CN1584480A - 两级进水超音速汽液两相流升压加热装置 - Google Patents

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Abstract

两级进水超音速汽液两相升压加热装置，包括与先渐缩再渐扩的混合腔的入口相连通的蒸汽喷嘴和环形水喷嘴，与冷水管相连的环形水喷嘴设置在蒸汽喷嘴的外围，在混合腔的喉部外围设置有与二次冷水管相连通的二次水喷嘴。本发明在现有装置的混合腔喉部或者装置出口位置增加了二次进水的水喷嘴，根据实际应用系统的需要，确定进入装置的冷水与蒸汽质量流量比率，获得所需的装置温升，且有效的增大进入装置的冷水与蒸汽的质量流量比率，从而降低装置的温升。

Description

两级进水超音速汽液两相流升压加热装置
技术领域
本实用新型属于通过与别的流体直接接触泵送流体(F04F)和热交换介质直接接触而相互不起化学反应的热交换设备(F28C)技术领域，具体涉及一种热能向机械能转换的两级进水超音速汽液两相流升压加热装置。
背景技术
超音速汽液两相流升压加热装置是利用高速蒸汽流的动能与过冷水混合形成超音速汽液两相混合流，再经过变截面通道后产生凝结激波，压力升高成为热水。超音速汽液两相流升压加热装置具有结构简单、运行可靠、升压能力强、换热效率高等优点，具有广泛的应用前景。但在实际应用中，由于进入装置的冷水与蒸汽的质量流量比率较小，因此现有的超音速汽液两相流升压加热装置存在出口热水与入口冷水温差过大，即温升过高的问题。装置温升过高，将严重影响装置运行稳定性和应用系统的热经济性，减小装置应用的范围。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够有效的增大进入装置的冷水与蒸汽的质量流量比率，降低装置的温升，且保证了原有的升压能力的两级进水超音速汽液两相流升压加热装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括与先渐缩再渐扩的混合腔的入口相连通的蒸汽喷嘴和环形水喷嘴，与冷水管相连的环形水喷嘴设置在蒸汽喷嘴的外围，其特点是，混合腔的喉部外围设置有与二次冷水管相连通的二次水喷嘴。
本实用新型的另一特点是：混合腔为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构；混合腔的出口还可依次设置有相互连通的直管段和渐缩管，二次水喷嘴可设置在渐缩管的喉部外围；二次水喷嘴为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构；渐缩管为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构。
由于本实用新型在现有装置的混合腔喉部或者装置出口位置增加了二次进水的水喷嘴，根据实际应用系统的需要，确定进入装置的冷水与蒸汽质量流量比率，获得所需的装置温升，且有效的增大进入装置的冷水与蒸汽的质量流量比率，从而降低装置的温升。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图，其中图1(a)是实施例1的结构示意图，图1(b)是实施例2的结构示意图；
图2是本实用新型的工作原理图，其中图2(a)是实施例1的工作原理图，图2(b)是实施例2的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
实施例1：参见图1(a)，本实用新型包括与先渐缩再渐扩的混合腔4的入口相连通的蒸汽喷嘴1和环形水喷嘴3，与冷水管2相连的环形水喷嘴3设置在蒸汽喷嘴1的外围，在混合腔4的喉部外围设置有与二次冷水管5相连通的二次水喷嘴6。混合腔4和二次水喷嘴6为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构，此结构能够减小壁面阻力造成的损失，使得出口热水具有很高的压力，本实用新型的各部件均采用嵌入式安装方式，便于装卸和更换部件。
实施例2：参见图1(b)，本实用新型包括与先渐缩再渐扩的混合腔4的入口相连通的蒸汽喷嘴1和环形水喷嘴3，与冷水管2相连的环形水喷嘴3设置在蒸汽喷嘴1的外围，在混合腔4的出口依次设置有相互连通的直管段7和渐缩管8，二次水喷嘴6设置在渐缩管8的喉部外围。
本实用新型的工作原理如下：参见图2(a)、(b)，本实用新型利用高压蒸汽经过超音速蒸汽喷嘴1膨胀后形成的超音速气流作为动力源，在变截面混合腔4中与低压水喷嘴3的水流直接接触后形成超音速的汽液两相流，到达混合腔4喉部之前混合成均匀的超音速汽液两相流，在混合腔4喉部形成凝结激波后，压力提高并成为单相热水，在流动受阻塞的情况下产生凝结激波，实现压力突变，在变截面混合腔4出口得到远远超过进口蒸汽压力的高压水流，从而实现大幅度提高水压的目的。在本实用新型在混合4腔喉部或者在混合腔4的出口位置增加二次水喷嘴6，引入二次进水，从而有效的增大进入装置的冷水与蒸汽的质量流量比率而达到降低装置温升的目的。

Claims (5)

1、两级进水超音速汽液两相升压加热装置，包括与先渐缩再渐扩的混合腔[4]的入口相连通的蒸汽喷嘴[1]和环形水喷嘴[3]，与冷水管[2]相连的环形水喷嘴[3]设置在蒸汽喷嘴[1]的外围，其特征在于：在混合腔[4]的喉部外围设置有与二次冷水管[5]相连通的二次水喷嘴[6]。
2、根据权利要求1所述的两级进水超音速汽液两相升压加热装置，其特征在于：所说的混合腔[4][为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构。
3、根据权利要求1所述的两级进水超音速汽液两相升压加热装置，其特征在于：所说的混合腔[4]的出口还可依次设置有相互连通的直管段[7]和渐缩管[8]，二次水喷嘴[6]可设置在渐缩管[8]的喉部外围。
4、根据权利要求1或3所述的两级进水超音速汽液两相升压加热装置，其特征在于：所说的二次水喷嘴[6]为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构。
5、根据权利要求3所述的两级进水超音速汽液两相升压加热装置，其特征在于：所说的渐缩管[8]为内表面采用流线型的轴对称旋转体结构。
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