CN201382402Y - 减温器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减温器，包括蒸汽管道，所述蒸汽管道的中部设置有喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴主体，所述喷嘴主体内设置有蒸汽室和冷却水室，所述蒸汽室和冷却水室分别与穿设在所述蒸汽管道上的进气管和进水管连通，所述蒸汽室和冷却水室之间设置有喷气孔，所述冷却水室连接有与所述喷气孔相对设置的雾化喷孔；进入所述蒸汽室内的雾化用蒸汽从所述喷气孔喷出，夹带并预热所述冷却水室内的冷却水进入所述雾化喷孔，将冷却水雾化，雾化后的冷却水从所述雾化喷孔喷出并进入所述蒸汽管道，与所述蒸汽管道内的过热蒸汽充分混合。本实用新型减温器可有效提高冷却水的利用率，提高减温器的减温效果，特别适合低流量状态下过热蒸汽的减温。

Description

减温器

技术领域

本实用新型涉及减温器技术，特别是涉及一种用于对过热蒸汽进行减温的减温器。

背景技术

电厂运行过程中会产生大量的热量，且电厂通常需要将多余的热量输送出去，以供其它设备或工厂使用，以提高能量的利用率。过热蒸汽是指温度高于饱和温度的蒸汽，在输送管道中不会出现冷凝水，且可以达到较高的管道流速(最高可达100m/s)，过热蒸汽传输过程中具有蒸汽管网的尺寸小，以及不需要进行对管道经常疏水的优点；但是，过热蒸汽中的热量通常以水的焓、蒸发焓(潜热)以及过热焓三种形式存在，其中大部分热量是蒸发焓，过热焓中的热量很少，过热蒸汽的传热系数较低，易变化且难以精确测量，将过热蒸汽作为传热介质的换热器一般较大且昂贵，且现有的大部分换热设备均采用饱和蒸汽作为换热介质。因此，为便于传输和降低传输管道的成本，电厂一般以过热蒸汽的形式将过剩的热能传送出去，以供其它设备使用，而在其它换热设备使用前，需要对接收到的过热蒸汽进行减温处理，获得饱和蒸汽，以满足换热设备的实际需要。

减温器主要存在非接触式和直接接触式两种形式。其中，非接触式减温器主要是利用冷却水和过热蒸汽通过管道的管壁来进行热交换，降低过热蒸汽的温度，实现减温目的。但是这种类型的减温器的换热效率低，减温器管道较长，体积大，冷却水浪费大，目前已很少应用。直接接触式减温器是较为常用的一种减温器，在冷却时需将一定量的作为冷却介质的冷却水和过热蒸汽同时加入到换热室内，将冷却水和过热蒸汽混合，利用冷却水和过热蒸汽之间的热交换降低过热蒸汽的温度。

现有技术直接接触式减温器中，冷却水和过热蒸汽直接混合，为了达到一定的减温效果必须要通入适量的冷却水，冷却水会在过热蒸汽的作用下汽化，冷却水汽化过程中会从过热蒸汽中吸收大量的热量，从而降低过热蒸汽的温度，将过热蒸汽减温至所需温度的蒸汽，且现有技术一般在减温器后端安装温度感应探头来探测减温以后蒸汽的温度，并由微电脑控制喷入减温器内的冷却水量使减温后的蒸汽保持在所设定的温度。实际使用中发现，若要保证减温后的蒸汽的温度与饱和蒸汽的温度相差在10°F(相当于5.6℃)范围内，则需要向减温器内喷射入足够量的冷却水，冷却水要充分的与过热蒸汽混合，并在过热蒸汽高温的作用下汽化，将过热蒸汽减温至所需的温度，但是，由于冷却水是由大量液态水滴构成，且液态水滴汽化需要一定的时间，如果冷却水雾化或者冷却水与过热蒸汽混合效果不好，则液态水滴可能未被汽化就“沉积”下来。特别是当过热蒸汽的流量较低，如为正常流量的1/50～1/4时，相应的过热蒸汽的湍流程度较低，冷却水和过热蒸汽混合效果相对较差，进入减温器内未被汽化就沉积的冷却水量会较多，而过热蒸汽温度的降低主要是由冷却水汽化吸收的热量的结果，因此，大量未被汽化的冷却水必然导致吸收的过热蒸汽的热量减少，导致过热蒸汽无法达到所需的减温效果，经过减温后的蒸汽温度无法达到所需的温度，减温效果差，减温器的减温效率低，同时，为了保证减温后蒸汽的温度，必然需要向减温器内喷射入更大量的冷却水，造成冷却水资源的大量浪费，由于冷却水成本高，大量冷却水的使用必然提高减温器的使用成本。此外，减温器内大量未被汽化的冷却水会沉积在蒸汽管道内，因此，减温器后端的输气管道还需要设置相应的疏水装置，增加了整个减温系统的安装和运行成本。

可以看出，现有技术减温器中，蒸汽管道内的过热蒸汽流量较低时，未被汽化的冷却水较多，降低了减温器的减温效果，无法实现对过热蒸汽进行有效地减温，减温器的效率低；若要保证减温器减温后的蒸汽温度，需要向减温器内喷射入大量的冷却水，冷却水耗费较多，提高了减温器的使用成本；同时，减温器内未被汽化的冷却水沉积后会流入后端的输气管道，需要在后端的输气管道上设置疏水装置，提高了减温器的成本，造成冷却水资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种减温器，可以有效克服现有技术的技术问题，使得减温器中的冷却水可充分的汽化，提高冷却水的利用率和减温器的减温效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种减温器，包括蒸汽管道，所述蒸汽管道的中部设置有喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴主体，所述喷嘴主体内设置有蒸汽室和冷却水室，所述蒸汽室和冷却水室分别与穿设在所述蒸汽管道上的进气管和进水管连通，所述蒸汽室和冷却水室之间设置有喷气孔，所述冷却水室连接有与所述喷气孔相对设置的雾化喷孔；进入所述蒸汽室内的雾化用蒸汽从所述喷气孔喷出，夹带并预热所述冷却水室内的冷却水进入所述雾化喷孔，将冷却水雾化，雾化后的冷却水从所述雾化喷孔喷出并进入所述蒸汽管道，与所述蒸汽管道内的过热蒸汽充分混合。

其中，所述喷气孔的喷口尺寸小于或等于所述雾化喷孔的进口的尺寸。所述冷却水室与所述雾化喷孔之间还连通有用于将所述冷却水充分雾化的雾化管。所述雾化管为一端面积大一端面积小的管道。所述蒸汽管道两端设置有法兰端面。

进一步地，所述进水管上还开设有回收水进口，所述回收水进口连接有用于回收所述减温器后端输气管内残留的冷却水的回收装置；所述回收水进口与所述回收装置之间还连接有止回阀，所述止回阀用于防止进入所述进水管内的冷却水流向所述回收装置。

本实用新型技术方案提供了一种减温器，减温器中的喷嘴可通过雾化用蒸汽对冷却水进行预热和雾化处理，使其以饱和温度进入蒸汽管道与过热蒸汽混合，由于预热和雾化后的冷却水为饱和温度，且冷却水被雾化成具有更小体积的液滴，雾化后的冷却水与过热蒸汽混合后可以在较短的时间内充分雾化，有效提高了减温器的减温效果，特别适合低流量状态下的过热蒸汽的减温，减温过程中冷却水可以被充分的汽化，且冷却水沉积极少。由于冷却水可以被充分的汽化，汽化所吸收的热量可有效降低过热蒸汽的温度，可有效保证减温后的蒸汽温度，需要少量的冷却水即可实现较好的减温效果，相对于现有技术，本实施例减温器仅需要较少的冷却水即可达到相同的减温效果，且具有较少的沉积水，提高了冷却水的利用率，降低了减温器的使用成本。此外，本实用新型技术方案还通过设置回收装置回收利用过量的冷却水，使得过量喷入的冷却水被回收并重新使用，进一步地提高了冷却水的利用率，提高了减温器的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型减温器实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型减温器实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型减温器实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型减温器实施例一的结构示意图。本实施例减温器包括蒸汽管道1，所述蒸汽管道1的中部设置有喷嘴2，所述喷嘴2包括喷嘴主体21，所述喷嘴主体21内设置有蒸汽室22和冷却水室23，所述蒸汽室22和冷却水室23分别与穿设在所述蒸汽管道1上的进气管3和进水管4连通，所述蒸汽室22和冷却水室23之间设置有喷气孔24，所述冷却水室23连接有与所述喷气孔24相对设置的雾化喷孔25；进入所述蒸汽室22内的雾化用蒸汽从所述喷气孔24喷出，夹带所述冷却水室23内的冷却水进入所述雾化喷孔25，将冷却水雾化，雾化后的冷却水从所述雾化喷孔25喷出并进入所述蒸汽管道1，与所述蒸汽管道1内的过热蒸汽混合。可以看出，本实施例减温器在利用冷却水对过热蒸汽进行减温时，首先通过雾化用蒸汽对冷却水进行预热，将冷却水雾化，雾化后的冷却水再与过热蒸汽混合，吸热汽化，雾化后的冷却水具有较短的汽化时间，可在较短的时间内汽化，冷却水汽化需要从过热蒸汽中吸收大量的热量，从而降低了过热蒸汽的温度。本实施例中所述的雾化用蒸汽是指具有高温和高压的蒸汽，具体地，可为未被减压后的过热蒸汽，在进行过热蒸汽减温时，通入减温器的过热蒸汽需要进行减压，以使得过热蒸汽可以具有较好的减温效果，因此，本实施例中可将未被减压的过热蒸汽作为雾化用蒸汽，该雾化用蒸汽具有较高的温度和压力，可以对冷却水进行有效地雾化。

具体地，在对过热蒸汽进行减温时，可通过进气管3通入高压的雾化用蒸汽到蒸汽室22，进入蒸汽室22内的高压雾化用蒸汽从喷气孔24内喷出，此时，通过进水管4向冷却水室23内通入冷却水，从喷气孔24喷出的雾化用蒸汽夹带冷却水室23内的冷却水一起进入雾化喷孔25，冷却水吸收雾化用蒸汽的热量，被雾化用蒸汽预热而产生雾化，冷却水被雾化成具有更小体积的小液滴，且冷却水中各液滴活动性强，更加均匀分散，被雾化后的冷却水从雾化喷孔25内喷出，以饱和温度进入蒸汽管道1内，与蒸汽管道1内的过热蒸汽混合，雾化后的冷却水吸收过热蒸汽的热量产生汽化，降低过热蒸汽的温度。可以看出，本实施例中与过热蒸汽混合的冷却水预先经过雾化用蒸汽的预热和雾化处理，冷却水被雾化成具有更小体积的小液滴，且冷却水被预热至较高温度，随着水温的增加，冷却水的流体和热力学特性得到改善，冷却水的表面张力变小，水滴大小分布度更加均匀，雾化率也得到提高，从而降低了冷却水汽化所需的时间，冷却水更容易汽化，由于汽化会从过热蒸汽中吸收大量的热量，因此可有效降低过热蒸汽的温度，使过热蒸汽的温度降低至所设定的温度，保证降温效果。由于经过预热和雾化的冷却水具有表面张力较小，水滴分布较均匀等性能，提高了冷却水与过热蒸汽的混合程度，雾化后的冷却水与过热蒸汽混合后可被充分的汽化，因此冷却水沉积较少，有效提高了冷却水的利用率，大大降低了冷却水的使用量，提高了减温器的减温效果。

实际应用中，进气管3和进水管4穿设在蒸汽管道1的管壁上，并与设置在喷嘴主体21上的进气口和进水口分别连通，通过进气管3可向喷嘴2内的蒸汽室22内喷入雾化用蒸汽，通过进水管4可向喷嘴2内的冷却水室23内喷入冷却水。进气管3和进水管4与蒸汽管道1固设在一起，且与蒸汽管道1连接处密封处理，防止蒸汽管道1漏气，喷嘴2可通过该进气管3和进水管4固定在蒸汽管道1的中部。此外，蒸汽管道1和喷嘴2之间也可设置角撑板，以更加有效地将喷嘴2固定，降低过热蒸汽对其冲击造成的损坏。

实际应用中，喷气孔24的喷口尺寸小于或等于雾化喷孔25的进口尺寸，以使得喷气孔24喷出的雾化用蒸汽可有效地夹带冷却水进入雾化喷孔25，保证雾化用蒸汽进入雾化喷孔25，使得雾化用蒸汽可有效地在雾化喷孔25内雾化夹带的冷却水。此外，喷气孔24距离雾化喷孔25的距离应尽可能的小，保证雾化用蒸汽有效的从雾化喷孔25的进口全部进入雾化喷孔25。

实际应用中，蒸汽管道1两端还可设置有法兰端面，用于与过热蒸汽的输送管道和减温后蒸汽的输送管道连接，提高减温器与其它管道或设备安装的便利性。此外，也可在蒸汽管道1两端设置焊接端面，通过焊接的形式安装在其它管道或设备上。根据具体地需要可设置合适的连接端面，以便于与其它设备进行连接。

实际应用中可在减温器后端设置感应探头来测量减温后蒸汽的温度，并可与电脑连接，由电脑控制与其连接的控制器控制进入减温器的冷却水以及雾化用蒸汽的量，使得经过减温器后的蒸汽保持在设定的温度。

可以看出，由于减温器中的喷嘴可以将冷却水雾化成具有更小体积、更加分散的液滴，即使过热蒸汽具有较小流速和较低湍流的情况下，也可以与过热蒸汽之间进行充分的混合，冷却水可以充分汽化，可有效降低过热蒸汽的温度，因此，对于流量较低的过热蒸汽，本实施例减温器可达到较好的减温效果，冷却水可以被充分的汽化，冷却水的利用率较高，大大增加了减温器的工作效率。因此，本实施例减温器特别适用于具有较低流量状态下过热蒸汽的减温，在保证减温器的减温效果的同时，可有效提高冷却水的利用率，节省大量冷却水。

本实施例减温器中的喷嘴可通过雾化用蒸汽对冷却水进行预热和雾化处理，使其以饱和温度进入蒸汽管道与过热蒸汽混合，由于预热和雾化后的冷却水为饱和温度，且冷却水被雾化成具有更小体积的液滴，雾化后的冷却水与过热蒸汽混合后可以在较短的时间内充分雾化，有效提高了减温器的减温效果，特别适合低流量状态下的过热蒸汽的减温，减温过程中冷却水可以被充分的汽化，且冷却水沉积极少。由于冷却水可以被充分的汽化，汽化所吸收的热量可有效降低过热蒸汽的温度，可有效保证减温后的蒸汽温度，需要少量的冷却水即可实现较好的减温效果，相对于现有技术，本实施例减温器仅需要较少的冷却水即可达到相同的减温效果，且具有较少的沉积水，提高了冷却水的利用率，降低了减温器的使用成本。

图2为本实用新型减温器实施例二的结构示意图。在上述实施例一技术方案的基础上，本实施例减温器的冷却水室23与雾化喷孔25之间还连通有用于将冷却水充分雾化的雾化管26。该雾化管26可以为一端面积大一端面积小的管道，其中面积大的一端与喷气孔24的喷口对应，面积小的一端与雾化喷孔25的进口连通，使得进入雾化喷孔25的雾化用蒸汽和冷却水可以具有更高的流速，增加了雾化用蒸汽的湍流，提高了雾化用蒸汽对冷却水的雾化处理效果。

可以看出，通过增加雾化管，使得雾化用蒸汽有足够的时间对冷却水进行雾化，且一端面积大一端面积小的雾化管可以使得雾化用蒸汽具有更高的流速，提高了雾化效果，使得雾化喷孔喷出的冷却水具有更短的汽化时间，提高了冷却水对过热蒸汽的冷却效果，避免冷却水未被汽化就沉积现象，提高了减温器的效率和减温效果。

图3为本实用新型减温器实施例三的结构示意图。在上述各实施例技术方案的基础上，本实施例减温器还连接有一回收装置，用于将减温器后端输气管内残留的冷却水回收利用。具体地，进水管4上开设有回收水进口5，回收水进口5连接有用于回收减温器后端输气管内残留的冷却水的回收装置6；回收水进口5与回收装置6之间还连接有止回阀7，该止回阀用于防止进入进水管内的冷却水流向回收装置6。

实际应用中，该回收装置6可将减温器后端输气管内沉积下来的冷却水回收至进水管4内，使其重新进入喷嘴2，并被雾化后对过热蒸汽进行减温。具体地，由于减温器后端的输气管内的蒸汽具有较大的压力，在蒸汽压力的作用下使得输气管内残留的冷却水通过止回阀7进入进水管4，与进水管4内的冷却水一起进入喷嘴2，对过热蒸汽进行减温。本实施例中的止回阀7可以有效的防止进入进水管4内的冷却水倒流入回收装置6，不会出现冷却水到流入回收装置6中的问题。

可以看出，本实施例通过设置回收装置，过量喷入的冷却水被有效回收和再次利用，冷却水的利用率达到最高，大大增加了减温器的工作效率，避免了冷却水资源的浪费，减少了减温器的使用成本，提高了减温器的减温效果。同时，通过设置回收装置，减温器后端的输气管道不需要疏水管道，降低了减温器的成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1、一种减温器，包括蒸汽管道，其特征在于，所述蒸汽管道的中部设置有喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴主体，所述喷嘴主体内设置有蒸汽室和冷却水室，所述蒸汽室和冷却水室分别与穿设在所述蒸汽管道上的进气管和进水管连通，所述蒸汽室和冷却水室之间设置有喷气孔，所述冷却水室连接有与所述喷气孔相对设置的雾化喷孔；进入所述蒸汽室内的雾化用蒸汽从所述喷气孔喷出，夹带并预热所述冷却水室内的冷却水进入所述雾化喷孔，将冷却水雾化，雾化后的冷却水从所述雾化喷孔喷出并进入所述蒸汽管道，与所述蒸汽管道内的过热蒸汽充分混合。

2、根据权利要求1所述的减温器，其特征在于，所述喷气孔的喷口尺寸小于或等于所述雾化喷孔的进口的尺寸。

3、根据权利要求1所述的减温器，其特征在于，所述冷却水室与所述雾化喷孔之间还连通有用于将所述冷却水充分雾化的雾化管。

4、根据权利要求1所述的减温器，其特征在于，所述雾化管为一端面积大一端面积小的管道。

5、根据权利要求1所述的减温器，其特征在于，所述蒸汽管道两端设置有法兰端面。

6、根据权利要求1～5任一所述的减温器，其特征在于，所述进水管上还开设有回收水进口，所述回收水进口连接有用于回收所述减温器后端输气管内残留的冷却水的回收装置；所述回收水进口与所述回收装置之间还连接有止回阀，所述止回阀用于防止进入所述进水管内的冷却水流向所述回收装置。

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