的热交换器及热站大多为传统的汽水直接式换热器，这种汽水直接式换热器往往存在体积大，安装运输不便、噪声高，效率低、运行成本高等缺点。本申请人积多年生产实践经验，总结吸收了各种汽水直接换热器的优点后，根据汽液两相流换热理论研制开发了“变声速增压热交换器”(已另案申请专利)，在多年的安装运行中发现变声速增压热交换器的运行平稳性与汽水压力及流量有很大的关系，根据各项目运行参数的分析，在原产品的基础加装电动球阀、电动温控装置、电动流量调节装置及温度传感器、压力传感器等来加以调节及控制。
有鉴于上述现有的热交换器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的一种两相流换热装置，能够改进一般现有的热交换器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的热交换器存在的缺陷，而提供一种新型结构的两相流换热装置，所要解决的技术问题是该换热系统可替代传统换热系统中的热交换器及热站，具有体积小，噪声低，换热效率高的特点，并且可以智能化运行，安全可靠，紧急状况可自动关闭，故障消除后可一键自动开机。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种两相流换热装置，其中变声速增压热交换器的入口端与蒸汽进口通过管路连接，在蒸汽管路上依次连接有泄水阀、蒸汽压力传感器、蒸汽压力表、密封涡轮蝶阀、蒸汽过滤器、蒸汽电动球阀、电动温控装置、蒸汽电动流量调节装置、密封涡轮蝶阀、蝶式止回阀；变声速增压热交换器的出口端与热水出水口通过管路连接，在热水管路上依次连接有温度传感器、温度表和蝶阀；变声速增压热交换器的进口与进水口通过管路连接，在冷水管路上依次连接有冷水压力表、冷水压力传感器、蝶阀、冷水电动球阀、冷水电动流量控制装置、蝶阀。所述两相流换热装置，其中还包括实现自动控制的控制柜，其分别通过连接线与蒸汽压力传感器、蒸汽电动球阀、电动温控装置、蒸汽电动流量调节装置、冷水电动流量控制装置、冷水电动球阀、冷水压力传感器及温度传感器连接，控制柜采用的控制电路均为常规的控制电路。
当出现蒸汽、自来水突然断开、蒸汽压力波动不稳定的紧急状况时，温度传感器可以即时将信号传给控制柜，发出报警，并可通过控制柜自动关闭蒸汽电动球阀，电动调温装置及冷水电动球阀切断蒸汽，防止过气；待故障排除后，可通过控制柜上开启按钮，控制柜控制蒸汽电动球阀，电动调温装置及冷水电动球阀的开启，装置开启运行。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明两相流换热装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
本发明克服现有的热交换器存在的缺陷，而提供一种新型结构的两相流换热装置，所要解决的技术问题是该换热系统可替代传统换热系统中的热交换器及热站，具有体积小，噪声低，换热效率高的特点，并且可以智能化运行，安全可靠，紧急状况可自动关闭，故障消除后可一键自动开机。
综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的流程结构示意图。
1：蒸汽进口2：泄水阀
3：蒸汽压力传感器4：蒸汽压力表
5：蒸汽过滤器6：蒸汽电动球阀
7：电动温控装置8：蒸汽电动流量调节装置
9-1、9-2、9-3：密封涡轮蝶阀10、碟式止回阀
11：变声速增压热交换器12-1、12-2、12-3：蝶阀
13：冷水电动流量调节装置14：冷水电动球阀
15：冷水压力表16：冷水压力传感器
17：进水口18：温度传感器
19：温度表20：蝶阀
21：出水口。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的两相流换热装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，一种两相流换热装置，变声速增压热交换器11的入口端与蒸汽进口1通过管路连接，在该蒸汽管路上依次连接有泄水阀2、蒸汽压力传感器3、蒸汽压力表4、密封涡轮蝶阀9-1、蒸汽过滤器5、蒸汽电动球阀6、电动温控装置7、蒸汽电动流量调节装置8、密封涡轮蝶阀9-2、蝶式止回阀10；变声速增压热交换器11的出口端与热水出水口21通过管路连接，在该热水管路上依次连接有温度传感器18、温度表19和蝶阀20；变声速增压热交换器11的进口与进水口17通过管路连接，在该冷水管路上依次连接有冷水压力表15、冷水压力传感器16、蝶阀12-1、冷水电动球阀14、冷水电动流量控制装置13、蝶阀12-2。用于控制系统实现自动控制的控制装置22分别通过连接线与蒸汽压力传感器3、蒸汽电动球阀6、电动温控装置7、蒸汽电动流量调节装置8、冷水电动流量控制装置13、冷水电动球阀14、冷水压力传感器16及温度传感器18、连接，控制器22采用的控制电路均为常规的控制电路。
本发明使用时，蒸汽由蒸汽进口1依次经密封涡轮蝶阀9-1、蒸汽过滤器5、蒸汽电动球阀6、电动温控装置7、蒸汽电动流量调节装置8、密封涡轮蝶阀9-2、蝶式止回阀10进入变声速增压热交换器11内部；冷水由冷水进口17依次经过蝶阀12-1、冷水电动球阀14、冷水电动流量调节装置13、蝶阀12-2进入变声速增压热交换器11内部与蒸汽混合后被加热，产生满足用户需求的热水，由热水供水口21流出供采户使用。设置在蒸汽进口、热水供水口、冷水进水口处安装的压力表4、温度表19、压力表15反映蒸汽压力、热水供水温度、冷水压力的变化情况，蒸汽压力传感器3、温度传感器18及冷水压力传感器16可将压力、温度情况转换为电信号进行数字显示，控制柜通过数学模型进行分析，调节蒸汽电动流量调节装置8及冷水流量调节装置13，使装置处于平稳运行状态；温度传感器18将温度信号传入控制柜22中，经处理后发出一电信号控制电动温控装置7的开启度大小，从而改变供水温度。泄水阀2用于排出蒸汽管道内的冷凝水，以防止汽水撞击。
当出现蒸汽、自来水突然断开、蒸汽压力波动不稳定等紧急状况时，温度传感器18可以即时将信号传给控制柜22，发出报警，并可通过控制柜22自动关闭蒸汽电动球阀6，电动调温装置7及冷水电动球阀14切断蒸汽，防止过气；待故障排除后，可通过控制柜上开启按钮，控制柜22控制蒸汽电动球阀6，电动调温装置7及冷水电动球阀14的开启，装置开启运行。
在该装置在运行情况下，根据装置的出水情况，根据公式Q＝G1Cp(tg-th)计算所需要的热量，公式中G1为出水量，Cp为水的比热4.187kJ/(kg℃)，tg为出水的温度，th为冷水的温度，Q表示将G的水由th的加热到tg其所需要的热量。根据进入装置的蒸汽压力，蒸汽在各个压力都有其对应的焓值i，根据对应的焓值及公式G2＝Q/[(I-Cp×tg)×η]计算装置需要的蒸汽量G2，其中η为换热装置的换热效率，通过以上公式可以计算出装置的进冷水量与蒸汽压力及进入装置的蒸汽流量的相关数据，根据装置常用的压力范围及流量范围进行详细的数学计算，并建立数学模型，将该数学模型输入装置的中央控制系统，使装置在外界条件有变化的情况下随时进行调节。
在装置的运行过程中，在蒸汽管道及冷水管道上安装的压力传感器，可提前感知进入装置的蒸汽压力，通过连接线将信号传给中央控制系统，中央控制系统通过输入的数学模型，对装置的蒸汽电动流量调节装置及冷水电动流量调节装置进行调节，使装置处于一个合适的汽水比例运行状态，能够平稳的运行。
出水管道上的温度传感器，可感知出水的温度，根据设定的出水温度与实际的出水温度之间的差距，传感器通过连接线传给中央控制系统，中央控制系统可对蒸汽电动温控装置进行调节，使其改变装置的开启度，使出水温度达到设定温度。
本发明在运行过程中，可以通过蒸汽电动球阀装置及冷水电动球阀装置进行自动控制机组的关闭，防止发生不必要的损失。
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，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种两相流换热装置，其特征在于：变声速增压热交换器(11)的入口端与蒸汽进口(1)通过管路连接，在蒸汽管路上依次连接有泄水阀(2)、蒸汽压力传感器(3)、蒸汽压力表(4)、密封涡轮蝶阀(9-1)、蒸汽过滤器(5)、蒸汽电动球阀(6)、电动温控装置(7)、蒸汽电动流量调节装置(8)、密封涡轮蝶阀(9-2)、蝶式止回阀(10)；变声速增压热交换器(11)的出口端与热水出水口(21)通过管路连接，在热水管路上依次连接有温度传感器(18)、温度表(19)和蝶阀(20)；变声速增压热交换器(11)的进口与进水口(17)通过管路连接，在冷水管路上依次连接有冷水压力表(15)、冷水压力传感器(16)、蝶阀(12-1)、冷水电动球阀(14)、冷水电动流量控制装置(13)、蝶阀(12-2)；所述两相流换热装置还包括实现自动控制的控制柜(22)，其分别通过连接线与蒸汽压力传感器(3)、蒸汽电动球阀(6)、电动温控装置(7)、蒸汽电动流量调节装置(8)、冷水电动流量控制装置(13)、冷水电动球阀(14)、冷水压力传感器(16)及温度传感器(18)连接，通过形成的整个控制系统实现自动控制；
当出现蒸汽、自来水突然断开、蒸汽压力波动不稳定的紧急状况时，温度传感器(18)可以即时将信号传给控制柜(22)，发出报警，并可通过控制柜(22)自动关闭蒸汽电动球阀(6)，电动调温装置(7)及冷水电动球阀(14)切断蒸汽，防止过气；待故障排除后，可通过控制柜上开启按钮，控制柜(22)控制蒸汽电动球阀(6)，电动调温装置(7)及冷水电动球阀(14)的开启，装置开启运行。
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