CN203782136U - 高温蒸汽冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温蒸汽冷却系统，该冷却系统包括换热器、蒸汽冷却器，换热器和蒸汽冷却器通过蒸汽管连接；换热器包括换热器蒸汽入口、水箱、冷凝管和换热器蒸汽出口；蒸汽冷却器包括与蒸汽入口相连的“之”字形冷却管束，冷却管束与水平方向呈一定夹角，夹角范围为±3o～9o，冷却管束的上方设置有喷管，喷管上设置有多个朝向冷却管束的雾化喷嘴。换热器的作用是预冷蒸汽，所吸收的热量形成热水，热水进入下一道工序，以达到节能的目的；蒸汽冷却器的作用是利用空气和水对蒸汽进行充分冷却，使蒸汽完全变成规定温度的液体。本高温蒸汽冷却系统具有需要水量小、节水效果明显、不消耗蒸汽等特点。

Description

高温蒸汽冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种热交换系统，特别涉及一种用于高温蒸汽冷却系统。

背景技术

由于人口膨胀和经济发展，水资源短缺的现象在世界许多地方出现，尤其是城市缺水状况，越来越加剧。冷却设备是工业耗水大户，耗水占工业用水的70%-80%，而间接冷却用水又占冷却用水的70-80%。正是在这样情况下，蒸发式冷却技术应运而生，成为水循环重复利用的重要技术之一。由于水的比热、汽化潜热要比气体的比热大很多，所以蒸发冷却的冷却效果更为显著，且更节约水资源。

湿式空冷相对于干式空冷而言，是在原干式空冷和水冷的基础上发展而来，将其两者有机地结合，对原干式空冷进行适当的改造，建立管束翅片或管道的喷淋系统，直接在管束的翅片管上喷雾状水份，使翅片表面完全被水湿润，依靠空气温升带走热量，使翅片管和风机及喷雾水增湿降温强化传热，它不仅可以降低空气进入管束时的温度，而且依靠翅片表面上水的蒸发带走大量的热，可使热流体出口温度冷却到低于环境空气温度。

蒸发式冷却方法，主要是冷却管内外介质交换热量的过程，因此，冷却管部分的设计是蒸发式冷却系统设计的关键。本实用新型人在授权公告号为CN 202865210 U 的实用新型专利中披露了一种冷却器，为增强冷却效果，在冷却管的外壁上有散热片结构。这种结构可以很好的实现对高温蒸汽的冷却，但在冷却系统实际运行中，发现了如下问题：散热片结构在系统的运行初期虽然在一定程度上有助于增强散热效果，但系统运行时间一段时间以后，在散热片结构和冷却管部位容易堆积杂质和水垢，这反而会降低系统的散热效果，需要定期停机对散热系统进行清理。同时，在用冷却器进行酒蒸汽的冷却时，在蒸汽进口的底部容易存留酒蒸汽和液体酒，发生“窝酒”现象，因此需要在蒸汽进口的底端设置有漏斗形状的排空结构，排空结构的底端设置有排空孔，排空孔与冷却管相连。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高温蒸汽冷却系统，该系统能有效实现对高温蒸汽的冷却，同时减少了冷却管表面结垢现象，设备使用效率高。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

该冷却系统包括换热器、蒸汽冷却器，换热器和蒸汽冷却器通过蒸汽管连接；换热器包括换热器蒸汽入口、水箱、冷凝管和换热器蒸汽出口；蒸汽冷却器包括与蒸汽入口相连的“之”字形冷却管束，冷却管束与水平方向呈一定夹角，夹角范围为±3o～9o，冷却管束的上方设置有喷管，喷管上设置有多个朝向冷却管束的雾化喷嘴。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，蒸汽冷却器还包括透气除水器，透气除水器的进气端朝向冷却管束，透气除水器的出气端的外侧设置有朝向冷却管束的轴流风机。

进一步地，透气除水器设置在冷却管束的上方，轴流风机设置在透气除水器的上方。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，蒸汽冷却器还包括液体出口，在液体出口上设置有温度传感器，温度传感器与轴流风机和水泵相连，轴流风机和水泵与可编程逻辑控制器相连。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，冷却管束的下方设置有水槽，水槽通过水泵进水管与设置在水槽外侧的水泵相连，水泵通过水泵出水管与水道相连，水道与喷管相连。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，水槽的侧壁上设置有进水管，进水管上设置有浮球阀，浮球阀的浮球位于水槽的内部。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，温度传感器与轴流风机和水泵之间设置有变频器。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，冷却管束由多个整体成型的翅片管组成，翅片管按等边三角形排列。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，翅片管的外径为25毫米，内径为23毫米，翅片管的中心矩为50毫米。

实现本高温蒸汽冷却系统优选的一种技术方案是，翅片管的长度不大于4米。

本高温蒸汽冷却系统实现的有益效果是：

1、通过将原冷却器的散热片结构去除，减少了冷却管表面的杂质和结垢现象，大大延长了系统的清理周期，通过设计冷却管束呈“之”字形设置，并与水平方向成一定夹角，可以防止管内液体滞留，因此不需要在蒸汽进口的底端设置排空结构和排空孔。

2、设置换热器，可以预冷蒸汽，所吸收的热量形成热水，热水进入下一道工序，达到节能的目的。

3、可以通过控制系统设定需要的温度值，对轴流风机转速实施控制，以达到控制热交换量，从而控制所需液体温度的自动调节。

本高温蒸汽冷却系统具有需要水量小、节水效果明显、不消耗蒸汽等特点；以白酒酿造企业应用表明，本项目产品每吨白酒仅需冷却水1吨，仅为原工艺设备7%，节水率提高93%，以2012年四川白酒产量举例，可节水4200万吨/年，节约蒸汽69万吨/年。同时，本系统结构简单、紧凑，占地面积小，设备使用效率高。

附图说明

图1是本高温蒸汽冷却系统结构示意图。

图2是本高温蒸汽冷却系统控制系统示意图。

图3是冷却管束的结构示意图。

图4是图3 A-A向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。

如图1所示，该冷却系统包括换热器1、蒸汽冷却器2，换热器1和蒸汽冷却器2通过蒸汽管16连接；换热器1包括换热器蒸汽入口12、水箱13、冷凝管14和换热器蒸汽出口15；蒸汽冷却器2包括与蒸汽入口216相连的“之”字形冷却管束205，冷却管束205与水平方向呈一定夹角，夹角范围为±3o～9o，冷却管束205的上方设置有喷管203，喷管203上设置有多个朝向冷却管束205的雾化喷嘴204。换热器1的作用是预冷蒸汽，所吸收的热量形成热水，热水进入下一道工序，以达到节能的目的；蒸汽冷却器2的作用是利用空气和水对蒸汽进行充分冷却，使蒸汽完全变成规定温度的液体。

本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，蒸汽冷却器2还包括透气除水器202，透气除水器202的进气端朝向冷却管束205，透气除水器202的出气端的外侧设置有朝向冷却管束205的轴流风机201，轴流风机201强制空气以3～5m/s速度通过冷却管束205，促进水膜蒸发，强化冷却管束205外放热，并使吸热后的水滴在落下过程中为空气所冷却。

进一步地，透气除水器202设置在冷却管束205的上方，轴流风机201设置在透气除水器202的上方。

如图1、图2所示，本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，所述蒸汽冷却器2还包括液体出口208，在液体出口208上设置有温度传感器215，温度传感器215与轴流风机201和水泵213相连，轴流风机201和水泵213与可编程逻辑控制器相连，组成一个控制系统，根据在控制系统上设定的温度值对风机转速实施控制，以达到控制热交换量，从而控制所需液体温度的自动调节，这在酿酒行业尤其有用，可以提高成酒的产量以及品质。

本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，所述冷却管束205的下方设置有水槽211，水槽211通过水泵进水管214与设置在水槽211外侧的水泵213相连，水泵213通过水泵出水管212与水道207相连，水道207与喷管（203）相连，水泵213的作用是循环使用冷却水，将水槽211里的水送入蒸汽冷却器2中，蒸汽冷却器2再喷淋到冷却管束205，未蒸发的水流回到水槽211，以达到节水的目的。

本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，水槽211的侧壁上设置有进水管209，进水管209上设置有浮球阀210，浮球阀210的浮球位于水槽211的内部，当水不断地蒸发消耗水槽211中的水，水位过低时，浮球阀210就自动打开补充冷却水，实现水槽211的自动供水。

本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，所述温度传感器215与轴流风机201和水泵213之间设置有变频器，可以减少电能的消耗。

如图3、图4所示，本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，冷却管束205由多个整体成型的翅片管206组成，翅片管206按等边三角形排列，喷淋水能全部落到翅片管206上，可以取得更好的冷却效果。

本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，所述翅片管206的外径为25毫米，内径为23毫米，翅片管206的中心矩为50毫米。

本高温蒸汽冷却系统一种优选的实现方式是，翅片管206的长度不大于4米，用于酒蒸汽的冷却时，得到的液体酒酒品更佳。

本高温蒸汽冷却系统以水和空气作为冷却剂，主要利用部分水的蒸发带走工艺介质冷却过程放出热量。冷却器工作时，冷却水由水泵213送到冷却管束205上部的雾化喷嘴204，均匀地喷淋在冷却管束205外表面，形成一层很薄的水膜，高温蒸汽从冷却管束205上部的蒸汽入口216进入，被冷却后液体从液体出口209流出，喷淋到冷却管束205上的水吸收了高温蒸汽的热量后，一部分蒸发变成水蒸汽，其余落在水槽211内，供水泵213循环使用。

虽然以上述较佳的实施例对本实用新型做出了详细的描述，但并非用上述实施例限定本实用新型。本领域的技术人员应当意识到在不脱离本实用新型技术方案所给出的技术特征和范围的情况下，对技术特征所作的增加、以本领域一些同样内容的替换，均应属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温蒸汽冷却系统，其特征在于：该冷却系统包括换热器（1）、蒸汽冷却器（2），换热器（1）和蒸汽冷却器（2）通过蒸汽管（16）连接；换热器（1）包括换热器蒸汽入口（12）、水箱（13）、冷凝管（14）和换热器蒸汽出口（15）；蒸汽冷却器（2）包括与蒸汽入口（216）相连的“之”字形冷却管束（205），冷却管束（205）与水平方向呈一定夹角，夹角范围为±3o～9o，冷却管束（205）的上方设置有喷管（203），喷管（203）上设置有多个朝向冷却管束（205）的雾化喷嘴（204）。

2.根据权利要求1所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述蒸汽冷却器（2）还包括透气除水器（202），透气除水器（202）的进气端朝向冷却管束（205），透气除水器（202）的出气端的外侧设置有朝向冷却管束（205）的轴流风机（201）。

3.根据权利要求2所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述透气除水器（202）设置在冷却管束（205）的上方，所述轴流风机（201）设置在透气除水器（202）的上方。

4.根据权利要求1或2所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述蒸汽冷却器（2）还包括液体出口（208），在液体出口（208）上设置有温度传感器（215），温度传感器（215）与轴流风机（201）和水泵（213）相连，轴流风机（201）和水泵（213）与可编程逻辑控制器相连。

5.根据权利要求1或2所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述冷却管束（205）的下方设置有水槽（211），水槽（211）通过水泵进水管（214）与设置在水槽（211）外侧的水泵（213）相连，水泵（213）通过水泵出水管（212）与水道（207）相连，水道（207）与喷管（203）相连。

6.根据权利要求5所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述水槽（211） 的侧壁上设置有进水管（209），进水管（209）上设置有浮球阀（210），浮球阀（210）的浮球位于水槽（211）的内部。

7.根据权利要求3所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述温度传感器（215）与轴流风机（201）和水泵（213）之间设置有变频器。

8.根据权利要求1或2所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述冷却管束（205）由多个整体成型的翅片管（206）组成，翅片管（206）按等边三角形排列。

9.根据权利要求8所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述翅片管（206）的外径为25毫米，内径为23毫米，翅片管（206）的中心矩为50毫米。

10.根据权利要求8所述的高温蒸汽冷却系统，其特征在于：所述翅片管（206）的长度不大于4米。