CN110068006B - 一种蒸汽喷水减温混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸汽喷水减温混合系统，包括：曲面板，所述曲面板在喷水减温器之后的过热蒸汽管道内沿着蒸汽流动的方向设置，所述曲面板与过热蒸汽管道的内壁连接；所述曲面板包括：分别位于曲面板两端的第一边缘线和第二边缘线，所述第一边缘线靠近喷水减温器的蒸汽出口，所述第二边缘线远离喷水减温器的蒸汽出口；所述第一边缘线相对于第二边缘线沿过热蒸汽管道的轴线扭转设定角度。本发明能够将管道内经喷水减温后温度不均匀的蒸汽加强混合，使管道近端、远端蒸汽以及从管道不同部位引出的蒸汽温度参数趋于接近，防止温度偏离正常范围对用户设备的危害。

Description

一种蒸汽喷水减温混合系统

技术领域

本发明涉及对过热蒸汽进行温度控制技术领域，特别是涉及一种蒸汽喷水减温混合系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

现代工业广泛采用喷水减温的方式对过热蒸汽进行温度控制。减温水在减温器内喷射到过热蒸汽中，汽化并吸收过热蒸汽的热量，使蒸汽温度下降，通过过热蒸汽管道输送给各个用户。对于水平走向布置的过热蒸汽管道及喷水减温器，在过热蒸汽管道内，刚经过喷水减温器减温的蒸汽混合并不均匀，温度较低的蒸汽一般位于管道的中下部位，温度较高的蒸汽一般位于管道的中上部位，不同温度的蒸汽在过热蒸汽管道输送过程中逐渐混合，离减温器越远，混合越均匀。

发明人发现，很多生产现场因条件限制，蒸汽用户从离减温器较近的过热蒸汽管道上接出支管，有的支管从过热蒸汽管道中上部接出，由于温度高的蒸汽密度低，容易汇集到上部，则进入支管的蒸汽平均温度较高；有的支管从过热蒸汽管道中下部接出，由于温度低的蒸汽密度高，容易沉积在管道下部，则进入支管的蒸汽温度较低。

因此，从过热蒸汽管道的不同位置接出支管的用户，蒸汽温度有时过高或过低，会对用汽设备产生危害，也不利于对过热蒸汽管道温度的控制。

延长过热蒸汽管道的长度，使得蒸汽在管道内有足够的时间充分混合，能够在一定程度上缓解混合不均匀的问题，但是，往往会受到场地空间的限制，过热蒸汽管道的长度不能设置的过长；

对过热蒸汽管道的形状进行改造，采用回旋的方式延长过热蒸汽管道的长度，可以解决场地空间受限的问题，但是，需要重新设计蒸汽管道，并且管道形状为异型，增加了管道的加工工艺难度，增加生产成本。

发明内容

为解决现有技术不能将喷水减温后的蒸汽混合均匀的问题，本发明提出一种蒸汽喷水减温混合系统，在不改变蒸汽管道本体形状的前提下，使管道近端、远端蒸汽以及从管道不同部位引出的蒸汽温度参数趋于接近，防止温度偏离正常范围对用户设备的危害。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种蒸汽喷水减温混合系统，包括：曲面板，所述曲面板在喷水减温器之后的过热蒸汽管道内沿着蒸汽流动的方向设置，所述曲面板与过热蒸汽管道的内壁连接；所述曲面板包括：分别位于曲面板两端的第一边缘线和第二边缘线，所述第一边缘线靠近喷水减温器的蒸汽出口，所述第二边缘线远离喷水减温器的蒸汽出口；所述第一边缘线相对于第二边缘线沿过热蒸汽管道的轴线扭转设定角度。

进一步地，所述第一边缘线相对于另一端第二边缘线沿过热蒸汽管道的轴线扭转180°。

需要说明的是，扭转是为了将蒸汽在管道的上或下位置改变，即，为了将温度较低、密度较高的蒸汽从管道的中下部或下部换到中上部或上部；因此，第一边缘线相对于第二边缘线可以沿过热蒸汽管道的轴线顺时针或者逆时针进行扭转。

曲面板将蒸汽在管道中沿轴线方向流动，变为绕管道轴线旋转流动，有利于蒸汽在流动中形成湍流；在曲面板的第二边缘线流出后，管道内蒸汽相对位置发生了变化，有利于不同密度或温度的蒸汽相互扩散、混合。

进一步地，所述曲面板将蒸汽管道的横截面分隔成两部分。在蒸汽绕管道轴线旋转前进时，这两部分蒸汽可以各自在旋转运动过程中形成湍流加强混合。

进一步地，所述第一边缘线和第二边缘线的形状相同，所述曲面板在沿管道轴向方向上的任一横断线形状相同，且与所述第一边缘线和第二边缘线的形状相同。

更进一步地，所述第一边缘线和第二边缘线为直线或者曲线。

第一边缘线和第二边缘线可以是直线，也可以是曲线，但整个曲面板沿管道轴线方向上任一横断线应为形状相同的直线或曲线，以减少蒸汽流动时的阻力，保证蒸汽流动的流畅性。

进一步地，所述第一边缘线和第二边缘线均为水平布置，所述曲面板在过热蒸汽管道中水平布置。

蒸汽沿曲面板的第一边缘线进入管道，下部为温度较低、密度较大的蒸汽，上部为温度较高、密度较小的蒸汽；当蒸汽流经第二边缘线时，原来下部的蒸汽换到管道的上部，原来上部的蒸汽换到下部，由于上部的蒸汽密度大、温度低，会向下部扩散；下部的蒸汽温度高、密度小，会向上部上升，因此加强了蒸汽的混合。

进一步地，所述曲面板上远离减温水入口的边缘线与平面板水平连接，所述平面板上设有若干通孔。

蒸汽沿曲面板的第一边缘线进入管道，下部为温度较低、密度较大的蒸汽，上部为温度较高、密度较小的蒸汽；当蒸汽流经第二边缘线时，原来下部的蒸汽换到管道的上部，原来上部的蒸汽换到下部，进入平面板；平面板上的孔使蒸汽流动时形成湍流，加强了混合；同时上下部位的蒸汽在孔处接触，由于上部的蒸汽密度大、温度低，会向下部扩散；下部的蒸汽温度高、密度小，会向上部上升，因此加强了蒸汽的混合；当蒸汽从平面板上流过后，其混合得更加均匀；同时，流出平面板的蒸汽如仍没有充分混合，由于上部的蒸汽温度较低、密度较高，下部的蒸汽温度较高、密度较低，二者则会进一步上下相互扩散、混合，从而提高蒸汽混合的均匀性。

在另外一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种喷水减温系统，包括喷水减温器，所述喷水减温器与过热蒸汽管道连接，用于向过热蒸汽管道内喷射减温水；在喷水减温器之后的过热蒸汽管道内设置上述的蒸汽喷水减温混合系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.能够将管道内经喷水减温后温度不均匀的蒸汽加强混合，使管道近端、远端蒸汽以及从管道不同部位引出的蒸汽温度参数趋于接近，防止温度偏离正常范围对用户设备的危害。

2.能够使蒸汽充分混合、温度均匀，降低了喷水减温自动调节系统的控制难度，减少了运行操作人员的工作量，提高了蒸汽喷水减温系统运行的安全性和可靠性。

3.无需重新设计蒸汽管道形状，只需在管道内部焊接曲面板即可，降低了蒸汽管道加工设计的难度，减少了生产成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是实施例一中曲面板结构示意图；

图2是实施例一中曲面板结构示意图；

图3是实施例一中过热蒸汽管道与曲面板位置关系图；

图4是实施例二中喷水减温系统示意图；

其中，1.曲面板，2.第一边缘线，3.第二边缘线，4.平面板，5.通孔，6.过热蒸汽管道，7. 进汽管；8.喷水减温器；9.第一段出汽管；10.蒸汽喷水减温混合系统；11.第二段出汽管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施方式中，提出了一种蒸汽喷水减温混合系统，包括：曲面板1，曲面板1在过热蒸汽管道6内沿着蒸汽流动的方向设置，曲面板1设置在喷水减温器8之后的管道内，曲面板1的各边缘线均与过热蒸汽管道6的内壁连接。参照图1和图2，曲面板1包括第一边缘线2和第二边缘线3，第一边缘线2和第二边缘线3分别位于曲面板1沿蒸汽流动方向的两端边缘位置，第一边缘线2靠近喷水减温器8，第二边缘线3远离喷水减温器8；曲面板1从第一边缘线2开始，沿蒸汽管道轴线方向逐渐扭转，最终扭转范围延伸到其第二边缘线3，第一边缘线2与蒸汽管道内壁的两个连接点，与第二边缘线3与蒸汽管道内壁连接的两个连接点，处于同一平面内；或者，曲面板1的第一边缘线2相对于第二边缘线3沿顺时针或者逆时针方向扭转了180°；曲面板1除第一边缘线2和第二边缘线3外，其他边缘线也均与过热蒸汽管道6的内壁连接。

需要说明的是，蒸汽喷水减温器8为本领域普通技术人员所熟知，蒸汽喷水减温器8与过热蒸汽管道6的位置关系也是本领域普通技术人员所熟知的，在此不再赘述。

通过曲面板1将蒸汽在管道中沿轴线方向流动，变为绕管道轴线旋转流动，有利于蒸汽在流动中形成湍流；蒸汽在曲面板1的第二边缘线3流出后，管道内蒸汽相对位置发生了变化，有利于不同密度或温度的蒸汽相互扩散、混合。

曲面板1将蒸汽管道的横截面分隔成面积相等的两部分，在蒸汽绕管道轴线旋转前进时，这两部分蒸汽可以各自在旋转运动过程中形成湍流加强混合。第一边缘线2和第二边缘线3 可以是直线，也可以是曲线，但整个曲面板1沿管道轴线方向上任一横断线应为形状相同的直线或曲线，以减少蒸汽流动时的阻力。曲面板1的厚度应均匀，在满足其对蒸汽流动换向功能和避免振动等工艺要求的基础上，曲面板1可尽量薄，以减少对蒸汽的节流效应。

本实施例中，曲面板1在过热蒸汽管道6中水平布置，曲面板1的第一边缘线2和第二边缘线3均为直线并且也为水平布置。图3示出了曲面板1在过热蒸汽管道6横断面上的形状，曲面板1的边缘线为直线。此时，蒸汽沿曲面板1的第一边缘线2进入管道，下部为温度较低、密度较大的蒸汽，上部为温度较高、密度较小的蒸汽；当蒸汽流经第二边缘线3时，原来下部的蒸汽换到管道的上部，原来上部的蒸汽换到下部，由于上部的蒸汽密度大、温度低，会向下部扩散；下部的蒸汽温度高、密度小，会向上部上升，因此加强了蒸汽的混合。

当然，曲面板1在过热蒸汽管道6中的布置方式不限于水平方式，也可以是竖直方式或者相对于水平面设定角度的布置方式进行布置。

参照图1，曲面板1的第二边缘线3水平连接平面板4，平面板4也与蒸汽管道连接；平面板4上开有若干通孔5。

蒸汽沿曲面板1的第一边缘线2进入管道，下部为温度较低、密度较大的蒸汽，上部为温度较高、密度较小的蒸汽；当蒸汽流经第二边缘线3时，原来下部的蒸汽换到管道的上部，原来上部的蒸汽换到下部，进入平面板4；平面板4上的孔使蒸汽流动时形成湍流，加强了混合；同时上下部位的蒸汽在孔处接触，由于上部的蒸汽密度大、温度低，会向下部扩散；下部的蒸汽温度高、密度小，会向上部上升，因此加强了蒸汽的混合；当蒸汽从平面板4上流过后，其混合得更加均匀；同时，流出平面板4的蒸汽如仍没有充分混合，由于上部的蒸汽温度较低、密度较高，下部的蒸汽温度较高、密度较低，二者则会进一步上下相互扩散、混合，从而提高蒸汽混合的均匀性。

实施例二

在一个或多个实施方式中，提出了一种喷水减温系统，如图4所示，在本实施例中，过热蒸汽管道6水平布置；过热蒸汽从进汽管7进入喷水减温器8，喷水减温器8是一个喷水的装置，蒸汽从它里边经过时，水呈雾状喷到蒸汽中，实现混合降温。蒸汽从第一段出汽管9流出，蒸汽流经实施例一中所述的蒸汽喷水减温混合系统10后，经第二段出汽管 11向各蒸汽用户供汽。通过曲面板1对过热蒸汽加强了混合，使进入第二段出汽管11 的蒸汽温度均匀性提高。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种蒸汽喷水减温混合系统，其特征在于，包括：曲面板，所述曲面板在喷水减温器之后的过热蒸汽管道内沿着蒸汽流动的方向设置，所述曲面板与过热蒸汽管道的内壁连接；所述曲面板包括：分别位于曲面板两端的第一边缘线和第二边缘线，所述第一边缘线靠近喷水减温器的蒸汽出口，所述第二边缘线远离喷水减温器的蒸汽出口；所述第一边缘线相对于第二边缘线沿过热蒸汽管道的轴线扭转设定角度；

所述第一边缘线相对于另一端第二边缘线沿过热蒸汽管道的轴线扭转180°；所述第一边缘线和第二边缘线均为直线且水平布置，所述曲面板布置在水平的蒸汽管道中；

所述第二边缘线与平面板连接，所述平面板上设有若干通孔。

2.如权利要求1所述的一种蒸汽喷水减温混合系统，其特征在于，所述曲面板将蒸汽管道的横截面分隔成两部分。

3.如权利要求1所述的一种蒸汽喷水减温混合系统，其特征在于，所述第一边缘线和第二边缘线的形状相同，所述曲面板在沿管道轴向方向上的任一横断线形状相同，且与所述第一边缘线和第二边缘线的形状相同。

4.如权利要求3所述的一种蒸汽喷水减温混合系统，其特征在于，所述第一边缘线和第二边缘线为直线或者曲线。

5.一种喷水减温系统，包括喷水减温器，所述喷水减温器与过热蒸汽管道连接，用于对过热蒸汽喷水减温；其特征在于，在喷水减温器之后的过热蒸汽管道内设置权利要求1-4任一项所述的蒸汽喷水减温混合系统。

Images