CN203115935U

CN203115935U - 蒸汽发生器

Info

Publication number: CN203115935U
Application number: CN 201320095043
Authority: CN
Inventors: 程林松; 李春兰; 李秋; 张萌
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2023-03-01

Abstract

本实用新型为一种蒸汽发生器，该蒸汽发生器由控制器和发生器主体构成；发生器主体包括一外部套设有传热钢套的混合器，传热钢套内部设有电热管；该混合器内分别设置干度探针、温度探针和压力探针，混合器上侧管壁设有热水入口；混合器下侧管壁设有蒸汽入口和蒸汽出口，蒸汽出口设有憋压阀；一第一加热管线和一第二加热管线平行地螺旋盘绕在传热钢套外侧，第一加热管线进口端连接第一冷水泵，第一加热管线出口端导通于蒸汽入口；第二加热管线进口端连接第二冷水泵，第二加热管线出口端导通于热水入口。该蒸汽发生器能够在低流速供汽时，控制蒸汽的流速和干度，可以用于蒸汽热力采油室内实验等一些要求蒸汽流速维持到极低水平的特殊场合。

Description

蒸汽发生器

技术领域

本实用新型是关于一种蒸汽发生装置，尤其涉及一种用于室内实验的混合型低流速蒸汽发生器。

背景技术

除用于热采现场的大型蒸汽锅炉外，日常使用的都是小型蒸汽发生器。小型蒸汽发生器用于蒸饪、消毒、蒸气浴、蒸馏水制作、美容以及与蒸汽相关的室内实验。但是，在一些特殊场合，例如：某些蒸汽热力采油室内实验等，需要实现对蒸汽流速（如冷水当量流速0.1ml/min）和干度的定量控制，同时某些实验也要求蒸汽流速维持到极低水平；尽管在加热方式上已有一些专利对市售蒸汽发生器作出了改进，但目前可用于热力采油相关实验的蒸汽发生器仍存在如下问题：

（1）蒸汽发生器加热腔太大，当所需蒸汽流量较小时无法稳定供汽，甚至是无蒸汽；

（2）无法直接控制输出蒸汽的干度。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种蒸汽发生器，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蒸汽发生器，能够在低流速供汽时，控制蒸汽的流速和干度。

本实用新型的目的是这样实现的，一种蒸汽发生器，所述蒸汽发生器由控制器和发生器主体构成；所述发生器主体包括一水平设置的空心圆柱状混合器，混合器外部套设有传热钢套，传热钢套内部设有电热管；该混合器内分别设置干度探针、温度探针和压力探针，混合器上侧管壁设有热水入口，该热水入口中设置喷嘴；混合器下侧管壁设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述蒸汽出口设有憋压阀；一第一加热管线螺旋盘绕在传热钢套外侧，第一加热管线进口端连接一第一冷水泵，第一加热管线出口端导通于混合器下侧的蒸汽入口；一第二加热管线与第一加热管线平行地螺旋盘绕在传热钢套外侧，第二加热管线进口端连接一第二冷水泵，第二加热管线出口端导通于混合器上侧的热水入口；上述混合器、传热钢套及第一加热管线和第二加热管线外侧设有保温套。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述传热钢套为两端贯通的套筒，该传热钢套的筒壁中设有由传热钢套一端向另一端呈轴向设置的环形夹槽；所述电热管的形状与所述环形夹槽的形状相同，所述电热管设置在该环形夹槽中。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述控制器中设有温度监测装置、压力监测装置、干度监测装置和温度控制器、压力控制器；所述温度监测装置通过温度监测线路与温度探针连通；所述压力监测装置通过压力监测线路与压力探针连通；所述干度监测装置通过干度监测线路与干度探针连通；所述温度控制器通过温度控制线路与电热管电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述混合器的内径范围为25mm～40mm；所述混合器的长度范围为200mm～400mm。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一加热管线和第二加热管线的管径为5mm～10mm。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第二加热管线中还设有节流阀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述混合器的管壁上设有密封设置的透孔，所述干度探针、温度探针和压力探针分别穿过对应的透孔并设置在混合器内部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述混合器承压为10MPa，承温为380℃；所述第一加热管线和第二加热管线承压为30MPa，承温为380℃。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述蒸汽入口与热水入口上下相对设置。

本实用新型的蒸汽发生器，利用电热管给加热钢套加热，将热量传给需要加热的第一加热管线、第二加热管线和混合器，保证加热的管线和混合器的温度是同一温度状态；两行加热管线并排盘绕在加热钢套上，每条加热管线总长度足够长，保证加热充分，使流体达到预设温度；并保证由第一加热管线流出的为蒸汽，由第二加热管线流出的为热水；混合器用于混合蒸汽和热水，压力探针、温度探针、干度探针可以精确测量混合器中湿蒸汽的压力、温度、干度；混合器1的压力由憋压阀来控制，控制压力在需要的压力范围内保持稳定。蒸汽的流速（冷水当量）控制是在保持蒸汽腔体压力、温度不变的前提下，通过控制第一冷水泵和第二冷水泵的冷水注入速度进行调节；当蒸汽腔体压力、温度不变时，理论上入口速度等于出口速度，腔体内蒸汽总量动态平衡。蒸汽的干度控制是通过控制纯蒸汽与热水的质量比间接控制湿蒸汽的干度。

由上所述，本实用新型的蒸汽发生器，能够在低流速供汽时，控制蒸汽的流速和干度，该蒸汽发生器可以用于蒸汽热力采油室内实验等一些要求蒸汽流速维持到极低水平的特殊场合。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型蒸汽发生器中发生器主体的结构示意图。

图2：为本实用新型蒸汽发生器中混合器的结构示意图。

图3：为本实用新型蒸汽发生器中发生器主体与控制器连接的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提出一种蒸汽发生器，所述蒸汽发生器由控制器200和发生器主体100构成；如图1所示，发生器主体100设置在一底座6上；所述发生器主体100包括一水平设置的空心圆柱状混合器1，所述混合器1为一密闭容器，其内径范围为25mm～40mm，混合器的长度范围为200mm～400mm，混合器承压为10MPa；混合器1外部套设有传热钢套2，传热钢套2内部设有电热管3；该混合器1内部分别设置干度探针201、温度探针202和压力探针203，如图2所示，所述混合器1的管壁上设有密封设置的透孔，所述干度探针201、温度探针202和压力探针203分别穿过对应的透孔并设置在混合器1内部（各个探针不与透孔的孔壁接触）；混合器1上侧管壁设有热水入口12，该热水入口12中设置喷嘴121；混合器1下侧管壁设有蒸汽入口11和蒸汽出口13，所述蒸汽入口11与热水入口12相对设置，喷嘴121可使热水在喷出时呈雾状，使热水与蒸汽充分混合，所述蒸汽出口13设有憋压阀131；一第一加热管线41螺旋盘绕在传热钢套2外侧，第一加热管线41进口端连接一第一冷水泵411，第一加热管线41出口端导通于混合器1下侧的蒸汽入口11；一第二加热管线42与第一加热管线41平行地螺旋盘绕在传热钢套2外侧，第二加热管线42进口端连接一第二冷水泵421，第二加热管线42出口端导通于混合器1上侧的热水入口12，所述第二加热管线42中还设有节流阀422（如图3所示），节流阀422保证上游压力比下游压力至少大0.5MPa；由节流阀422以及喷嘴121的作用，可以保证从第二加热管线42中流出的是热水而不是蒸汽；所述第一加热管线41和第二加热管线42的管径为5mm～10mm，所述第一加热管线41和第二加热管线42承压为30MPa；上述混合器1、传热钢套2及第一加热管线41和第二加热管线42外侧设有保温套5。

在本实施方式中，所述控制器200中设有温度监测装置（温度显示表）、压力监测装置（压力显示表）、干度监测装置和温度控制器、压力控制器；如图3所示，所述温度监测装置通过温度监测线路2021与温度探针202连通；所述压力监测装置通过压力监测线路2031与压力探针203连通；所述干度监测装置通过干度监测线路2011与干度探针201连通；所述温度控制器通过温度控制线路204与电热管3电连接；加热钢套2中也设有温度探针（图中未示出）。

进一步，在本实施方式中，如图1、图3所示，所述传热钢套2为两端贯通的套筒，该传热钢套1的筒壁中设有由传热钢套一端向另一端呈轴向设置的环形夹槽；所述电热管3的形状与所述环形夹槽的形状相同，所述电热管3设置在该环形夹槽中。

本实用新型的蒸汽发生器，利用电热管3给加热钢套2加热，将热量传给需要加热的第一加热管线41、第二加热管线42和混合器1，保证第一加热管线41、第二加热管线42和混合器1的温度是同一温度状态；两行加热管线41、42并排盘绕在加热钢套2上，每条加热管线总长度足够长，保证加热充分，使流体达到预设温度；并保证由第一加热管线41流出的为蒸汽，由第二加热管线42流出的为热水；混合器1用于混合蒸汽和热水，压力探针、温度探针、干度探针可以精确测量混合器1中湿蒸汽的压力、温度、干度；混合器1的压力由憋压阀131来控制，控制压力在需要的压力范围内并保持稳定。蒸汽的流速（冷水当量）控制是在保持蒸汽腔体压力、温度不变的前提下，通过控制第一冷水泵411和第二冷水泵421的冷水注入速度进行调节；当蒸汽腔体压力、温度不变时，理论上入口速度等于出口速度，腔体内蒸汽总量动态平衡。蒸汽的干度控制是通过控制纯蒸汽与热水的质量比间接控制湿蒸汽的干度。

由上所述，本实用新型的蒸汽发生器，其混合器的腔体较小，可以用于蒸汽热力采油室内实验等一些要求蒸汽流速维持到极低水平的特殊场合；并能够在低流速供汽时，控制蒸汽的流速和干度。

下面通过一具体实例来进一步说明本实用新型的蒸汽发生器的使用过程。

预生成干度为0.6的250℃蒸汽，流速为0.5mL/min（冷水当量），具体操作步骤如下：

（1）所述蒸汽发生器中的第一加热管线41和第二加热管线42的冷水入口分别连接第一冷水泵411和第二冷水泵421，连接好后试压10MPa；

（2）憋压阀131压力设定为3.97MPa（250℃蒸汽的饱和蒸汽压），混合器1中的压力为3.97MPa，由于节流阀422保证上游压力大于下游压力，因此，保证了第二加热管线42内流体在250℃条件下是热水；

（3）传热钢套2温度设定为250℃，当检测温度达到设定温度时，根据质量守恒与能量守恒，计算得到第一冷水泵411的流速和第二冷水泵421的流速；

（4）热水与蒸汽在混合器1内混合，检测混合器1内压力、温度、干度数据，若干度低于0.6则增大第一冷水泵411的流速，第二冷水泵421减小相应流速；若干度高于0.6则减小第一冷水泵411的流速，第二冷水泵421增加相应流速；如此反复调节，最终生成干度为0.6的250℃蒸汽。

本实用新型的蒸汽发生器可以产生常温～370℃热水，100～380℃不同干度的蒸汽或过热蒸汽，流速可控制在0.01～20mL/min，耐压30MPa。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽发生器由控制器和发生器主体构成；所述发生器主体包括一水平设置的空心圆柱状混合器，混合器外部套设有传热钢套，传热钢套内部设有电热管；该混合器内分别设置干度探针、温度探针和压力探针，混合器上侧管壁设有热水入口，该热水入口中设置喷嘴；混合器下侧管壁设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述蒸汽出口设有憋压阀；一第一加热管线螺旋盘绕在传热钢套外侧，第一加热管线进口端连接一第一冷水泵，第一加热管线出口端导通于混合器下侧的蒸汽入口；一第二加热管线与第一加热管线平行地螺旋盘绕在传热钢套外侧，第二加热管线进口端连接一第二冷水泵，第二加热管线出口端导通于混合器上侧的热水入口；上述混合器、传热钢套及第一加热管线和第二加热管线外侧设有保温套。

2.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述传热钢套为两端贯通的套筒，该传热钢套的筒壁中设有由传热钢套一端向另一端呈轴向设置的环形夹槽；所述电热管的形状与所述环形夹槽的形状相同，所述电热管设置在该环形夹槽中。

3.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述控制器中设有温度监测装置、压力监测装置、干度监测装置和温度控制器、压力控制器；所述温度监测装置通过温度监测线路与温度探针连通；所述压力监测装置通过压力监测线路与压力探针连通；所述干度监测装置通过干度监测线路与干度探针连通；所述温度控制器通过温度控制线路与电热管电连接。

4.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述混合器的内径范围为25mm～40mm；所述混合器的长度范围为200mm～400mm。

5.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述第一加热管线和第二加热管线的管径为5mm～10mm。

6.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述第二加热管线中还设有节流阀。

7.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述混合器的管壁上设有密封设置的透孔，所述干度探针、温度探针和压力探针分别穿过对应的透孔并设置在混合器内部。

8.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述混合器承压为10MPa，承温为380℃；所述第一加热管线和第二加热管线承压为30MPa，承温为380℃。

9.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽入口与热水入口上下相对设置。