CN202254924U - 高效增压换热器 - Google Patents
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Abstract
高效增压换热器，包括圆柱形筒体上安装有高径补强管，高径补强管与筒体相通，在高径补强管上安装有法兰；筒体两端安装有法兰；筒体内部靠近高径补强管一端安装有拉法尔管Ⅰ，另一端安装有拉法尔管Ⅱ，且拉法尔管Ⅰ靠近拉法尔管Ⅱ的一端伸入到拉法尔管Ⅱ内部。本实用新型不但利用了全部的热能，且成功的利用了蒸汽的内能，经过该装置后还可以输出高于蒸汽若干倍的出水压力，又能迅速将液体加热到规定的温度区域（介质加热最高温度为比排出管内的压力下饱和温度低10℃），而且能有效防止和消除汽水混合过程中必然产生的噪音、振动、水锤现象，且无横向冲击力，使汽水混合这一高效节能的直接换热过程变成超静音运行过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及节能减排技术领域，具体指一种用于汽-水热交换系统的换热器。
背景技术
汽水混合换热的方式，通常是采用汽管直接将蒸汽送入水箱或三通式加热器进行加热的。后一种方式更可取。但这一工艺过程仍存在这样的问题：往往在开停阀门、泵及突然停电时产生严重的水锤现象；混合时产生的噪音仍然很大；汽体对混合汽蕊的横向冲击力使混合汽蕊的性能和使用寿命收到影响和限制，容易造成混合汽蕊的断裂。特别是水锤产生后，能导致换热壳体的震裂、管路系统及建筑物的损坏。这样常常影响换热过程的进行，使经济效益、环境效益和人身安全常常受到影响。在很多场合下，使本可大量节约能源、进行高效换热的直接混合方式被间接换热取代。
为了解决这一问题，通常的做法是降低阀门开启随度使之同步，才有可能控制水锤的产生；目前国内生产的三通式汽水混合加热器对此均有说明。但是，对一般的管路系统来说，很难实现这一操作。因为徐徐开启阀门，使之同步，一方面要求机械结构可行，且操作人员务必技术熟练；另一方面，由于管路系统常常在不同的压力、不同的流量、不同的流速下运行，要人工实现其同步控制，技术再熟练，也会有很大的困难；尤其是水压与汽压压差达到一定值时，更不可能进行汽水混合换热。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种无噪音、无振动、无横向冲击力、无水锤现象，自增压循环或减少循环泵数量和功率的汽水混合换热装置。
高效增压换热器，其特征在于：所述换热器包括圆柱形筒体上安装有高径补强管，高径补强管与筒体相通，在高径补强管上安装有法兰；筒体两端安装有法兰；筒体内部靠近高径补强管一端安装有拉法尔管Ⅰ，另一端安装有拉法尔管Ⅱ，且拉法尔管Ⅰ靠近拉法尔管Ⅱ的一端伸入到拉法尔管Ⅱ内部。
本实用新型采用改变进汽方式、改变声速、多功能设计、优化组合、提高混合质量、强迫汽液两相变换程度的方法，换热率高（接近100%），不但利用了全部的热能，且成功的利用了蒸汽的内能，经过该装置后还可以输出高于蒸汽若干倍的出水压力，又能迅速将液体加热到规定的温度区域（介质加热最高温度为比排出管内的压力下饱和温度低10℃），而且能有效防止和消除汽水混合过程中必然产生的噪音、振动、水锤现象，且无横向冲击力，使汽水混合这一高效节能的直接换热过程变成超静音运行过程。
附图说明：
图1为高效增压换热器结构示意图；
附图标记说明：
1.拉法尔管Ⅰ、2.筒体、3. 拉法尔管Ⅱ、4.法兰、5.高径补强管、6.法兰、7.法兰。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1为高效增压换热器结构示意图，如图所示，圆柱形筒体2上安装有高径补强管5，高径补强管5与筒体2相通，在高径补强管5上安装有法兰6；筒体2两端安装有法兰4、7；筒体2内部靠近高径补强管5一端安装有拉法尔管Ⅰ1，另一端安装有拉法尔管Ⅱ3，且拉法尔管Ⅰ1靠近拉法尔管Ⅱ3的一端伸入到拉法尔管Ⅱ3内部。在拉法尔管Ⅱ3内部由于内壁的收缩和扩展形成混合室Ⅰ和混合室Ⅱ。蒸汽（或高温液体）从法兰7一侧流进，低温水从法兰6一侧被卷吸入设备筒体2加热后，经法兰4一侧流出。
换热器的工作原理是：根据两相流体原理和流体力学理论研制而成。由于压缩系数与液态介质的干扰速度（声速）有直接关系，而单质物质的压缩系数要小于同质的两相混合物的压缩系数，在拉法尔管Ⅰ1内，两相流室在流体动力作用过程中，完成从低声速-亚声速-超声速的转变，产生高速喷射，此后经拉法尔管Ⅱ3减缓喷速，达到亚临界状态，产生压力激波，在激波作用下，速度能产生突变形成压力能，也就产生了增压作用。同时利用蒸汽的内能将卷吸入筒体2内的低温水快速加热到规定的温度后输出。
本实用新型中，蒸汽进入拉法尔管Ⅰ1后沿轴向前进，一是轴向进汽压力损失小，整个拉法尔管Ⅰ1压力均匀，主要为轴向力，不会产生横向冲击力而导致该装置的损坏和断裂；二是将卷吸进筒体2内的低温水互为补充，并以均匀的力量高速射入拉法尔管Ⅱ3的混合室Ⅰ和混合室Ⅱ，进行混合加热；与此同时，对换热噪声而言，变换着的高弹性蒸汽旋流，一方面消除并吸收，另一方面又整体包围了混合室Ⅰ和混合室Ⅱ，源源不断的蒸汽轴向流不断地改变着换热噪声向外传递的方向，进一步进行干扰消音，避免了三通式汽水加热器的死区现象的产生。此外，蒸汽轴流能将拉法尔管Ⅰ1中的余水一次性扫清并压入混合室Ⅰ和混合室Ⅱ，不会像三通式加热器那样余水要蒸汽加热后产生相变才可除去，以致影响装置的压力不均，甚至于因此产生水锤现象。
通过蒸汽喷射对引射介质的抽吸作用及前述其他保护措施，保持了汽水混合过程中的稳压；经过工作介质的轴向流动，进一步强化汽液在混合室Ⅰ和混合室Ⅱ的良好混合；经调节可保证换热器出口的压力与流量，这一结构特征使高效增压换热器既保持了直接混合高效技能的优势，又具备了容积式加热器等间接换热设备既可用于高气压又可用于低气压、汽水压差大的特长，而且能通过轴向流，声速变化等措施达到超静运行效果，使高效增压换热器克服了三通式混合加热器流量小、热效率低、造价高等缺点，也克服了间接换热器流量小、热热效率低、造价高等缺点。
Claims (1)
1.高效增压换热器，其特征在于：所述换热器包括圆柱形筒体（2）上安装有高径补强管（5），高径补强管（5）与筒体（2）相通，在高径补强管（5）上安装有法兰（6）；筒体（2）两端安装有法兰（4、7）；筒体（2）内部靠近高径补强管（5）一端安装有拉法尔管Ⅰ（1），另一端安装有拉法尔管Ⅱ（3），且拉法尔管Ⅰ（1）靠近拉法尔管Ⅱ（3）的一端伸入到拉法尔管Ⅱ（3）内部。
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Cited By (2)
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| CN103256588A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-08-21 | 张家港十方电力科技有限公司 | 一种蒸汽加热器 |
| CN108267030A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-07-10 | 重庆大学 | 一种组合射流引射式汽水混合加热装置 |
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