CN118009783B - 一种可自适应调节的蒸汽储能罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体储存技术领域，具体涉及一种可自适应调节的蒸汽储能罐，包括主罐体、定隔板和动隔板；主罐体为筒状且轴线水平设置；主罐体上侧开设有进汽口，主罐体轴向上的端部连接有排汽管道；定隔板和动隔板均为绕主罐体轴线螺旋的涡状板；定隔板的外端与主罐体固定；动隔板与定隔板旋向一致且嵌套于定隔板内侧，动隔板相对于定隔板移动时能够与定隔板贴合或与定隔板在主罐体径向上产生间隙。通过涡状通道向定隔板内圈流动时从液体底部通过，能够依次将热量传递至涡状通道内和定隔板内圈的液体，传热效率更好。且定隔板和动隔板的多层螺旋的涡状结构，能够对定隔板内圈的液体形成多层保温，进一步减少热量损失。

Description

一种可自适应调节的蒸汽储能罐
技术领域
本发明涉及气体储存技术领域，具体涉及一种可自适应调节的蒸汽储能罐。
背景技术
蒸汽储能罐是一种与锅炉并联运行共同为用户提供蒸汽的设备，罐内相当大容量为饱和软化水，其余空间被水蒸气所占据。锅炉持续进汽时，锅炉将多余的蒸汽送到蒸汽储能罐中，通过罐内均匀的网状蒸汽管道流入软化水内部加热软化水，同时罐内压力升高使软化水的温度和沸点不断升高。锅炉向外出汽时，锅炉内蒸汽减少使得罐内压力下降，导致软化水沸点降低，软化水过热蒸发为水蒸气平衡内部压力的同时持续向用户提供蒸汽。而在储能罐储能过程中，或多或少会存在与外界热量交换的情况，造成储能罐内部能量损失，影响储能效率。
发明内容
本发明提供一种可自适应调节的蒸汽储能罐，以解决现有的储能管热量易损失的问题。
本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐采用如下技术方案：
一种可自适应调节的蒸汽储能罐，包括主罐体、定隔板和动隔板；主罐体为筒状且轴线水平设置；主罐体上侧开设有进汽口，主罐体轴向上的端部连接有排汽管道；定隔板和动隔板均为绕主罐体轴线螺旋的涡状板，且涡状板的内端到外端至少限定出两圈涡状通道；定隔板的外端与主罐体固定，且定隔板的最外圈与主罐体内壁之间设置有至少两处封堵，以限制从进汽口进入的蒸汽沿定隔板的涡状通道单向流动；排汽管道与定隔板内圈的液面上方连通；动隔板与定隔板旋向一致且嵌套于定隔板内侧，动隔板能够相对于定隔板沿主罐体轴向移动，且与定隔板之间始终保持密封；动隔板和定隔板均为沿主罐体轴向一端大、一端小的锥形，以在动隔板相对于定隔板移动时能够与定隔板贴合或与定隔板在主罐体径向上产生间隙；动隔板在主罐体内进汽时与定隔板贴合，并在主罐体停止进汽预设时间后移动至与定隔板产生间隙。
可选地，动隔板的在主罐体轴向上的端部与定隔板在主罐体轴向上的端部沿主罐体轴向滑动密封配合；且动隔板的端部设置有联结板，联结板封堵动隔板的涡状通道的端部；主罐体内设置有与联结板连接的动力件，动力件通过带动联结板移动进而带动动隔板移动。
可选地，定隔板的外端位于主罐体轴线的上方，定隔板的外端与主罐体内壁通过第一封堵板连接，定隔板的外圈与主罐体内壁通过第二封堵板连接，第一封堵板和第二封堵板分别位于进汽口在主罐体周向上的两侧，且分别位于主罐体轴线在水平方向上的两侧，使得进汽口进入的蒸汽能进入定隔板的次外圈。
可选地，定隔板的最外圈与主罐体之间预留有间隙。
可选地，主罐体内设置有至少两个挡板，至少两个挡板分别封堵定隔板在主罐体轴向上的两端；挡板上预留有多个沿主罐体轴向的滑槽，动隔板的每一圈螺旋部分对应密封滑动安装于一个滑槽，联结板位于挡板的远离主罐体中心的一侧。
可选地，定隔板和动隔板的内端位于主罐体轴线的正下方。
可选地，动力件为伸缩气缸。
可选地，挡板上开设有排汽口，排汽管道穿过排汽口与定隔板内部连通。
可选地，主罐体上开设有检修口。
可选地，一种可自适应调节的蒸汽储能罐还包括支架，主罐体水平安装于支架。
本发明的有益效果是：本发明的可自适应调节的蒸汽储能罐蒸汽通过涡状通道向定隔板内圈流动时从液体底部通过，能够依次将热量传递至涡状通道内和定隔板内圈的液体，相较于将蒸汽直接通入主罐体，传热效率更好，储能效率更高。
进一步地，蒸汽进入主罐体时动隔板与定隔板贴合，能够将位于外圈的蒸汽热量传递至内圈，进而使主罐体内部的温度趋于平衡。停止进汽预设时间后，动隔板移动至定隔板产生间隙，利用动隔板与定隔板之间的间隙对定隔板内圈的液体进行保温，减少内圈的热量向外圈的传递，且定隔板和动隔板均为多层螺旋的涡状结构，能够对定隔板内圈的液体形成多层保温，进一步减少内圈的热量损失。
进一步地，随着主罐体静置时间增长，定隔板外圈的热量逐渐散失，与定隔板内圈的温差逐渐增大，压强差也随之增大，在内圈的压强作用下外圈的涡状通道内的液面升高，在主罐体通过排汽通道向外排汽时，随着内圈的压力降低，外圈升高的液面向下降低进一步促使内圈的蒸汽向外排出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐的实施例的整体结构示意图；
图2为本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐的实施例的截面剖切示意图；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐的实施例的另一位置截面剖切示意图；
图5本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐的实施例的竖直截面剖切示意图；
图6为图5中B处的放大示意图；
图中：100、主罐体；110、进汽口；120、排汽管道；140、挡板；141、滑槽；150、检修口；160、支架；200、定隔板；210、第一封堵板；220、第二封堵板；300、动隔板；310、联结板；320、动力件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐的实施例，如图1至图6所示，包括支架160、主罐体100、定隔板200和动隔板300。
主罐体100为筒状且轴线水平安装于支架160；主罐体100上侧开设有进汽口110，主罐体100轴向上的端部连接有排汽管道120。
定隔板200和动隔板300均为绕主罐体100轴线螺旋的涡状板，且涡状板的内端到外端至少限定出两圈涡状通道。定隔板200的外端与主罐体100固定，且定隔板200的最外圈与主罐体100内壁之间设置有至少两处封堵，以限制从进汽口110进入的蒸汽沿定隔板200的涡状通道单向流动；排汽管道120与定隔板200内圈的液面上方连通。动隔板300与定隔板200旋向一致且嵌套于定隔板200内侧，即，动隔板300和定隔板200为相互叠加的平板绕主罐体100轴线卷绕而成，且定隔板200相邻两圈螺旋部分之间限定出涡状通道。动隔板300能够相对于定隔板200沿主罐体100轴向移动，且与定隔板200之间始终保持密封；动隔板300和定隔板200均为沿主罐体100轴向一端大、一端小的锥形，以在动隔板300相对于定隔板200移动时能够与定隔板200贴合或与定隔板200在主罐体100径向上产生间隙。动隔板300在主罐体100内进汽时与定隔板200贴合，并在主罐体100停止进汽预设时间后移动至与定隔板200产生间隙。
主罐体100进汽时，蒸汽沿涡状通道从外向内进入定隔板200内圈，此时动隔板300与定隔板200贴合。主罐体100内位于涡状通道内的液体在新进入的蒸汽的高压下靠近蒸汽进入一侧的液面下降至涡状通道的底部，蒸汽通过涡状通道向定隔板200内圈流动时从液体底部通过，能够依次将热量传递至涡状通道内和定隔板200内圈的液体，相较于将蒸汽直接通入主罐体100，传热效率更好，储能效率更高。蒸汽进入定隔板200内圈后在主罐体100内的高压下凝结为水，由于刚进入的蒸汽温度较高，动隔板300与定隔板200贴合能够将位于外圈的蒸汽热量传递至内圈，进而使主罐体100内部的温度趋于平衡。停止进汽后，封堵进汽口110，停止进汽后的预设时间内使得外圈的热量能够继续向内圈传递，在预设时间后，动隔板300移动至定隔板200产生间隙，对定隔板200内圈的液体进行保温，减少内圈的热量向外圈的传递，且定隔板200和动隔板300均为多层螺旋的涡状结构，能够对定隔板200内圈的液体形成多层保温，进一步减少内圈的热量损失。随着主罐体100静置时间增长，定隔板200外圈的热量逐渐散失，与定隔板200内圈的温差逐渐增大，压强差也随之增大，在内圈的压强作用下外圈的涡状通道内的液面升高，在主罐体100通过排汽管道120向外排汽时，随着内圈的压力降低，外圈升高的液面向下降低进一步促使内圈的蒸汽向外排出。
在本实施例中，动隔板300的在主罐体100轴向上的端部与定隔板200在主罐体100轴向上的端部沿主罐体100轴向滑动密封配合；且动隔板300的端部设置有联结板310，联结板310封堵动隔板300的涡状通道的端部。主罐体100内设置有与联结板310连接的动力件320，动力件320通过带动联结板310移动进而带动动隔板300移动。具体地，动力件320为伸缩气缸或其它能输出直线运动的动力元件，如直线电机。
在本实施例中，进汽口110处设置有电控阀门，电控阀门用于控制进汽口110的开启和关闭；电控阀门与动力件320之间可通过控制模块电连接，动力件320在电控阀门关闭进汽口110预设时间后自动启动，驱动动隔板300移动至与定隔板200拉开间隙；且动力件320在电控阀门开启进汽口110时再次启动，驱动动隔板300移动至与定隔板200贴合。
在本实施例中，定隔板200的外端位于主罐体100轴线的上方，定隔板200的外端与主罐体100内壁通过第一封堵板210连接，定隔板200的外圈与主罐体100内壁通过第二封堵板220连接，第一封堵板210和第二封堵板220分别位于进汽口110在主罐体100周向上的两侧，且分别位于主罐体100轴线在水平方向上的两侧，使得进汽口110进入的蒸汽能进入定隔板200的次外圈。
在本实施例中，定隔板200的最外圈与主罐体100之间预留有间隙，具体地，第一封堵板210与第二封堵板220在主罐体100周向上远离进汽口110的一侧与定隔板200最外圈和主罐体100内壁为空腔，以对进入定隔板200次外圈的蒸汽进行初步保温。
在本实施例中，主罐体100内设置有至少两个挡板140，至少两个挡板140分别封堵定隔板200在主罐体100轴向上的两端；挡板140上预留有多个沿主罐体100轴向的滑槽141，动隔板300的每一圈螺旋部分对应密封滑动安装于一个滑槽141，利用动隔板300与滑槽141侧壁的密封实现动隔板300与定隔板200之间的密封。联结板310位于挡板140的远离主罐体100中心的一侧。
在本实施例中，定隔板200和动隔板300的内端位于主罐体100轴线的正下方，以保证最内圈的涡状通道的蒸汽或液体能够进入定隔板200的内部。
在本实施例中，挡板140上开设有排汽口，排汽管道120穿过排汽口与定隔板200内部连通。
在本实施例中，主罐体100上开设有检修口150，检修口150可开设在主罐体100上侧，以观察进汽情况，也可开设在主罐体100的端部，便于对定隔板200和动隔板300检修。
本发明的一种可自适应调节的蒸汽储能罐在需要通入蒸汽时，电控阀门打开，蒸汽从进汽口110进入，同时动力件320使动隔板300移动至与定隔板200贴合。蒸汽从第一封堵板210和第二封堵板220之间进入定隔板200次外圈的涡状通道，并沿定隔板200从外端向其内端螺旋的方向流动，主罐体100内位于涡状通道内的液体在新进入的蒸汽的高压下靠近蒸汽进入一侧的液面下降至涡状通道的底部，蒸汽通过涡状通道时能够依次将热量传递至涡状通道内和定隔板200内圈的液体，提高储能效率；蒸汽进入定隔板200内圈后在主罐体100内的高压下凝结为水，由于刚进入的蒸汽温度较高，动隔板300与定隔板200贴合能够将位于外圈的蒸汽热量传递至内圈，进而使主罐体100内部的温度趋于平衡。
停止进汽后，电控阀门关闭封堵进汽口110，停止进汽后的预设时间内使得外圈的热量能够继续向内圈传递，在预设时间后，动力件320通过驱动联结板310移动进而带动动隔板300移动，使动隔板300移动至定隔板200产生间隙，对定隔板200内圈的液体进行保温，减少内圈的热量向外圈的传递，且定隔板200和动隔板300均为多层螺旋的涡状结构，能够对定隔板200内圈的液体形成多层保温，进一步减少内圈的热量损失。
需要向外排出蒸汽时，打开排汽管道120，定隔板200内圈的蒸汽通过排汽管道120排出，随着蒸汽的排出，主罐体100内部的压强降低，液体的沸点降低，主罐体100内部凝结的液体更容易形成蒸汽排出。且主罐体100在静置时，由于定隔板200外圈与内圈的温差逐渐增大，压强差也随之增大，在内圈的压强作用下外圈的涡状通道内的液面升高，在主罐体100通过排汽管道120向外排汽时，随着内圈的压力降低，外圈升高的液面向下降低进一步促使内圈的蒸汽向外排出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：包括主罐体、定隔板和动隔板；
主罐体为筒状且轴线水平设置；主罐体上侧开设有进汽口，主罐体轴向上的端部连接有排汽管道；
定隔板和动隔板均为绕主罐体轴线螺旋的涡状板，且涡状板的内端到外端至少限定出两圈涡状通道；定隔板的外端与主罐体固定，且定隔板的最外圈与主罐体内壁之间设置有至少两处封堵，以限制从进汽口进入的蒸汽沿定隔板的涡状通道单向流动；排汽管道与定隔板内圈的液面上方连通；动隔板与定隔板旋向一致且嵌套于定隔板内侧，动隔板能够相对于定隔板沿主罐体轴向移动，且与定隔板之间始终保持密封；动隔板和定隔板均为沿主罐体轴向一端大、一端小的锥形，以在动隔板相对于定隔板移动时能够与定隔板贴合或与定隔板在主罐体径向上产生间隙；动隔板在主罐体内进汽时与定隔板贴合，并在主罐体停止进汽预设时间后移动至与定隔板产生间隙。
2.根据权利要求1所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：动隔板的在主罐体轴向上的端部与定隔板在主罐体轴向上的端部沿主罐体轴向滑动密封配合；且动隔板的端部设置有联结板，联结板封堵动隔板的涡状通道的端部；主罐体内设置有与联结板连接的动力件，动力件通过带动联结板移动进而带动动隔板移动。
3.根据权利要求1所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：定隔板的外端位于主罐体轴线的上方，定隔板的外端与主罐体内壁通过第一封堵板连接，定隔板的外圈与主罐体内壁通过第二封堵板连接，第一封堵板和第二封堵板分别位于进汽口在主罐体周向上的两侧，且分别位于主罐体轴线在水平方向上的两侧，使得进汽口进入的蒸汽能进入定隔板的次外圈。
4.根据权利要求3所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：定隔板的最外圈与主罐体之间预留有间隙。
5.根据权利要求1所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：主罐体内设置有至少两个挡板，至少两个挡板分别封堵定隔板在主罐体轴向上的两端；挡板上预留有多个沿主罐体轴向的滑槽，动隔板的每一圈螺旋部分对应密封滑动安装于一个滑槽，联结板位于挡板的远离主罐体中心的一侧。
6.根据权利要求1所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：定隔板和动隔板的内端位于主罐体轴线的正下方。
7.根据权利要求2所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：动力件为伸缩气缸。
8.根据权利要求5所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：挡板上开设有排汽口，排汽管道穿过排汽口与定隔板内部连通。
9.根据权利要求8所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：主罐体上开设有检修口。
10.根据权利要求1所述的一种可自适应调节的蒸汽储能罐，其特征在于：还包括支架，主罐体水平安装于支架。
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