CN113108637A - 一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统及回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统，回收系统包括与蒸饭箱连接的蒸汽收集布置管路装置、紧凑型蒸汽回收装置和蓄水换热装置，蒸汽收集布置管路装置将收集到的蒸汽通过蒸汽回收总管通入紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐中，紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐与蓄水换热装置的储水罐连接。本发明装置极大的缩减使用空间的同时也提高了船用厨房蒸汽回收的效率，收集到的蒸汽水溶液可以降低船舶淡化水的功耗负担，并且本发明可以拓展出多台台蒸饭箱蒸汽回收系统。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽回收处理领域，具体的说是一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统及回收方法。
背景技术
在船舶厨房中一般采用蒸饭箱利用蒸汽对米饭、包子等主食，以及肉、蛋、鱼、蔬菜等副食进行加工。蒸饭箱工作时在底部加入一定量的淡水，然后接通电源，通过加热设备对淡水进行加热，水沸腾后会产生大量的水蒸汽，利用蒸汽带来的热量从而完成对主食和副食的加工。
目前，针对船舶厨房中蒸饭箱工作时产生的废蒸汽，大部分船舶利用自然通风的方式，这种方式较为简单，但存在很多问题。第一是淡水资源的浪费。蒸饭箱在工作时产生的大量蒸汽被直接排放到空气中，这部分淡水资源没有得到合理的利用；第二是高温蒸汽对船舶厨房环境及劳动人员的影响。蒸饭箱长时间工作时会持续产生大量的蒸汽，自然通风不能达到良好的效果，因而在厨房会集聚大量高温蒸汽，在此高温环境下劳动人员的工作效率和身体健康状况受到极大影响；第三易产生安全隐患。高温蒸汽环境会对船舶电气设备正常运行及使用寿命造成不利影响。
ZL2019110750030一种船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统，此控制系统将蒸饭箱与蒸汽收集以及处理结合起来，虽然此方法能够能够节省淡水资源以及减少工作人员的工作量，但是此方法需要通过高端精准的PLC控制器来控制，并且在开始以及后端处理时都需要对蒸汽箱进行抽气处理，前后处理时间长，并且占地面积大，不利于操作。
ZL 2019100765951公开了一种蒸汽回收利用系统，该系统利用冷却水箱、回收水箱使得蒸汽能够液化回收，再次利用，但是此方法一次只能操作一台设备，占地面积以及运行空间比较大，不利于蒸汽的高效回收。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种紧凑型船舶厨房蒸汽高校回收系统，充分考虑到场地有限等因素，本装置较为紧凑、所占空间小，收集到的蒸汽水溶液可以降低船舶淡化水的功耗负担，能较大程度地改善船舶厨房高温高湿环境，减少对劳动人员及船舶电气设备的不利影响。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统， 回收系统包括与蒸饭箱连接的蒸汽收集布置管路装置、紧凑型蒸汽回收装置和蓄水换热装置，蒸汽收集布置管路装置将收集到的蒸汽通过蒸汽回收总管通入紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐中，紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐与蓄水换热装置的储水罐连接。
本发明的进一步改进在于：蒸汽收集布置管路装置包括与蒸汽回收总管相连接的集气包和蒸饭箱，多台蒸饭箱是并联在一起的，蒸汽回收总管上安装有负压安全阀，每台蒸饭箱分别通过第一管路和第二管路与集气包相连接，在第二管路上安装有第二电动球阀，在第一管路上自上而下依次安装有第一电动球阀和收气罩，在蒸饭箱与第一管路连接的入口处连接第三管路，在第三管路的末端安装第三电动球阀，在第三管路的初始端安装有空气滤芯。
本发明的进一步改进在于：紧凑型蒸汽回收装置包括与蒸汽回收总管相连的喷淋罐，在喷淋罐内设置有由铜管和翅片组成的换热装置，换热装置连接有冷却水管，冷却水管的入口处安装有第一水循环泵，喷淋罐()内部还装有第一温度传感器。
本发明的进一步改进在于：蓄水换热装置包括与喷淋罐相连的水环真空泵，水环真空泵通过数条管路连接储水罐，水环真空泵与储水罐相连的其中一条管路上设置有调节阀和第二水循环泵，喷淋罐的顶部与储水罐相连的的管路上安装有第三水循环泵，在储水罐底部与喷淋罐相连的管路上设置有第四水循环泵。
本发明的进一步改进在于：在储水罐的一侧上端还设置有注水管，注水管与储水罐连接的管道上由上至下依次设置有第一截止阀和第四电动球阀，储水罐的另一侧连接有带有第二截止阀的第一溢流管，喷淋罐和储水罐相连接的第二溢流管上设置有第三截止阀，在储水罐内安装有液位传感器和第二温度传感器。
一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统的回收方法，包括如下步骤：
（1）数台并联的蒸饭箱通电加热淡水，打开水环真空泵和第二水循环泵，同时打开第一电动球阀、第一截止阀、第四水循环泵、第一水循环泵，关闭第二电动球阀和第三电动球阀，海水冷却水进入喷淋罐内的换热装置中，水环真空泵()、第二水循环泵和第四水循环泵同时开始工作；
（2）收气罩收集蒸汽，蒸汽汇集在集气包中，然后收集在蒸汽收集总管中，通过管道排入喷淋罐中，经喷淋罐内喷嘴喷淋冷却形成冷凝液，大部分通过管道排入储水罐中，残留蒸汽通过水环真空泵和第二循环水泵的共同作用被抽入储水罐中，水环真空泵中的气体排入储水罐上部空气中，水环真空泵所需要的水从喷淋罐中抽取，第三水循环泵将储水罐中较高温度的水抽入喷淋罐内喷淋冷却蒸汽，喷淋罐内部淡水通过铜管和翅片组成的换热装置与海水进行换热，热量被海水带走，冷却后的淡水保留在喷淋罐中；
（3）蒸饭箱内断电，停止加热水，关闭第一电动球阀一 ，同时关闭水环真空泵、第二水循环泵二 ，此时不排出蒸饭箱内蒸汽，利用蒸汽的热量继续加热蒸饭箱内的食物；
（4）打开第二电动球阀和第三电动球阀，同时打开水环真空泵，将蒸饭箱内蒸汽快速汇集到集气包并收集到蒸汽收集总管中，同样进行循环冷却，少量蒸汽会通过第三电动球阀直接进入空气中；
（5）工作结束，关闭所有阀门、水环真空泵、第一水循环泵、水循环泵三。
本发明的进一步改进在于：负压安全阀采用459HDD型，蒸饭箱规格均为DZH-42型。
本发明的进一步改进在于：第一电动球阀、第二电动球阀、第三电动球阀和第四电动球阀为德国制造的VAI61.20-6.3型电动球阀。
本发明的有益效果是：
1.相较于传统船用厨房将蒸汽直接排放到空气中和已有的船舶厨房蒸汽收集处理装置，本发明处理蒸汽效果很好，不仅可以很好的节约淡水资源，达到回收利用，降低船舶淡化水的功耗负担，而且在尽可能缩减使用空间和简化设备的同时有效提高了船用厨房蒸汽回收的效率，同时改善了船舶厨房劳动人员工作的高温高湿环境，减少了安全隐患，减少对劳动人员及船舶电气设备的不利影响；
2.本发明采用喷淋与换热器一体的紧凑型蒸汽回收装置，对储水罐中较高温度的水进行喷淋处理，并在喷淋罐内置换热装置，一是减少了较多复杂设备的占地面积，有效利用空间；二是使得喷淋和换热集于一体，提高喷淋和换热效率，节省了设备的投入和维护成本，使其变得更为轻巧方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中1.蒸饭箱，2.集气包，3.蒸汽收集总管，4.第一管路，5.第二管路，6.第一电动球阀，7.收气罩，8.第二电动球阀，9.第三管路，10.第三电动球阀，11.空气滤芯，12负压安全阀，13.喷淋罐，14.换热装置，15.第一水循环泵，16.第一温度传感器，17水环真空泵，18.储水罐，19.调节阀，20.第二水循环泵，21.第三水循环泵，22.第四水循环泵，23.液位传感器，24.温度传感器，25.第一截止阀，26.第四电动球阀，27.第二截止阀，28.第三截止阀。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
本发明是一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统，其特征在于：所述回收系统包括与蒸饭箱连接的蒸汽收集布置管路装置、紧凑型蒸汽回收装置和蓄水换热装置，所述蒸汽收集布置管路装置将收集到的蒸汽通过蒸汽回收总管3通入所述紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐13中，所述紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐13与所述蓄水换热装置的储水罐18连接，蒸汽箱是数台并联的，可以为两个、三个或是在四个甚至更多个。
如图1 所示，本发明采用的是两台型号为DZH-42的蒸饭箱，将两台蒸饭箱并联的连接在集气包2上，所述蒸汽回收总管3与集气包2的出气口相连接，每一台蒸饭箱的上端都设置有第二管路，直接将蒸饭箱与集气包连接，在所述第二管路5上安装有第二电动球阀8，蒸饭箱与集气包之间还通过第一管路4进行连接，在所述第一管路4上安装有第一电动球阀6和用于收集蒸汽的收气罩7，第一电动球阀6安装在收气罩7上方，在所述蒸饭箱1与所述第一管路4连接的入口处连接第三管路9，第三管路成L型设置，在所述第三管路9的末端安装第三电动球阀10，在所述第三管路9的初始端安装有过滤空气的空气滤芯11。
所述蒸汽回收总管3插入到紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐13的上端，与喷淋罐相连接将蒸汽输入到喷淋罐3中，在所述喷淋罐13内部安装有换热装置14，换热装置由铜管和翅片组成，所述换热装置14连接有冷却水管，所述冷却水管的入口处安装有第一水循环泵15，所述喷淋罐13连接有水环真空泵17，所述水环真空泵17通过数条管路连接储水罐18，所述水环真空泵17与所述储水罐18相连的其中一条管路上设置有调节阀19和第二水循环泵20，所述喷淋罐13的顶部与所述储水罐18相连的的管路上安装有第三水循环泵21，在所述储水罐18底部与所述喷淋罐13相连的管路上设置有第四水循环泵22，在所述储水罐18的一侧上端还设置有注水管，所述注水管与所述储水罐18连接的管道上由上至下依次设置有第一截止阀25和第四电动球阀26，所述储水罐18的另一侧连接有带有第二截止阀27的第一溢流管，所述喷淋罐13和所述储水罐18相连接的第二溢流管上设置有第三截止阀28，本发明中的所述第一电动球阀6、所述第二电动球阀8、所述第三电动球阀10和所述第四电动球阀26为德国制造的VAI61.20-6.3型电动球阀，特殊成型球体直接实现精确流量特性，简洁设计让产品更加安全可靠，本设备中均采用了同一执行器可用于全系列阀门，便于选型及维护。
所述蒸汽回收总管3上安装有负压安全阀12，负压安全阀采用459HDD型，此负压安全阀尺寸紧凑，连接方式多样化，应用广泛，且结构厚重，可用于高压工况，莱斯纳米级密封技术，超出API 527密封性要求的50%。
在所述储水罐18内安装有液位传感器23和第二温度传感器24，喷淋罐13内部还装有第一温度传感器16，当喷淋罐13内水温上升时，会触发第一温度传感器16的功能，及时引入冷却水进行蓄水换热。当储水罐18液位升高时，会触发液位传感器23的功能，打开第一截止阀27降低储水罐18水位，当储水罐温度升高时，会触发第二温度传感器24的功能，打开第一截止阀25和第四电动球阀26注入冷水从而降低水温。
本发明的回收系统具体的操作步骤如下：
步骤1：两台并联的所述蒸饭箱1通电加热淡水，打开水环真空泵17和所述第二水循环泵20，同时打开第一电动球阀6、第一截止阀25、第四水循环泵22、第一水循环泵15，关闭第二电动球阀8和第三电动球阀10，海水冷却水进入喷淋罐13内的换热装置14中，水环真空泵17、第二水循环泵20和第四水循环泵22同时开始工作；
步骤2：收气罩7收集蒸汽，蒸汽汇集在集气包2中，然后收集在蒸汽收集总管3中，通过管道排入喷淋罐13中，经喷淋罐13内喷嘴喷淋冷却形成冷凝液，大部分通过管道排入储水罐18中，残留蒸汽通过水环真空泵17和第二循环水泵20的共同作用被抽入储水罐18中，水环真空泵17中的气体排入储水罐18上部空气中，水环真空泵17所需要的水从喷淋罐13中抽取，第三水循环泵21将储水罐18中较高温度的水抽入喷淋罐13内喷淋冷却蒸汽，喷淋罐13内部淡水通过铜管和翅片组成的换热装置14与海水进行换热，热量被海水带走，冷却后的淡水保留在喷淋罐13中；
步骤3：蒸饭箱:2内断电，停止加热水，关闭第一电动球阀一6，同时关闭水环真空泵17、第二水循环泵二20 ，此时不排出蒸饭箱1内蒸汽，利用蒸汽的热量继续加热蒸饭箱1内的食物；
步骤4：打开第二电动球阀:8和第三电动球阀10，同时打开水环真空泵17，将蒸饭箱1内蒸汽快速汇集到集气包2并收集到蒸汽收集总管3中，同样进行循环冷却，少量蒸汽会通过第三电动球阀10直接进入空气中；
步骤5：工作结束，关闭所有阀门、水环真空泵17、第一水循环泵15、水循环泵三21。
本发明装置极大的缩减使用空间的同时也提高了船用厨房蒸汽回收的效率，收集到的蒸汽水溶液可以降低船舶淡化水的功耗负担，并且本发明可以拓展出多台台蒸饭箱蒸汽回收系统。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统，其特征在于：所述回收系统包括与蒸饭箱连接的蒸汽收集布置管路装置、紧凑型蒸汽回收装置和蓄水换热装置，所述蒸汽收集布置管路装置将收集到的蒸汽通过蒸汽回收总管（3）通入所述紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐（13）中，所述紧凑型蒸汽回收装置的喷淋罐（13）与所述蓄水换热装置的储水罐（18）连接。
2.根据权利要求1所述一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统，其特征在于：所述蒸汽收集布置管路装置包括与所述蒸汽回收总管（3）相连接的集气包（2）和数台并联的蒸饭箱（1），所述蒸汽回收总管（3）上安装有负压安全阀（12），每台所述蒸饭箱（1）分别通过第一管路（4）和第二管路（5）与所述集气包（2）相连接，在所述第二管路（5）上安装有第二电动球阀（8），在所述第一管路（4）上自上而下依次安装有第一电动球阀（6）和收气罩（7），在所述蒸饭箱（1）与所述第一管路（4）连接的入口处连接第三管路（9），在所述第三管路（9）的末端安装第三电动球阀（10），在所述第三管路（9）的初始端安装有空气滤芯（11）。
3.根据权利要求1所述一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统及回收方法，其特征在于：所述紧凑型蒸汽回收装置包括与所述蒸汽回收总管（3）相连的喷淋罐（13），在所述喷淋罐（13）内设置有换热装置（14），所述换热装置（14）连接有冷却水管，所述冷却水管的入口处安装有第一水循环泵（15），喷淋罐(13)内部还装有第一温度传感器（16）。
4.根据权利要求1所述一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统及回收方法，其特征在于：所述蓄水换热装置包括与所述喷淋罐（13）相连的水环真空泵（17），所述水环真空泵（17）通过数条管路连接储水罐（18），所述水环真空泵（17）与所述储水罐（18）相连的其中一条管路上设置有调节阀（19）和第二水循环泵（20），所述喷淋罐（13）的顶部与所述储水罐（18）相连的的管路上安装有第三水循环泵（21），在所述储水罐（18）底部与所述喷淋罐（13）相连的管路上设置有第四水循环泵（22）。
5.根据权利要求4所述一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统及回收方法，其特征在于：在所述储水罐（18）的一侧上端还设置有注水管，所述注水管与所述储水罐（18）连接的管道上由上至下依次设置有第一截止阀（25）和第四电动球阀（26），所述储水罐（18）的另一侧连接有带有第二截止阀（27）的第一溢流管，所述喷淋罐（13）和所述储水罐（18）相连接的第二溢流管上设置有第三截止阀（28），在所述储水罐（18）内安装有液位传感器（23）和第二温度传感器（24）。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种紧凑型船舶厨房蒸汽高效回收系统的回收方法，其特征在于：所述回收方法包括如下步骤：
（1）数台并联的所述蒸饭箱（1）通电加热淡水，打开水环真空泵（17）和所述第二水循环泵（20），同时打开第一电动球阀（6）、第一截止阀（25）、第四水循环泵（22）、第一水循环泵（15），关闭第二电动球阀（8）和第三电动球阀（10），海水冷却水进入喷淋罐（13）内的换热装置（14）中，水环真空泵(17)、第二水循环泵（20）和第四水循环泵（22）同时开始工作；
（2）收气罩（7）收集蒸汽，蒸汽汇集在集气包（2）中，然后收集在蒸汽收集总管（3）中，通过管道排入喷淋罐（13）中，经喷淋罐（13）内喷嘴喷淋冷却形成冷凝液，大部分通过管道排入储水罐（18）中，残留蒸汽通过水环真空泵（17）和第二循环水泵（20）的共同作用被抽入储水罐（18）中，水环真空泵（17）中的气体排入储水罐（18）上部空气中，水环真空泵（17）所需要的水从喷淋罐（13）中抽取，第三水循环泵（21）将储水罐（18）中较高温度的水抽入喷淋罐（13）内喷淋冷却蒸汽，喷淋罐（13）内部淡水通过铜管和翅片组成的换热装置（14）与海水进行换热，热量被海水带走，冷却后的淡水保留在喷淋罐（13）中；
（3）蒸饭箱（2）内断电，停止加热水，关闭第一电动球阀一（6） ，同时关闭水环真空泵（17）、第二水循环泵二（20） ，此时不排出蒸饭箱（1）内蒸汽，利用蒸汽的热量继续加热蒸饭箱（1）内的食物；
（4）打开第二电动球阀（8）和第三电动球阀（10），同时打开水环真空泵（17），将蒸饭箱（1）内蒸汽快速汇集到集气包（2）并收集到蒸汽收集总管（3）中，同样进行循环冷却，少量蒸汽会通过第三电动球阀（10）直接进入空气中；
（5）工作结束，关闭所有阀门、水环真空泵（17）、第一水循环泵（15）、水循环泵三（21）。
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- 2021-05-17 CN CN202110535942.XA patent/CN113108637A/zh active Pending
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