CN104566334B - 一种喷水减温器 - Google Patents

Abstract

一种喷水减温器，所述喷水减温器包括：喷嘴，喷嘴第一法兰，喷嘴第一雾化套管，喷嘴第二法兰，插入管，蒸汽管段；所述喷嘴第一雾化套管上设有与所述喷水孔数量相等的扇面雾化喷口，所述插入管上带有雾化栅；在前述喷水减温器基础上，增设蒸发管以及疏水管。本发明的有益效果是：第一雾化套管引导带压冷却水冲击在雾化栅上，在增加冷却水的雾化率的同时，阻止冷却水喷射到蒸汽管道内壁上，在雾化栅处形成雾化团与过热蒸汽流之间的厚度比小，能够迅速被过热蒸汽流带走汽化，克服了现有技术存在的局部‘水多汽少’的缺陷，并克服了影响蒸汽管道使用寿命的缺陷，既有效地提高了冷却水的气化率，也提高了设备和蒸汽管道的安全性。

Description

一种喷水减温器

技术领域

本发明涉及蒸汽减温器技术领域，尤其涉及一种喷水减温器。

背景技术

喷水减温器，是一种将冷却水直接喷入过蒸汽管的过热蒸汽流中的减温装置。其原理是：冷却水在混入过热蒸汽的过程中，就会从过热蒸汽中吸收热量化作蒸汽，过热蒸汽则因放热而使温度由原来的高温点下降到某一个低温点，实现给过热蒸汽减温的目的。如果冷却水作为非常细小的水滴或雾而喷射至过热蒸汽管中，则冷却水与过热蒸汽通过蒸气流动而更均匀地混合。喷水减温器的特点是结构简单，调温幅度大(可达50℃--65'C)，调节温度灵敏，易于实现自动化，因此，不仅广泛应用于普通电站和印染、纺织、食品、医药等工业企业生产中，而且还被应用于核电站、核动力舰船中（“新型喷水减温器的结构设计”《应用科技》2005年10月第32卷第10期，哈尔滨工程大学动力与核能工程学院宁德亮等）。

正是因为喷水减温器有着广泛、重要的应用，该领域的技术人员开发出了许多种类型的喷水减温器，如：文丘里式、旋流式、离心式和笛管式等。2011年5月18日，国家知识产权局公布了一项名为“减温器喷嘴”的美国发明专利申请（专利申请人是美国加利福尼亚的“控制元器件公司”），该发明专利申请又公开了一种新型的喷水减温器。

根据“雾化喷嘴减温器的研究”（《电站辅机》1992年03期东方汽轮机厂张世涌）、“再热蒸汽喷嘴减温器的改进”（《吉林电力》1996年第06期长山电厂宁文举、王忠才）、“喷水减温器喉口结构”（CN203628624U）、“350MW切圆燃烧超临界锅炉再热器减温器”（CN202452476U）、“整体调节和喷水雾化的蒸汽减温装置”（CN101907290A）等有关资料以及上述美国发明专利申请披露的技术方案可知，喷水减温器的现有技术存在两个严重的缺陷：一是冷却水气化率低——冷却水离开喷嘴时呈圆锥台状进入过热蒸汽流中，瞬间在圆锥台中部造成水多汽少的状况，因此，较多的冷却水来不及吸热汽化就在蒸汽流中沉降到位于低处的蒸汽管道内壁上，沿疏水管被排出蒸汽管道；二是未能吸热汽化的冷却水喷射到蒸汽管道内壁上，不仅会影响蒸汽管道的使用寿命，而且还易形成设备进水和水击振荡等严重事故隐患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种喷水减温器。

本发明通过采用以下技术方案来实现：

一种喷水减温器，所述喷水减温器包括：喷嘴，喷嘴第一法兰，喷嘴第一雾化套管，喷嘴第二法兰，插入管，蒸汽管段；所述喷嘴为一条钢管，其进水口端装入所述喷嘴第一法兰的偏心孔中，接缝处实施密封焊接，所述喷嘴的另一端用堵板焊接密封，所述喷嘴的同一条侧母线上至少设有一个喷水孔；所述喷嘴第一法兰装在所述喷嘴第二法兰的圆孔中，所述喷嘴通过所述插入管装入所述蒸汽管段中；所述蒸汽管段有一个进口端，一个出口端；在靠近进口端处设置有混流板；所述喷嘴上装有所述喷嘴第一雾化套管，其一端与所述喷嘴第一法兰焊接连接；所述喷嘴第一雾化套管上设有与所述喷水孔数量相等的扇面雾化喷口；每个所述扇面雾化喷口的轴向中心线与所述喷水孔的轴向中心线重合；所述插入管的一端装入所述喷嘴第二法兰的圆孔中，接缝处实施密封焊接，所述插入管的另一端穿过所述蒸汽管段的第一圆孔进入所述蒸汽管段的中部，所述插入管与第一圆孔接缝处实施密封焊接；在所述插入管的管壁上设有横向雾化栅和纵向雾化栅。

进一步的，所述插入管进入所述蒸汽管段中部的端口，通过第一弯头与蒸发管连接，接缝处密封焊接；所述蒸发管设有蒸发口和变径接头。

进一步的，所述蒸汽管段设有第二圆孔；所述蒸发管的变径接头的小径端，通过第二弯头与疏水管连接，接缝处密封焊接；所述疏水管通过所述第二圆孔伸出所述蒸汽管段的外部；所述疏水管与所述第二圆孔接缝处密封焊接。

进一步的，以所述喷嘴上设置的喷水孔的孔径为基准，所述喷嘴第一雾化套管上设置的扇面雾化喷口与喷水孔接触处的轴向尺寸小于喷水孔孔径0.5～1毫米；所述扇面雾化喷口的横向尺寸大于喷水孔孔径0.5～1毫米。

进一步的，所述插入管管壁上设置的横向雾化栅与纵向雾化栅交叉处的中心点，设置在所述喷水孔孔径的轴向中心线上，所述横向雾化栅与纵向雾化栅交叉中心的内表面距所述喷水孔的出口为25～40毫米；所述横向雾化栅的纵向宽度尺寸为所述喷水孔孔径的5～8倍，所述纵向雾化栅的横向宽度尺寸为所述喷水孔孔径的2倍。

进一步的，所述蒸发管上设置的蒸发口的割线位于蒸发管外径的1/4处；所述变径接头小端的孔径等于大端孔径的3/4。

进一步的，所述蒸发管上还设置有蒸发孔；所述蒸发孔的孔径为1～3毫米，间距为10毫米，均布于蒸发管的上半部管壁上。

与现有技术相比较，本发明的优点是：

增加了所述横向雾化栅，所述喷嘴第一雾化套管上设置的扇面雾化喷口，引导带压冷却水冲击在雾化栅上，在增加冷却水的雾化率的同时，阻止冷却水喷射到蒸汽管道内壁上，在雾化栅处形成雾化团与过热蒸汽流之间的厚度比小，能够迅速被过热蒸汽流带走汽化，克服了现有技术存在的局部“水多汽少”的缺陷，有效地提高了冷却水的气化率和蒸汽管道的使用寿命；

增加设有蒸发口和变径接头的蒸发管，用于搜集在所述横向雾化栅处剩余的未能汽化的冷却水，使之在蒸发管中吸收过热蒸汽的热量进一步汽化；

在所述蒸汽管段设置第二圆孔，并将所述蒸发管变径接头的小径端与第二弯头及疏水管连接，并将接缝密封焊接，其作用是把少量不能汽化的冷却水直接引出所述蒸汽管段的外部。

附图说明：

图1蒸汽减温器组合结构主视剖面图。

图2是图1中蒸汽减温器喷嘴、第一雾化套管及两种法兰安装结构的俯视图。

图3是图1和图2中蒸汽减温器喷嘴、第一雾化套管及第一法兰安装结构的俯视图。

图4是图2中B—B剖面图。

图5是图4中D处喷嘴与第一雾化套管扇面雾化喷口的局部放大视图。

图6是图4中D处喷嘴与第一雾化套管扇面雾化喷口C-C截面的局部放大视图。

图7蒸汽减温器喷嘴第一法兰剖视图。

图8蒸汽减温器喷嘴第二法兰剖视图。

图9蒸汽减温器插入管雾化栅主视剖面图。

图10是图9中插入管雾化栅N向视图。

图11是图9中插入管雾化栅E-E截面示意图。

图12是图13中蒸发管G-G截面示意图。

图13是图1、图16中蒸汽减温器蒸发管主视图。

图14、实施例一中的喷嘴、第一雾化套管在插入管雾化栅中的组合结构主视剖面图。

图15实施例一：蒸汽减温器组合结构主视剖面图。

图16实施例二蒸汽减温器组合结构主视剖面图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的方法，现结合附图所示的本发明的四个优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本发明的专利保护范围。

实施例一

如图14和图15所示，一种喷水减温器，所述喷水减温器包括：喷嘴1，喷嘴第一法兰2，喷嘴第一雾化套管3，喷嘴第二法兰4，插入管5，蒸汽管段6；所述喷嘴1为一条不锈钢管，其进水口端装入所述喷嘴第一法兰2的偏心孔21中，接缝处实施密封焊接，所述喷嘴1的另一端用堵板焊接密封，所述喷嘴1的同一条侧母线上至少设有一个喷水孔11；所述喷嘴第一法兰2装在所述喷嘴第二法兰4的圆孔41中，所述喷嘴1通过所述插入管5装入所述蒸汽管段6中；所述蒸汽管段6有一个进口端63，一个出口端64；在靠近进口端63处设置有混流板62；所述喷嘴1上装有所述喷嘴第一雾化套管3，其一端与所述喷嘴第一法兰2焊接连接；所述喷嘴第一雾化套管3上设有与所述喷水孔11数量相等的扇面雾化喷口31；每个所述扇面雾化喷口31的轴向中心线与所述喷水孔11的轴向中心线重合；以喷嘴1上设置的喷水孔11的孔径为基准，所述喷嘴第一雾化套管3上设置的扇面雾化喷口31与喷水孔11接触处在套管轴线方向的尺寸小于喷水孔11孔径0.5～1毫米；所述扇面雾化喷口31的横向尺寸大于喷水孔11孔径0.5～1毫米；所述插入管5的一端51装入所述喷嘴第二法兰4的圆孔42中，接缝处实施密封焊接，所述插入管5的另一端54穿过所述蒸汽管段6的第一圆孔61插入所述蒸汽管段6的中部，所述插入管5与第一圆孔61的接缝处实施密封焊接；在所述插入管5的管壁上设有横向雾化栅52和纵向雾化栅53；所述插入管5管壁上设置的横向雾化栅52与纵向雾化栅53交叉处的中心点，设置在所述喷水孔11孔径的轴向中心线上,所述横向雾化栅52与纵向雾化栅53交叉中心的内表面距所述喷水孔11的出口为25～40毫米；所述横向雾化栅52的纵向宽度尺寸为所述喷水孔11孔径的5～8倍，所述纵向雾化栅53的横向宽度尺寸为所述喷水孔11孔径的2倍。

实施例二

如图16所示，在实施例一的基础上，在所述插入管5进入所述蒸汽管段6中部的端口54处，焊接第一弯头73，并与蒸发管7连接，接缝处密封焊接；所述蒸发管7设有蒸发口71和变径接头74；所述蒸发管7上设置的蒸发口71的割线位于蒸发管7外径的1/4处；所述变径接头74小端的孔径等于大端孔径的3/4；所述蒸发管7上还设置有蒸发孔72；所述蒸发孔72的孔径为1～3毫米，间距为10毫米，均布于蒸发管7的上半部管壁上。

实施例三

如图1所示，在实施例二的基础上，在所述蒸汽管段6设置第二圆孔65；所述蒸发管7的变径接头74的小径端，与第二弯头81及疏水管8连接，接缝处密封焊接；所述疏水管8通过所述第二圆孔65伸出所述蒸汽管段6的外部；所述疏水管8与所述第二圆孔65接缝处密封焊接。

与现有技术相比较，实施例一的优点是：增加了所述横向雾化栅，所述喷嘴第一雾化套管上设置的扇面雾化喷口，引导带压冷却水冲击在雾化栅上，在增加冷却水的雾化率的同时，阻止冷却水喷射到蒸汽管道内壁上，在雾化栅处形成雾化团与过热蒸汽流之间的厚度比小，能够迅速被过热蒸汽流带走汽化，增加冷却水的雾化率，克服了现有技术存在的局部“水多汽少”的缺陷，有效地提高冷却水的汽化率和蒸汽管道的使用寿命。

与现有技术相比较，实施例二的优点是：增加设有蒸发口和变径接头的蒸发管，用于搜集在所述横向雾化栅处剩余的未能汽化的冷却水，使之在蒸发管中吸收过热蒸汽的热量进一步汽化。

与现有技术相比较，实施例三的优点是：在所述蒸汽管段设置第二圆孔，并将所述蒸发管变径接头的小径端与第二弯头及疏水管连接，并将接缝密封焊接，起作用是把少量不能汽化的冷却水直接引出所述蒸汽管段的外部，有效地克服了现有技术存在的两个严重缺陷。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种喷水减温器，所述喷水减温器包括：喷嘴（1），喷嘴第一法兰（2），喷嘴第一雾化套管（3），喷嘴第二法兰（4），插入管（5），蒸汽管段（6）；所述喷嘴（1）为一条钢管，其进水口端装入所述喷嘴第一法兰（2）的偏心孔（21）中，接缝处实施密封焊接，所述喷嘴（1）的另一端用堵板焊接密封，所述喷嘴（1）的同一条侧母线上至少设有一个喷水孔（11）；所述喷嘴第一法兰（2）装在所述喷嘴第二法兰（4）的圆孔（41）中，所述喷嘴（1）通过所述插入管（5）装入所述蒸汽管段（6）中；所述蒸汽管段（6）有一个进口端（63），一个出口端（64）；在靠近进口端（63）处设置有混流板（62）；所述喷嘴（1）上装有所述喷嘴第一雾化套管（3），其一端与所述喷嘴第一法兰（2）焊接连接；所述喷嘴第一雾化套管（3）上设有与所述喷水孔（11）数量相等的扇面雾化喷口（31）；每个所述扇面雾化喷口（31）的轴向中心线与所述喷水孔（11）的轴向中心线重合；其特征在于：所述插入管（5）的一端（51）装入所述喷嘴第二法兰（4）的圆孔（42）中，接缝处实施密封焊接，所述插入管（5）的另一端（54）穿过所述蒸汽管段（6）的第一圆孔（61）进入所述蒸汽管段（6）的中部，所述插入管（5）与第一圆孔（61）接缝处实施密封焊接；在所述插入管（5）的管壁上设有横向雾化栅（52）和纵向雾化栅（53）。

2.根据权利要求1所述的一种喷水减温器，其特征在于：所述插入管（5）进入所述蒸汽管段（6）中部的端口（54），通过第一弯头（73）与蒸发管（7）连接，接缝处密封焊接；所述蒸发管（7）设有蒸发口（71）和变径接头（74）。

3.根据权利要求2所述的一种喷水减温器，其特征在于：所述蒸汽管段（6）设有第二圆孔（65）；所述蒸发管（7）的变径接头（74）的小径端，通过第二弯头（81）与疏水管（8）连接，接缝处密封焊接；所述疏水管（8）通过所述第二圆孔（65）伸出所述蒸汽管段（6）的外部；所述疏水管（8）与所述第二圆孔（65）接缝处密封焊接。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种喷水减温器，其特征在于：以喷嘴（1）上设置的喷水孔（11）的孔径为基准，所述喷嘴第一雾化套管（3）上设置的扇面雾化喷口（31）与喷水孔（11）接触处在套管轴线方向的尺寸小于喷水孔（11）孔径0.5～1毫米；所述扇面雾化喷口（31）的横向尺寸大于喷水孔（11）孔径0.5～1毫米。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种喷水减温器，其特征在于：所述插入管（5）管壁上设置的横向雾化栅（52）与纵向雾化栅（53）交叉处的中心点，设置在所述喷水孔（11）孔径的轴向中心线上,所述横向雾化栅（52）与纵向雾化栅（53）交叉中心的内表面距所述喷水孔（11）的出口为25～40毫米；所述横向雾化栅（52）的纵向宽度尺寸为所述喷水孔（11）孔径的5～8倍，所述纵向雾化栅（53）的横向宽度尺寸为所述喷水孔（11）孔径的2倍。

6.根据权利要求2或3所述的一种喷水减温器，其特征在于：所述蒸发管（7）上设置的蒸发口（71）的割线位于蒸发管（7）外径的1/4处；所述变径接头（74）小端的孔径等于大端孔径的3/4。

7.根据权利要求6所述的一种喷水减温器，其特征在于：所述蒸发管（7）上还设置有蒸发孔（72）；所述蒸发孔（72）的孔径为1～3毫米，间距为10毫米，均布于蒸发管（7）的上半部管壁上。