CN201121882Y - 一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组 - Google Patents

一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，它由蒸汽止回阀、蒸汽直管、水-蒸汽射流混合换热器、进水管、进水止回阀、进水直管、带球阀的平衡管、出水直管、可挠性接头构成。蒸汽直管的一端通过蒸汽止回阀与其他外设的蒸汽排出管相连；另一端与水-蒸汽射流混合换热器的蒸汽进口相连。进水管的一端通过进水止回阀与进水直管相连；另一端与水-蒸汽射流混合换热器的进水口相连。水-蒸汽射流混合换热器的出水口与出水直管相连。在进水直管和出水直管之间连接有一根带球阀的平衡管。

Description

一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组
技术领域
本实用新型涉及一种生产热水的设备，具体地说，本实用新型涉及一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组。
背景技术
目前，生产热水的设备主要有三种：电热水器、热水锅炉和汽水换热设备。由于电热水器消耗最高品位能源---电力，生产热水的成本较高，热水生产量有限，所以，电热水器应用范围较窄。各种热水锅炉消耗次高品位能源---燃料化学能，如煤、天然气等，热水生产成本较电热水器低，应用范围广。汽水换热设备是通过蒸汽与凉水的热交换原理，生产热水，其蒸汽可以是来自于蒸汽锅炉，热电厂驱动汽轮机发电后的蒸汽，或其他各类工厂的余热蒸汽，其热水生产成本最低，而且，节能环保，且可以实现能源的梯级使用，所以，汽水换热设备最具有广阔的应用前景。
汽水换热设备按照换热机理分为间接换热型和直接混合换热型两大类。间接换热型汽水换热设备如管壳式换热器、平板式换热器，其传热系数约为3000W/(m2·℃)，效率较低。直接混合换热型汽水换热设备是将冷水与蒸汽直接混合生产热水，其传热系统稳定，其传热系统高10000W/(m2·℃)，效率高。
目前，常见的直接混合换热型汽水换热器主要有：锅炉房内高位布置的热力除氧器和安装在汽轮机出口的凝汽器。虽然这两种汽水换热器的传热系数稳定在10000W/(m2·℃)，传热效率高，但是凝汽器出水压力低于大气压，热力除氧器出水压力等于大气压，生产出来的饱和热水难以使用电泵输送，热水供应能力有限，从而大大地限制了直接混合换热型汽水换热器的普及。
唯有提高汽水混合换热器的出水压力，热水输送难题才能被克服；汽水混合换热器才能被广泛地用于锅炉给水，热水生产、供应领域，替代热水锅炉。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种利用水--蒸汽射流混合换热生产热水，并利用温差输送热水的热水生产机组。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，它由蒸汽止回阀、蒸汽直管、水-蒸汽射流混合换热器、进水管、进水止回阀、进水直管、带球阀的平衡管、出水直管、可挠性接头构成；
蒸汽直管的一端通过蒸汽止回阀与其他外设的蒸汽排出管相连；另一端与水-蒸汽射流混合换热器的蒸汽进口相连；
进水管的一端通过进水止回阀与进水直管相连；另一端与水-蒸汽射流混合换热器的进水口相连；
水-蒸汽射流混合换热器的出水口与出水直管相连；
在进水直管和出水直管之间连接有一根带球阀的平衡管。
所述出水直管的出水压力与进水直管的进水压力比为0.94-2.8。
所述水-蒸汽射流混合换热器由带有进水口的壳体、安装在壳体内的蒸汽喷管和喉管三部分构成；壳体的进水口与所述进水管相连，蒸汽喷管的蒸汽进口与所述蒸汽直管相连，喉管的热水出口与所述出水直管相连；
在该水-蒸汽射流混合换热器内，所述喉管与带有进水口的壳体相通，喉管的内孔依其形状不同分为三段，沿介质流动方向依次为会聚段、节流段和扩压段；其中，会聚段和扩压段为喇叭形；喉管扩压段出水处的大口直径为D，中口直径为0.7D，扩压段锥角θ为25°-30°；
所述蒸汽喷管的喷嘴出口直径小于喉管会聚段的入口直径；蒸汽喷管与喉管同轴设置，且蒸汽喷管插入到喉管会聚段内。
所述蒸汽喷管的喷嘴出口直径为dn，喉管中间部分节流段的直径为dt，1.25≤dn/dt≤1.75。
所述蒸汽喷管插入喉管会聚段内的轴向长度为L2，喉管会聚段的轴向长度为L1，0.38≤L2/L1≤0.62。
附图说明
图1为本实用新型生产热水的热水生产机组结构示意图；
图2为本实用新型水--蒸汽射流混合换热器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明，并非对本实用新型的限定。
如图1所示，本实用新型公开的利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组主要由蒸汽止回阀1、蒸汽直管2、水-蒸汽射流混合换热器3、进水管4、进水止回阀5、进水直管6、带球阀的平衡管7、出水直管8、可挠性接头9构成。
蒸汽直管2的一端通过蒸汽止回阀1与其他外设的蒸汽排出管相连，利用其他外设排出的剩余蒸汽。蒸汽直管2的另一端与水-蒸汽射流混合换热器3的蒸汽进口相连。
进水管4的一端通过进水止回阀5与进水直管6相连；进水管4的另一端与水-蒸汽射流混合换热器3的进水口相连。
水-蒸汽射流混合换热器3的出水口与出水直管8相连。
进水直管6和出水直管8分别通过可挠性接头9与外部的冷水管和热水管相连，输入凉水和输出热水。
本实用新型特别在：进水直管6和出水直管8之间连接有一根带球阀的平衡管7，以调节出水压力P2与进水压力P1之间的关系，使P2/P1为0.94-2.8。
图2为本实用新型实现水-蒸汽直接混合换热的水-蒸汽射流混合换热器结构示意图。如图所示，该水-蒸汽射流混合换热器由带有进水口10的壳体11、安装在壳体内的蒸汽喷管12和喉管13三部分构成。壳体11的进水口10与图1中的进水管4相连，蒸汽喷管12的蒸汽进口与图1中的蒸汽直管2相连，喉管13的热水出口与图1中的出水直管8相连。
在水-蒸汽射流混合换热器内，喉管13与带有进水口10的壳体11相通。喉管13的内孔依其形状不同分为三段，沿介质流动方向依次为会聚段131、节流段132和扩压段133；其中，会聚段131和扩压段133为喇叭形。扩压段133出水处大口直径为D，中口直径为0.7D，扩压段锥角θ为25°-30°。喉管中间部分节流段的直径为dt。
蒸汽喷管12的喷嘴出口直径小于喉管13会聚段131的入口直径。蒸汽喷管12的喷嘴出口直径为dn，喉管13节流段的直径为dt，直径比：1.25≤dn/dt≤1.75。
蒸汽喷管12与喉管13同轴设置，且蒸汽喷管12插入到喉管13会聚段131内。蒸汽喷管12插入喉管13会聚段131内的轴向长度为L2。喉管13会聚段131的轴向长度为L1，0.38≤L2/L1≤0.62。
如图1所示，本实用新型生产热水的原理是：调节蒸汽止回阀1，使蒸汽经蒸汽止回阀1、蒸汽直管2进入水-蒸汽射流混合换热器3内；调节进水止回阀5，使凉水经进水直管6、进水止回阀5、进水管4进入水-蒸汽射流混合换热器3内，与蒸汽混合，生成热水；生成的热水经出水直管8排除。
由于本实用新型通过在进水直管和出水直管之间连接有一根带球阀的平衡管，一来可以通过流量分配，降低出口直管内热水温度，避免闪蒸腐蚀管道；二来通过管道传热减小进出口温差变化，能使出水压力稳定在正常范围内，预防压力脉冲的发生。另外，本实用新型通过调节设置在蒸汽进口处的蒸汽止回阀和设置在进水处的进水止回阀可以在装置起/停机期间，避免水击噪音与振动。
以上所述是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1、一种利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，其特征在于：它由蒸汽止回阀、蒸汽直管、水-蒸汽射流混合换热器、进水管、进水止回阀、进水直管、带球阀的平衡管、出水直管、可挠性接头构成；
蒸汽直管的一端通过蒸汽止回阀与其他外设的蒸汽排出管相连；另一端与水-蒸汽射流混合换热器的蒸汽进口相连；
进水管的一端通过进水止回阀与进水直管相连；另一端与水-蒸汽射流混合换热器的进水口相连；
水-蒸汽射流混合换热器的出水口与出水直管相连；
在进水直管和出水直管之间连接有一根带球阀的平衡管。
2、根据权利要求1所述的利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，其特征在于：所述出水直管的出水压力与进水直管的进水压力之比为0.94-2.8。
3、根据权利要求1或2所述的利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，其特征在于：所述水-蒸汽射流混合换热器由带有进水口的壳体、安装在壳体内的蒸汽喷管和喉管三部分构成；壳体的进水口与所述进水管相连，蒸汽喷管的蒸汽进口与所述蒸汽直管相连，喉管的热水出口与所述出水直管相连；
在该水-蒸汽射流混合换热器内，所述喉管与带有进水口的壳体相通，喉管的内孔依其形状不同分为三段，沿介质流动方向依次为会聚段、节流段和扩压段；其中，会聚段和扩压段为喇叭形；喉管扩压段出水处的大口直径为D，中口直径为0.7D，扩压段锥角θ为25°-30°；
所述蒸汽喷管的喷嘴出口直径小于喉管会聚段的入口直径；蒸汽喷管与喉管同轴设置，且蒸汽喷管插入到喉管会聚段内。
4、根据权利要求3所述的利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，其特征在于：所述蒸汽喷管的喷嘴出口直径为dn，喉管中间部分节流段的直径为dt，1.25≤dn/dt≤1.75。
5、根据权利要求3或4所述的利用余热蒸汽生产热水的热水生产机组，其特征在于：所述蒸汽喷管插入喉管会聚段内的轴向长度为L2，喉管会聚段的轴向长度为L1，0.38≤L2/L1≤0.62。
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