CN202734910U

CN202734910U - 一种外置式双室平衡容器

Info

Publication number: CN202734910U
Application number: CN 201220372224
Authority: CN
Inventors: 饶谋生
Original assignee: SICHUAN CRUN POWER EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SICHUAN CRUN POWER EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-07-30

Abstract

本实用新型公开一种外置式双室平衡容器，包括筒体、汽相压力平衡接管、液位连通管、上端盖、正压管组件和下端盖，汽相压力平衡接管和液位连通管分别连通筒体上、下部，上、下端盖与筒体固定，正压管组件的短接管、环板与筒体内壁组成盛水槽，正压信号管的上端口则位于环板上，下端盖上开有圆孔，连有带阀门的排污管，正、负压信号管分别固封于圆孔内，并由下端盖底部引出，盛水槽收集蒸汽凝结水，对正压信号管液位补充，避免因凝结水闪蒸，正压管内液位高度降低导致液位测量偏差，且多余凝结水能直接溢流到液位腔，省却凝结水管路，本装置不易受温度影响，具有热源自补偿能力，液位换算简单，针对较大压力波动的工况，适用于汽包及其他容器。

Description

一种外置式双室平衡容器

技术领域

本实用新型涉及锅炉和压力容器技术领域，尤其涉及一种可应用于各种回转窑的螺旋式换热装置。

背景技术

诸如汽包、蒸汽蓄热器、热力式除氧水箱、高压加热器、低压加热器、疏水扩容器、排污扩容器等工作介质为饱和水及饱和蒸汽的设备，在工作过程中不断外部有饱和水或由蒸汽冷凝产生的饱和水加入到设备内，同时又不断有饱和水从中取出，当加入和取出水量达到动态平衡时，则设备内液位高度维持不变，设备保持正常工作状况，而当加入和取出水量的动态平衡打破时，设备内液位高度就会发生变化。为了维持设备内液位高度在设定的安全范围内，就需要对设备内液位高度进行实时监督控制，平衡容器就利用正压管液位和测量液位之间的液柱静压差的变化来监控设备内液位高度的装置。通常所采用的平衡容器有多种多样的结构形式，有单室结构、有双室结构、有三室结构、有内置式及其它结构类型，目前出现的各种平衡容器或结构太繁，或不能解决受环境温度影响问题，或不能解决热源补偿问题，或仅能适用于某特定的设备，因此亟待设计出一种更为合理的平衡容器。

实用新型内容

为了克服上述所存在的技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、计算方式简便、不受环境温度影响、有很好的热源自补偿能力的，且能广泛应用于各种以饱和水及饱和蒸汽为工作介质的设备的外置式双室平衡容器。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型为一种外置式双室平衡容器，包括筒体、汽相压力平衡接管、液位连通管、上端盖、正压管组件和下端盖，其中汽相压力平衡接管位于筒体上部，液位连通管位于筒体下部，汽相压力平衡接管和液位连通管均与筒体相连通，上端盖固定在筒体上端，上开螺孔，孔内装带有垫片的螺塞，正压管组件则包括固定在筒体内壁的环板以及安装在环板上的短节管和正压信号管，短接管下端口固定在环板中孔内，其上端口低于汽相压力平衡接管中心线，正压信号管的上端口则位于环板上，下端盖固定在筒体下端，端盖上开有圆孔，并连接有带阀门的排污管，正压信号管和负压信号管分别固定于不同的圆孔内并密封，正压信号管和负压信号管的下端均由下端盖底部引出，而负压信号管上端口低于液位连通管的中心线。本装置的筒体和上端盖、下端盖连接构成的承压腔室由正压管组件分隔成相连通的凝汽室和液位腔，正压管组件的短接管、环板与筒体内壁组成环形水槽，可收集来自凝汽室的凝结水，当操作压力波动，正压管内液位高度因闪蒸减小时，减小的液位高度能因凝结水的注入得到快速回升，避免产生因正压管内凝结水位高度降低引起的液位测量偏差。同时，因来自凝汽室的多余凝结水能直接溢流回到液位腔内，无需设置专门的凝结水管路。

作为优化，所述的汽相压力平衡接管和液位连通管均通过焊接的方式与筒体连接固定；作为优化，所述的上端盖和下端盖均通过焊接的方式分别与筒体的上端和下端连接固定，作为优化，所述的环板通过焊接的方式与筒体内壁连接固定，作进一步优化，所述的正压信号管和负压信号管的外壁均与下端盖上的圆孔通过焊接的方式固封。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、组装方便，使用不易受环境温度影响，具有较好的热源自补偿能力，液位换算为简单的线性对应关系，便于电脑编程，且本装置设置了用于收集凝结水的环形水槽，并自动对正压管内液位进行补充，无需设置专门的凝结水管路，能适用于工作过程有较大压力波动，可能存在闪蒸的工况，适用范围较广，不仅适用于汽包也适用于蒸汽蓄热器及其它容器。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型侧剖视图；

图2是本实用新型正剖视图；

图3是本实用新型横向剖视图；

图4是正压管组件结构示意图；

图5是上端盖结构示意图；

图6是下端盖侧面连接示意图；

图7是下端盖正面连接示意图；

图8是下端盖横向剖视图。

图中标记：筒体1、汽相压力平衡接管2、液位连通管3、上端盖4、正压管组件5、下端盖6、螺孔7、螺塞8、垫片9、环板5-1、短节管5-2、正压信号管5-3、圆孔10、排污管11、阀门12、负压信号管13。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2和图5中所示，本实用新型为一种外置式双室平衡容器，包括筒体1、汽相压力平衡接管2、液位连通管3、上端盖4、正压管组件5和下端盖6，其中汽相压力平衡接管2位于筒体1上部，液位连通管3位于筒体1下部，汽相压力平衡接管2和液位连通管3均与筒体1相连通，均通过焊接的方式与筒体连接固定，上端盖4与筒体1上端焊接固定，上开螺孔7，孔内装带有垫片9的螺塞8，螺孔7开在上端盖4顶部，用于往筒体内补充注水和启动放气，扭紧或松开螺塞8可实现螺孔的关闭或打开。如图1、图3和图4所示，正压管组件5则包括固定在筒体1内壁的环板5-1以及安装在环板5-1上的短节管5-2和正压信号管5-3，环板5-1与筒体1内壁通过焊接的方式固定，而短接管5-2下端口焊接固定在环板5-1的中孔内，其上端口低于汽相压力平衡接管2管体中心线，正压信号管5-3通过焊接的方式与环板5-1固定，其上端口则位于环板5-1上，即上端口与环板5-1板面齐平。如图6、图7和图8中所示，下端盖6与筒体1下端焊接固定，端盖上开有圆孔10，并连接有带阀门12的排污管11，正压信号管5-3和负压信号管13分别固定于不同的圆孔10内并密封，其下端均由下端盖6底部引出，使暴露在环境温度下的正、负压信号管路无液位高度差，确保该平衡容器在使用过程中不受环境温度影响，排污管11用于排放容器水中沉淀在下端盖6上污物，防止随液位上升而堵塞负压信号管13。正压信号管5-3和负压信号管13均通过焊接的方式与圆孔10内壁固定并密封，其中负压信号管13上端口低于液位连通管3管体中心线，高于下端盖6的端面。

如图1和图2所示，本装置的筒体1、上端盖4和下端盖6依次焊接组成的承压腔室，并由正压管组件5的环板5-1和短接管5-2分隔成相连通的凝汽室和液位腔，环板5-1、短接管5-2和筒体1内壁构成一环形盛水槽，水槽以上的筒体1的空腔为凝汽室，而作为盛水槽槽底的环板5-1以下的筒体1空腔为液位腔，而短接管5-2上端口位于凝汽室内，其下端位于环板5-1中孔内，作为连接管连通凝汽室和液位腔的通道。与环板5-1和下端盖6的均为固定连接的正压信号管5-3上端位于凝汽室内，下端经液位腔由下端盖6引出，处于汽相空间饱和蒸汽和饱和水的两相空间中。容器设备内的饱和蒸汽经过汽相压力平衡接管2进入凝汽室，并在凝汽室内壁冷凝并顺着内壁流到盛水槽中，若盛水槽内汇集的凝结水水位超过短接管5-2高度，凝结水将漫过短节管5-2的上端口，沿其内壁回流到液位腔内，无需设置专门的凝结水管路。当容器设备在工作过程出现较大压力波动时，可能引起正压信号管5-3内凝结水闪蒸，导致凝结水高度降低，从而引起液位测量偏差，但由于盛水槽与正压信号管5-3上端口连通，槽内的冷凝水可快速补充正压信号管5-3内凝结水的损失水位高度。因正压信号管5-3为一细长管，处于饱和水和汽相空间饱和蒸汽的包围中，正压管中5-3的凝结水能得到来自正压管5-3外饱和水及饱和蒸汽的持续热源补偿，确保正压信号管5-3内、外液体温度大致相当，接近零温差，从而确保正压信号管5-3内、外液体有相同的比容，以保证了本实用新型具有较高的液位测量准确度。

液位与压差对应的数学关系式更简单，液位高度与压差的对应关系为简单的线性对应关系。平衡容器工作时，液位连通管3与筒体1的液位腔连通，而汽相压力平衡接管2与筒体1的凝汽室连通，根据连通器的原理，平衡容器内部液位高度与容器设备内部液位高度相等，即为测量液位高度L_X，而正压管信号管5-3内的凝结水位由盛水槽内凝结水适时补充，使管内水位始终保证不变，即为高度L，该不变的液位高度L作为比较液位高度。

因为正压信号管5-3内液位高度L为定值，则对应的液柱静压力为定值。而负压信号管13侧液柱静压力随测量液位高度L_X而变化，通过差压变送器可以测出正、负压管侧的压差ΔP，根据该压差ΔP可以准确的推算出测量液位高度L_X。在连接差压变送器时，正压信号管接变送器的正极，负压信号管接变送器的负极。由于平衡容器的正压信号管5-3和负压信号管13均从下端盖6底部引出，又从同一水平高度接入差压变送器，因此，正、负压信号管在从平衡容器引出位置点到差压变送器接入位置点两点间的液柱静压力相等，相应的差压为零。在推算压差ΔP与测量液位高度L_X关系式时仅需分析平衡容器内部情况，而与平衡容器外部导压管路无关，因此本平衡容器具有不受环境温度影响的优点。

推算过程如下：

正压信号管侧压力计算公式为：

Figure 2012203722241100002DEST_PATH_IMAGE001

负压信号管侧压力计算公式为：

Figure 2012203722241100002DEST_PATH_IMAGE002

此外，压差计算公式为：

Figure 2012203722241100002DEST_PATH_IMAGE003

综上可得测量也为高度为：

Figure 2012203722241100002DEST_PATH_IMAGE004

上述公式中：P为容器操作压力；L为正压管液位高度；L_X为测量液位高度；ρ_水为饱和水密度；ρ_汽为饱和汽密度；g为重力加速度；ΔP为正、负管两侧压差，该压差值由差压变送器测出。

由上述推导的结果可知，L_X是ΔP一次函数，根据本装置特殊结构所推导的为L_X与ΔP的一次函数线性对应关系，计算简便，利于电脑编程。

在进行上述推导时，正压管和负压管中水的密度均取为容器操作压力P下的饱和水密度，若正压管内凝结水实际温度较饱和水温低太多，则正压管内凝结水的密度和饱和水密度相差较大，会导致测量水位与实际水位出现大的偏差,由于正压信号管为一细长管，处于饱和水和汽相空间饱和蒸汽的包围中，正压管中的凝结水能得到来自正压管外饱和水及饱和蒸汽的持续热源补偿，确保正压管内、外液体温度大致相当，接近零温差，从而确保正压管内、外液体有相同的密度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1. 一种外置式双室平衡容器，包括筒体以及分别与筒体连通的汽相压力平衡接管和液位连通管，其中汽相压力平衡接管位于筒体上部，液位连通管位于筒体下部，其特征在于：还包括上端盖、正压管组件和下端盖，其中上端盖固定在筒体上端，上开螺孔，孔内装有带垫片的螺塞，正压管组件包括固定在筒体内壁的环板以及安装在环板上的短节管和正压信号管，短接管下端口固定在环板中孔内，而正压信号管的上端口则位于环板上，下端盖固定在筒体下端，端盖上连接有带阀门的排污管并开有圆孔，正压信号管和负压信号管分别固封于不同的圆孔内，并由下端盖底部引出；所述的短节管的上端口低于汽相压力平衡接管中心线，所述的负压信号管上端口低于液位连通管的中心线。

2.根据权利要求1所述的一种外置式双室平衡容器，其特征在于：所述的汽相压力平衡接管和液位连通管均通过焊接的方式与筒体连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种外置式双室平衡容器，其特征在于：所述的上端盖和下端盖均通过焊接的方式分别与筒体的上端和下端连接固定。

4.根据权利要求1所述的一种外置式双室平衡容器，其特征在于：所述的环板通过焊接的方式与筒体内壁连接固定。

5.根据权利要求3或4所述的一种外置式双室平衡容器，其特征在于：所述的正压信号管和负压信号管的外壁均与下端盖上的圆孔通过焊接的方式固封。