CN105276560B - 可调压调温的蒸汽发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可调压调温的蒸汽发生器，由一个蒸汽发生器取热管(2)，节流调压阀(5)，过热器取热管(6)，进水控制阀(1)，蒸汽发生段功率调节器(4)，蒸汽过热段功率调节器(8)和过热蒸汽出口调节阀(9)组成，节流调压阀(5)在蒸汽发生器取热管(2)和过热器取热管(6)之间，过热器取热管(6)位于节流调压阀(5)之后，在蒸汽发生段外壳(11)的内表面设置蒸汽发生段保温层(13)，在蒸汽过热段外壳(11)的内表面设置蒸汽过热段保温层(10)，蒸汽发生段与蒸汽过热段由隔板(12)隔开。本发明提出的可调压调温的蒸汽发生器可以在较低的压力或指定的压力下产生高温蒸汽，所产生蒸汽的压力和温度可以方便地调节，满足不同工作压力下对高温蒸汽的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调压调温的蒸汽发生器，可以在较低的压力或指定的压力下产生高温蒸汽，所产生蒸汽的压力和温度可以方便地调节，满足不同工作压力下对高温蒸汽的需求。
背景技术
传统蒸汽发生器或锅炉系统有一个汽包，水被加热后汽化产生蒸汽。这种蒸汽产生方法受水的三相平衡点限制，需要在很高压力下才能产生高温蒸汽，如将水加热到超临界状态，压力将达到22.3MPa，温度才能达到500℃左右。一般锅炉中，在几公斤压力下，只能产生1-200℃的蒸汽。对于许多需要高温蒸汽作为传热或其他工作介质，而系统工作压力不高的场合，带来一定的困难，而不得不采用昂贵的其他惰性气体。
此外现有的方法对蒸汽发生器产生的过热蒸汽的压力和温度的调节较为困难，难以在给定过热蒸汽温度下对蒸汽压力进行控制和调节，为许多场合的应用带来不便。
为解决上述问题，本发明提出一种可以在指定的压力(或低压)下产生高温蒸汽的方法，产生蒸汽的压力和温度可以根据需要进行控制和调节。本方法的蒸汽产生过程分为两个步骤：第一步骤是在指定的压力(或低压)下由水产生指定压力(或低压)饱和蒸汽，饱和蒸汽的压力由发生器蒸汽出口的调压阀控制和调节；第二步骤是将前一步骤产生的蒸汽进入过热器加温，过热器的压力基本与第一步骤中的压力相同，通过控制和调节过热器的加热功率，可以将蒸汽加热到200-2000℃的高温。以备后续的工艺或热力装置应用。
整个蒸汽发生过程的转化效率较高，蒸汽的压力和温度控制和调节方便，使用灵活，适应于各种不同场合。
发明内容
本发明提出一种可调压调温的蒸汽发生器，由一个蒸汽发生器取热管(2)，节流调压阀(5)，过热器取热管(6)，进水控制阀(1)，蒸汽发生段功率调节器(4)，蒸汽过热段功率调节器(8)和过热蒸汽出口调节阀(9)组成，其特征是：节流调压阀(5)在蒸汽发生器取热管(2)和过热器取热管(6)之间，过热器取热管(6)位于节流调压阀(5)之后，在蒸汽发生段外壳(11)的内表面设置蒸汽发生段保温层(13)，在蒸汽过热段外壳(11)的内表面设置蒸汽过热段保温层(10)，蒸汽发生段与蒸汽过热段由隔板(12)隔开。
所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：在任意给定流量下，节流调压阀(5)可以控制蒸汽发生器取热管(2)中的蒸汽压力和温度，并控制过热器取热管(6)的压力；由于节流调压阀(5)处的温度是给定压力下的饱和蒸汽温度，温度较低，调节阀具有较高的安全可靠性，可以方便地进行可调压调温的控制调节操作。
所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：过热器取热管(6)的蒸汽压力由节流调压阀(5)及过热蒸汽出口调节阀(9)确定或者在节流调压阀(5)及过热蒸汽出口调节阀(9)两个阀门中的一个阀门全开条件下，由另一个阀门进行控制调节，它可以用任何加热方式加热，例如采用蒸汽过热器电热元件(7)加热，蒸汽过热器电热元件(7)的功率由蒸汽过热段功率调节器(8)控制，可以根据需要的过热蒸汽温度调节功率，独立控制过热蒸汽的温度；操作时过热器的温度不低于给定压力下的蒸汽饱和温度，以免产生水的凝结。
所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：蒸汽的发生量可由进水控制阀(1)、蒸汽发生段功率调节器(4)和节流调压阀(5)联合控制。
所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：过热蒸汽的温度可由蒸汽量、节流调压阀(5)和蒸汽过热段功率调节器(8)联合控制。
所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：隔板(12)由金属加保温层或保温隔热材料构成。
所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：本发明提出的蒸汽发生段的设置和控制部件，可以在给定流量下，根据所需要，产生任意压力和温度的饱和蒸汽。特别是可以产生低压饱和蒸汽。
附图说明
图1是本发明提出的可调压调温的蒸汽过热器实施例示意图。
图1中，1.进水控制阀，2.蒸汽发生器取热管，3.蒸汽发生器电热元件，4.蒸汽发生段功率调节器，5.节流调压阀，6.过热器取热管，7.蒸汽过热器电热元件，8.蒸汽过热段功率调节器，9.过热蒸汽出口调节阀，10.蒸汽过热段保温层，11.外壳，12.隔板，13.蒸汽发生段保温层。
具体实施方式
本发明提出的一种可调压调温的蒸汽发生器，由一个蒸汽发生器取热管(2)，节流调压阀(5)，过热器取热管(6)，进水控制阀(1)，蒸汽发生段功率调节器(4)，蒸汽过热段功率调节器(8)和过热蒸汽出口调节阀(9)组成，其特征是：节流调压阀(5)在蒸汽发生器取热管(2)和过热器取热管(6)之间，过热器取热管(6)位于节流调压阀(5)之后，在蒸汽发生段外壳(11)的内表面设置蒸汽发生段保温层(13)，在蒸汽过热段外壳(11)的内表面设置蒸汽过热段保温层(10)，蒸汽发生段与蒸汽过热段由隔板(12)隔开。
参考图1，在任意给定流量下，节流调压阀(5)可以控制蒸汽发生器取热管(2)中的蒸汽压力和温度，并控制过热器取热管(6)的压力；由于节流调压阀(5)处的温度是给定压力下的饱和蒸汽温度，温度较低，调节阀具有较高的安全可靠性，可以方便地进行可调压调温的控制调节操作。
参考图1，过热器取热管(6)的蒸汽压力由节流调压阀(5)及过热蒸汽出口调节阀(9)确定或者在节流调压阀(5)及过热蒸汽出口调节阀(9)两个阀门中的一个阀门全开条件下，由另一个阀门进行控制调节，它可以用任何加热方式加热，例如采用蒸汽过热器电热元件(7)加热，蒸汽过热器电热元件(7)的功率由蒸汽过热段功率调节器(8)控制，可以根据需要的过热蒸汽温度调节功率，独立控制过热蒸汽的温度；操作时过热器的温度不低于给定压力下的蒸汽饱和温度，以免产生水的凝结。
参考图1，蒸汽的发生量可由进水控制阀(1)、蒸汽发生段功率调节器(4)和节流调压阀(5)联合控制。
参考图1，过热蒸汽的温度可由蒸汽量、节流调压阀(5)和蒸汽过热段功率调节器(8)联合控制。
参考图1，隔板(12)由金属加保温层或保温隔热材料构成。
参考图1，本发明提出的蒸汽发生段的设置和控制部件，可以在给定流量下，根据所需要，产生任意压力和温度的饱和蒸汽。特别是可以产生低压饱和蒸汽。下面结合附图对本发明进行说明。发生蒸汽的水由进水控制阀(1)调节控制进入蒸汽发生器取热管(2)，进入的水量取决于所需要的蒸汽量，蒸汽发生器取热管(2)外部缠绕蒸汽发生器电热元件(3)，蒸汽发生器电热元件(3)的发热量可以根据所需蒸汽的量、温度和压力的需要，由蒸汽发生段功率调节器(4)来调节，蒸汽发生器取热管(2)可以是单程的，也可以在发生段来回往复布置，进入蒸汽发生器取热管(2)的水被加热后逐渐达到饱和温度，从而产生蒸汽，在到达节流调压阀(5)时达到饱和状态。在进水控制阀(1)所控制的流量下，通过调节节流调压阀(5)，可以对蒸汽发生段的蒸汽发生器取热管(2)中的压力和饱和温度进行控制和调节。因此通过本发明提出的蒸汽发生段的设置和控制部件，可以在给定流量下，根据所需要，产生任意压力和温度的饱和蒸汽。特别是可以产生低压饱和蒸汽。
由节流调压阀(5)流出的饱和蒸汽进入过热段的过热器取热管(6)，进一步加热，产生过热蒸汽。过热器取热管(6)外部缠绕蒸汽过热器电热元件(7)，蒸汽过热器电热元件(7)的发热量可以根据需要的过热蒸汽的温度，由蒸汽过热段功率调节器(8)来调节，过热器取热管(6)可以是单程的，也可以在过热段来回往复布置。换言之，进入过热器取热管(6)的饱和蒸汽被加热后产生过热蒸汽，过热蒸汽的温度可以根据需要，通过调节由蒸汽过热段功率调节器(8)来控制，过热蒸汽温度的调节和控制完全独立于蒸汽发生段的温度，相互没有影响，仅由所需要的过热蒸汽的温度而定。达到所需温度的过热蒸汽，通过过热蒸汽出口阀(9)流出蒸汽发生器，与需要应用过热蒸汽的装置相联接。
整个蒸汽发生器内的压力和流量，由进水控制阀(1)，蒸汽发生段功率调节器(4)和节流调压阀(5)联合控制。蒸汽发生段内的压力略高于蒸汽过热段内的压力，或者基本相同(若不计流动阻力)。过热蒸汽的出口处蒸汽出口阀(9)的蒸汽压力，应略高于应用装置的操作压力和总体压力降，以便应用。过热蒸汽的出口压力是对节流调压阀(5)进行调节的主要依据之一。例如可以将蒸汽发生器取热管(2)的出口压力以及过热器取热管(6)的压力控制在略高于所需的蒸汽出口压力(考虑到流动阻力)。
节流调压阀(5)和过热蒸汽出口阀(9)都具有调节出口过热蒸汽压力的功能。对于产生高温过热蒸汽的场合，使用节流调压阀(5)进行压力调节较为方便可靠。因为过热蒸汽出口阀(9)处是过热蒸汽温度，在高温状态下(例如＞500℃)，对控制阀的材质有苛刻要求，并且长期使用的安全可靠性较低。而节流调压阀(5)处为所需压力下的饱和蒸汽温度，温度较低，长期使用的安全可靠性较高。
在蒸汽发生段外壳(11)的内表面设置蒸汽发生段保温层(13)，在蒸汽过热段外壳(11)的内表面设置蒸汽过热段保温层(10)。蒸汽发生段与蒸汽过热段由隔板(12)隔开，隔板(12)可以由金属加保温层构成，或者完全由保温隔热材料构成。
通过上述实施例可以看到，本发明提出的蒸汽发生装置，可以在给定流量下，产生给定压力和温度的蒸汽；或者说通过本发明提出的蒸汽发生装置，可以在给定流量下，对产生的蒸汽的压力和温度进行灵活调节和控制，应用方便，适应各种不同场合。例如可以在低压下产生高温过热蒸汽。
Claims (7)
1.一种可调压调温的蒸汽发生器，由一个蒸汽发生器取热管(2)，节流调压阀(5)，过热器取热管(6)，进水控制阀(1)，蒸汽发生段功率调节器(4)，蒸汽过热段功率调节器(8)和过热蒸汽出口调节阀(9)组成，其特征是：节流调压阀(5)在蒸汽发生器取热管(2)和过热器取热管(6)之间，过热器取热管(6)位于节流调压阀(5)之后，在蒸汽发生段外壳(11)的内表面设置蒸汽发生段保温层(13)，在蒸汽过热段外壳(11)的内表面设置蒸汽过热段保温层(10)，蒸汽发生段与蒸汽过热段由隔板(12)隔开。
2.根据权利要求1所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：在任意给定流量下，节流调压阀(5)可以控制蒸汽发生器取热管(2)中的蒸汽压力和温度，并控制过热器取热管(6)的压力；由于节流调压阀(5)处的温度是给定压力下的饱和蒸汽温度，温度较低，调节阀具有较高的安全可靠性，可以方便地进行可调压调温的控制调节操作。
3.根据权利要求1所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：过热器取热管(6)的蒸汽压力由节流调压阀(5)及过热蒸汽出口调节阀(9)确定或者在节流调压阀(5)和过热蒸汽出口调节阀(9)两个阀门中的一个阀门全开条件下，由另一个阀门进行控制调节；过热器取热管(6)采用蒸汽过热器电热元件(7)加热，蒸汽过热器电热元件(7)的功率由蒸汽过热段功率调节器(8)控制，可以根据需要的过热蒸汽温度调节功率，独立控制过热蒸汽的温度；操作时过热器的温度不低于给定压力下的蒸汽饱和温度，以免产生水的凝结。
4.根据权利要求1所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：蒸汽的发生量可由进水控制阀(1)、蒸汽发生段功率调节器(4)和节流调压阀(5)联合控制。
5.根据权利要求1所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：过热蒸汽的温度可由蒸汽量、节流调压阀(5)和蒸汽过热段功率调节器(8)联合控制。
6.根据权利要求1所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：隔板(12)由金属加保温层或保温隔热材料构成。
7.根据权利要求1所述的可调压调温的蒸汽发生器，其特征是：可以在给定流量下，根据所需要，产生任意压力和温度的饱和蒸汽。
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