CN201680145U - 蒸汽储能罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种蒸汽储能罐，涉及蒸汽工程技术领域，包括罐体以及伸入罐体内腔的进水管、排水管和蒸汽管，所述罐体内腔中设置有数个与所述蒸汽管相连通的进汽混合器，在所述球形罐体的内腔上部设置有水汽分离器，所述水汽分离器包括数个平行于蒸汽竖直流向的波纹板以及设置在波纹板上方的用于使蒸汽流出的多孔板。本实用新型实施例的蒸汽储能罐用于储存蒸汽的有效能量，并可以有效去除外送蒸汽中的水滴，使得排出的蒸汽比较纯净，有利于后续工艺中对蒸汽的应用。

Description

蒸汽储能罐

技术领域

本实用新型实施例涉及蒸汽工程技术领域，特别涉及一种蒸汽储能罐。

背景技术

为了有效利用工业生产中产生的余热，各企业主要利用蒸汽储能罐将余热产生的蒸汽充分进行回收再加以应用。这样不仅有效节省了生产资源，而且有利于企业减少生产成本。

然而，现有的蒸汽储能罐在做水汽分离时并不能有效将水滴从上升的蒸汽中滤出，导致排出的蒸汽中含有较多水滴，影响了后续工艺生产中对蒸汽的应用。

实用新型内容

为了储存蒸汽的有效能量，并有效滤除蒸汽中的水滴，本实用新型实施例提供一种蒸汽储能罐，该蒸汽储能罐可以将水从蒸汽中较好滤除，保证了后续工艺中对纯净蒸汽的有效利用。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供一种包括罐体以及伸入罐体内腔的进水管、排水管和蒸汽管，所述罐体内腔中设置有数个与所述蒸汽管相连通的进汽混合器，在所述球形罐体的内腔上部设置有水汽分离器，所述水汽分离器包括数个平行于蒸汽竖直流向的波纹板以及设置在波纹板上方的用于使蒸汽流出的多孔板，比如将所述多孔板上的气孔对应波纹板之间的间隙。其中，所述数个进汽混合器可以通过多层管路与所述蒸汽管相连通，所述多层管路以多层环状方式布置在罐体内，每层环形管路形状为正多边形或圆形。对应所述多层管路的下层管路的进汽混合器根据所连接的管路形状沿着球壳内表面布置，对应所述多层管路的上层管路的进汽混合器固定在罐体内的支架上，支架对应罐体内腔中的多层管路架设，这样有利于解决水在高度方向的温度分层问题。

比如当蒸汽管为两个时，两个蒸汽管分别与多层管路相连通，这样可以有效输入高温蒸汽。下层进汽混合器通过多层管路的下层环形管路上等距设置的蒸汽通孔与下层环形管路相连，上层进汽混合器通过所述多层管路的上层环形管路上等距设置的蒸汽通孔与上层环形管路相连。当所述上层环形管路形状为正多边形或圆形时，所述支架呈均匀放射状布置，以使上层进汽混合器也呈均匀放射状布置在罐体中。

与现有技术不同，为了有效对罐体进行蓄水和/或排水，进水管和/或排水管在所述罐体内腔布置至少一圈。

为了有效对罐体中的压力进行释放，在罐体顶部设置有主动泄压阀和/或被动泄压阀。

为了使维修人员顺利登上罐体，并在罐体上作业，在罐体顶端还设置有操作平台，且所述罐体沿外圆周的一侧还设置有通向所述平台的梯子。

为了有效排除罐体内的污垢，在罐体底端设置有排污管。

为了使储能罐在有限的占地面积内具有足够大容积的蓄热量，罐体为球形。

本实用新型实施例的蒸汽储能罐可以有效去除蒸汽中的水滴，使得排出的蒸汽比较纯净，有利于后续工艺中对蒸汽的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例蒸汽储能罐中水汽分离器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例蒸汽储能罐的结构示意图。

图3为本实用新型实施例蒸汽储能罐中多层管路的平面布置示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中的蒸汽储能罐主要包括罐体以及伸入罐体内腔的进水管、排水管和蒸汽管，该罐体为一种压力容器，进水管用于向罐体内注水，排水管用于在罐体内注水较多时排出一定的水，以保持罐内水位，蒸汽管以及数个与蒸汽管相连通的进汽混合器用于将余热回收设备产生的蒸汽注入罐体的水中将热量储存，水汽分离器用于将罐内上升的蒸汽中的水滴排除。其中图1为本实用新型实施例蒸汽储能罐中水汽分离器的结构示意图，如图1所示，该水汽分离器100包括多个波纹板111和多孔板112，每个波纹板111平行于蒸汽竖直流向设置在多孔板112的下方，且每个波纹板111之间都留有间隙，比如等距的间隙，以使多孔板上的每个出汽孔都可以对应波纹板之间的一个间隙，将这种结构的水汽分离器100设置在蒸汽储能罐内腔的较高处，比如靠近顶部输汽管的位置，当罐体内部的液体因罐内温度升高产生大量蒸汽需要排出，或由于大量高温蒸汽注入罐体内而导致罐体内的压力增大需要减压时，大量蒸汽升向罐体顶部，经过水汽分离器100中的波纹板111时，蒸汽中的水滴会附着在波纹板111上，滤出水滴的蒸汽继续上升，从多孔板上的出汽孔流出后进入输汽管输向后续工艺设备中。该水汽分离器可适用于任何形状(比如圆筒形、球形灯)的蒸汽储能罐中，通过在罐体内高处架设的框架设置在罐体中用于将上升的蒸汽中的水汽做分离，使得排出的蒸汽比较纯净，有利于后续工艺中对蒸汽的应用。

为了减小制造水汽分离器100的工艺难度，实际当中可以制成多个小的如上述所述水汽分离器100结构的波纹箱，将这些波纹箱紧密排列在一起组成水汽分离器100也可达到同样的效果。

由于现有的蒸汽储能罐大多为圆筒形，特别是受到工艺、运输条件等因素的限制，储能罐横截面直径较小，导致储能罐容积也较小(一般不超过200m³)，这样单个的蒸汽储能罐就无法满足大型企业对储能容量的需求，只能采取同时并列使用多台圆筒形蒸汽储能罐的方式，以弥补单台储能罐蓄热量较小的缺陷。但并列使用多台蒸汽圆筒形储能罐同时也带来的了其他诸多问题，比如系统复杂、附件繁多、设备投资高且重复、占地面积大、检修维护量大等。

基于此，本实用新型实施例提供一种蒸汽储能罐，如图2所示，图2为本实用新型实施例的蒸汽储能罐的结构示意图，整个蒸汽储能罐的罐体1为球形，因为球形的罐体在有限的占地面积上可以拥有足够大的蓄热容积，这样才能够以足够多的热量蓄积起来，满足各种对蒸汽的需求。球形罐体1由钢材制成。特定厚度的钢板首先按照设计尺寸被切割成若干片，并制成一定形状，运至安装现场后将上述钢板片按照设计进行焊接，最终组装成完整的球形罐体1，其中球形罐体的厚度可根据预存储蒸汽的温度和压力确定，本实施例在此不做赘述。

本实施例的蒸汽储能罐包括通过罐体底部伸入罐体内腔的进水管2、排水管3和蒸汽管4，当然也可以通过罐体其他部位伸入罐体内腔，其中进水管2是水进入球形罐体1的通道，用以向球形罐体1内注入水，本实施例中为了有效向罐体1内注水，进水管2在罐体1内布置至少一圈，每圈水管最好与水平面平行，水管底部有出水孔，注入的水就从出水孔流出。同样，由于排水管3是水排出球形罐体1的通道，当罐体1内蓄水过多需要排水时，打开阀门，水就经排水管流出，本实施例中为了有效将罐体1内的水排出，排水管3在罐体1内也布置至少一圈，每圈水管最好与水平面平行，水管上部有入水孔，排出的水就从入水孔流入排水管，最终排出罐体。蒸汽管4用于将余热回收设备产生的高温蒸汽输入罐体1中。本实施例中为了能高效输入高温蒸汽，蒸汽管4为两个，分别与罐体1内的多层管路5相连通，如图3所示，图3为本实用新型实施例蒸汽储能罐中多层管路的平面布置示意图。多层管路5为多层环状连通的管路或多层其他形状的连通的管路，这样可有效配置罐体内的进汽混合器，保持水在各个高度的温度一致。比如多层管路5中每层管路水平设置且互相平行，在同一平面内的每层管路形状为正多边形或圆形，对应每层管路均设置一层的进汽混合器6与管路相连通，以使对应层上的进汽混合器6向罐体1内喷出高温蒸汽。本实施例中多层管路5主要分为上下两层，对应下层管路的进汽混合器根据所连接的管路形状沿着球壳内表面布置，如在内表面呈阶梯状布置，对应上层管路的进汽混合器固定在罐体1内的对应多层管路架设的支架7上，这样布置使得蒸汽储能罐中水的高度方向上受热均匀，不会像现有技术那样产生水的各层温度不均的问题，其中为了更好的使得上层进汽混合器与上层管路相连，高处的水受热均匀，支架7在平面内呈均匀放射状布置。

水通过进水管2注入罐体1中，当水位到达标准液位后停止注水。此时多层管路5以及进汽混合器6全部浸在水中，当高温蒸汽通过两个蒸汽管4传入多层管路5，再根据多层管路5传到各层的进汽混合器6，进汽混合器6上的几十个喷嘴将高温蒸汽喷出水中，使得热量被水吸收，本实施例中的进汽混合器6可为现有蒸汽储能罐中使用的进汽混合器，其与多层管路的连接与现有进汽混合器与蒸汽管的连接相同，比如通过相应管路上的蒸汽通孔相连，这样管路中的蒸汽即可进入进汽混合器，由于上层进汽混合器固定在支架上，所以实际使用中进汽混合器通过一个管子与蒸汽通孔连接。

通过蒸汽管输入罐体1内的蒸汽遇水后继续上升，此时的蒸汽中会含有较多水滴，因此在本实施例的蒸汽储能罐内较高处设置有如图1那样的水汽分离器100，水汽分离器100中的波纹板将蒸汽中的水滴滤出，蒸汽则从多孔板中透出，最终从罐体顶部设置的输汽管(图2中未示出)进入下一工艺步骤，此处具体方式请参考图1的叙述，不再赘述。而当液位计显示球形罐体1内的水位高于设定水位时，打开阀门(图2中未示出)即可通过排水管3将水排出球形罐体1。

如上所述，热量以水为载体存储在罐体1中，但随着罐体1中热量的上升，内部压力将增大，所以控制罐体内部压力也是安全生产的保证。本实施例中罐体顶部设置有主动泄压阀8和/或被动泄压阀9，当球形罐体1内的压力超过安全值时，操作人员可以打开主动泄压阀8，以调节球形罐体1内的压力。当球形罐体1内部压力超过安全范围，而操作人员没有及时开启主动泄压阀8时，被动泄压阀9，如全开启式安全阀会自动开启，用以维持球形罐体1内的压力安全。

由于主动泄压阀8安装在罐体1的顶端，所以操作人员要开启主动泄压阀8必须登到罐体1上，本实施例中罐体1沿外圆周的一侧还设置有通向罐体1顶端的梯子10，而且在罐体1的顶端还设置有操作平台11供操作员维修操作，这样通过梯子10，操作员登到罐体1的顶端进行相应的作业。

为了能去除罐底内的污垢，本实施例中球形罐体1的内部底部还设置有排污管12。比如每经过一段时间，需要清理一次球形罐体1内的杂质，操作人员打开设置在球形罐体内部最低点的排污管12，即可将水垢杂质等污物排出球形罐体。

需要说明的是，本实用新型实施中的蒸汽管个数只是一个示例，根据实际需要本领域技术人员可以自行配置蒸汽管数目，所以不能将本实施例中的蒸汽管个数作为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型实施例所述的蒸汽球形储能罐利用有限的占地面积里设置足够大的蓄热量，对土地资源进行了充分的利用；同时，相同容积的储能器采用球形制造，表面积可以达到最小，而表面积小，散热损失也小，这样可以有效减少热量损失。根据压力容器薄膜应力分析理论得出，在相同应力情况下，球形储能罐的壳体厚度仅为圆筒形储能器的一半，从而节约制造成本；一台本实用新型实施例所述的蒸汽球形储能罐的容量可以超过六台现有的蒸汽圆筒形储能罐，从而使系统结构得到极大的简化，设备安全可靠性大幅度提高，设备维护简单方便，使运行人员、检修维护人员的劳动强度得到显著降低。

当然，以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的逻辑和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蒸汽储能罐，包括罐体以及伸入罐体内腔的进水管、排水管和蒸汽管，所述罐体内腔中设置有数个与所述蒸汽管相连通的进汽混合器，在所述球形罐体的内腔上部设置有水汽分离器，其特征在于，所述水汽分离器包括数个平行于蒸汽竖直流向的波纹板以及设置在所述波纹板上方的用于使蒸汽流出的多孔板。

2.根据权利要求1所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述进水管和/或排水管在所述罐体内腔布置至少一圈。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述数个进汽混合器通过多层管路与所述蒸汽管相连通。

4.根据权利要求3所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述多层管路以多层环状方式布置在罐体内，每层环形管路形状为正多边形或圆形。

5.根据权利要求4所述的蒸汽储能罐，其特征在于，对应所述多层管路中下层管路的进汽混合器根据所连接的管路形状沿着球壳内表面布置，对应所述多层管路的上层管路的进汽混合器固定在罐体内的支架上。

6.根据权利要求5所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述蒸汽管至少为一个。

7.根据权利要求6所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述罐体顶部设置有主动泄压阀和/或被动泄压阀。

8.根据权利要求7所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述罐体顶端还设置有操作平台，且所述罐体沿外圆周的一侧还设置有通向所述平台的梯子。

9.根据权利要求8所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述罐体底端设置有排污管。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的蒸汽储能罐，其特征在于，所述罐体为球形。

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