CN204345611U - 一种蒸汽减温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽减温系统，包括：蒸汽外管道、文氏管和喷嘴，其中，所述文氏管套接于所述蒸汽外管道的内壁，所述文氏管包括前端和喉部，所述文氏管的前端朝向所述蒸汽外管道的左侧，所述文氏管的前端的左侧内径D小于右侧内径D1，所述蒸汽外管道的内径等于所述文氏管的前端的左侧内径，所述文氏管的前端的右侧与所述文氏管的喉部连接，所述文氏管的喉部内径为D2小于其前端的右侧内径D1，所述喷嘴贯穿并密封连接所述蒸汽外管道和所述文氏管的前端，所述喷嘴位于所述文氏管的前端内的部分具有多个小孔。由于对入射的蒸汽进行两次加速，使得蒸汽与减温水的混合更加均匀，相互间的热传递效率更高，减少了所述蒸汽减温系统的长度。

Description

一种蒸汽减温系统

技术领域

本实用新型涉及热能转换技术领域，特别是涉及一种蒸汽减温系统。

背景技术

减温系统是一种蒸汽热能转换装置。它是将较高温度的蒸汽通过喷水减温转换成所需温度的蒸汽的热交换装置。减温系统广泛应用于轻工、机械、化工、冶金等工业领域。减温系统性能的好坏直接影响上述工业领域产品质量，性能差的减温系统甚至导致这些工艺过程无法进行。

蒸汽的减温是通过减温水在减温器中雾化、升温和汽化来实现的。第一阶段是减温水经过喷嘴得到初步雾化，在这一阶段中水滴也有升温和蒸发，但主要是雾化；第二阶段是水滴在蒸汽中吸收热量，不断升高水温，升温过程也有蒸发，但主要是升温；第三阶段是水滴汽化，与蒸汽混合，在这一阶段水滴的温度变化很小，主要是蒸发，水滴直径迅速缩小。每一阶段进展的快慢都影响到减温水的汽化长度。蒸汽温度对减温水滴汽化快慢有很大影响，蒸汽温度越高，与减温水的温差越大，蒸汽向水滴的热量传递也越迅速，于是水滴的汽化越迅速、越完善。在流量变化范围大的情况下(如10％～100％Q)，要确保减温系统蒸汽的品质(蒸汽不带水)，现有技术中是采用增加减温装置的长度的方法，但是由于不可能无限增加其长度，不能被广泛使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蒸汽减温系统，在流量变化范围大的情况下，确保减温系统蒸汽的品质，可以减少减温装置的长度。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种蒸汽减温系统，包括：蒸汽外管道、文氏管和喷嘴，其中，所述文氏管套接于所述蒸汽外管道的内壁，所述文氏管包括前端和喉部，所述文氏管的前端朝向所述蒸汽外管道的左侧，所述文氏管的前端的左侧内径D等于所述蒸汽外管道的内径，其前端右侧内径D1小于其前端的左侧内径D，所述文氏管的前端的右侧与所述文氏管的喉部连接，所述文氏管的喉部内径D2小于其前端的右侧内径D1，所述喷嘴贯穿并密封连接所述蒸汽外管道和所述文氏管的前端，所述喷嘴位于所述文氏管的前端内的部分具有多个小孔。

优选的，所述文氏管内径值D2与所述蒸汽外管道内径值D的关系的是D2/D＝0.25～0.28。

优选的，所述文氏管的喉部的长度L的范围为L＝(15-20)*D2。

优选的，所述喷嘴的小孔的孔径范围为0.2mm-0.3mm，包括端点值。

优选的，所述喷嘴的小孔均匀分布在其右侧，所述喷嘴具有小孔的部分的横截面上小孔的分布范围是0度-120度扇形分布。

优选的，所述蒸汽减温系统还包括设置于所述蒸汽外管道内的过渡管和直管，所述过渡管的左端与所述文氏管的喉部的右端连接，其左端内径小于其右端内径，其左端内径值为D2，所述直管的一端与所述过渡管的右端连接。

优选的，所述蒸汽减温系统还包括设置于所述蒸汽外管道内的滑块，所述滑块设置于所述直管的外壁与所述蒸汽外管道的内壁之间。

优选的，所述蒸汽减温系统还包括：电液快速控制调节阀，所述电液快速控制调节阀的输出端连接所述喷嘴的入口，用于控制减温水的流速。

优选的，所述蒸汽减温系统还包括：过滤器，所述过滤器的出口与所述电液快速控制调节阀的入口节连接。

优选的，所述蒸汽减温系统还包括：疏水装置，所疏水装置的疏水接头与蒸汽外管道的侧壁连接。

本实用新型实施例所提供的蒸汽减温系统，与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型实施例提供一种蒸汽减温系统，包括：蒸汽外管道、文氏管和喷嘴，其中，所述文氏管套接于所述蒸汽外管道的内壁，所述文氏管包括前端和喉部，所述文氏管的前端朝向所述蒸汽外管道的左侧，所述文氏管的前端的左侧内径D等于所述蒸汽外管道的内径，其前端右侧内径D1小于其前端的左侧内径D，所述文氏管的前端的右侧与所述文氏管的喉部连接，所述文氏管的喉部内径D2小于其前端的右侧内径D1，所述喷嘴贯穿并密封连接所述蒸汽外管道和所述文氏管的前端，所述喷嘴位于所述文氏管的前端内的部分具有多个小孔。

在使用所述蒸汽减温系统时，所述蒸汽从所述蒸汽外管道的左端进入，经过所述文氏管，由于在所述蒸汽经过的不同位置，流量相同，横截面积越小，蒸汽的速度越快。因此，蒸汽在经过所述文氏管的前端时由于内径变小会被加速，再与所述喷嘴喷出的减温水混合后。在蒸汽与减温水的混合物经过所述文氏管的喉部后由于其内径与所述文氏管的前端的内径相比较小而继续加速，此时，使得蒸汽与减温水的混合更加充分，甚至减温水被雾化，使得二者之间的热传导效率更高，使得蒸汽的减温速度与减温水的汽化速度更快，在达到相同温度前，与现有技术中蒸汽减温装置相比，增加了对蒸汽与减温水的加速过程，使得二者混合更加均匀，相互之间的热交换速度和效率更高，使得所述蒸汽减温所经过的路程更短，因此，可以减少所述文氏管的喉部的长度，也即减小所述文氏管的长度，最终减少了所述蒸汽减温系统的长度。在流量变化范围大的情况下，所述蒸汽减温系统只要相应改变减温水的流量，即可获得理想品质的蒸汽。

综上所述，本实用新型实施例所提供的蒸汽减温系统，在流量变化范围大的情况下，确保减温系统蒸汽的品质，可以减少蒸汽减温系统的长度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本实用新型所提供的蒸汽减温系统的一种具体实施方式的示意图；

图2为本实用新型所提供的蒸汽减温系统的一种具体实施方式中喷嘴的纵断面的示意图；

图3为本实用新型所提供的蒸汽减温系统的一种具体实施方式中喷嘴中具有小孔部分的横截面的示意图；

图4为本实用新型所提供的蒸汽减温系统的另一种具体实施方式中具有疏水装置时所述疏水装置的俯视图；

图5为本实用新型所提供的蒸汽减温系统的另一种具体实施方式中具有疏水装置的示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的减温装置，在流量变化范围大的情况下(如10％～100％Q)，如要确保减温装置蒸汽的品质(蒸汽不带水)，需要增加减温装置的长度，但是环境的限制，减温装置不可能无限增加其长度。

基于此，本实用新型实施例提供了一种蒸汽减温系统，包括：蒸汽外管道、文氏管和喷嘴，其中，所述文氏管套接于所述蒸汽外管道的内壁，所述文氏管包括前端和喉部，所述文氏管的前端朝向所述蒸汽外管道的左侧，所述文氏管的前端的左侧内径D等于所述蒸汽外管道的内径，其前端右侧内径D1小于其前端的左侧内径D，所述文氏管的前端的右侧与所述文氏管的喉部连接，所述文氏管的喉部内径D2小于其前端的右侧内径D1，所述喷嘴贯穿并密封连接所述蒸汽外管道和所述文氏管的前端，所述喷嘴位于所述文氏管的前端内的部分具有多个小孔。

综上所述，本实用新型实施例所提供的蒸汽减温系统，由于蒸汽在进入所述文氏管后，由于内径变小而被加速，再与所述喷嘴喷出的减温水混合后，可以使二者混合的更均匀，携带更多的减温水。蒸汽与减温水进入所述文氏管的喉部后，继续加速，可使得二者混合更均匀，甚至减温水被雾化，使得二者之间的热传导效率更高，从而对蒸汽的减温和减温水的汽化速度更快，使得二者的温度很快达到相同。因此，可以减小所述文氏管的喉部的长度，也即减小了所述文氏管的长度，减少了所述蒸汽减温系统的长度。在流量变化范围大的情况下，所述蒸汽减温系统只要相应改变减温水的流速，即可获得理想品质的蒸汽。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如参考图1，图1为本实用新型所提供的蒸汽减温系统的一种具体实施方式的示意图。

在一种具体实施方式中，所述蒸汽减温系统，包括：蒸汽外管道11、文氏管12和喷嘴13，其中，所述文氏管12套接于所述蒸汽外管道11的内壁，所述文氏管12包括前端和喉部，所述文氏管12的前端朝向所述蒸汽外管道11的左侧，所述文氏管12的前端的左侧内径D等于所述蒸汽外管道11的内径，其前端右侧内径D1小于其前端的左侧内径D，所述文氏管12的前端的右侧与所述文氏管12的喉部连接，所述文氏管12的喉部内径D2小于其前端的右侧内径D1，所述喷嘴13贯穿并密封连接所述蒸汽外管道11和所述文氏管12的前端，所述喷嘴13位于所述文氏管12的前端内的部分具有多个小孔。

优选的，所述文氏管12内径值D2与所述蒸汽外管道11内径值D的关系的是D2/D＝0.25～0.28。蒸汽通过所述文氏管12喉部的当地音速：式中：a为水蒸气的当地音速，m/s；k为绝热指数，对过热蒸汽取1.33；P为蒸汽通过所述文氏管12的喉部压力，N/m2；v为蒸汽比容，m3/kg。由于所述文氏管12中的蒸汽的最大流速是当地音速，由于在所述文氏管12中，所述文氏管12的喉部的内径最小，蒸汽在经过所述文氏管12的喉部时的速度最大，因此蒸汽经过所述文氏管12的最大流量，由所述文氏管12的喉部的内径D2控制。当D2太小时，虽然可以将入射的蒸汽进行减温，但是由于蒸汽可能提前达到当地音速，使得蒸汽不能按照预设进行加速，使得蒸汽的流量过小，工作效率太低；而D2太大时，所述文氏管12的喉部的长度需要加长，会降低减温水的雾化效果，使得所述蒸汽减温系统的长度很长。

需要说明的是，所述文氏管12内径值D2与所述蒸汽外管道11内径值D的比例并不一定是D2/D＝0.25～0.28，可以根据实际需要进行调节，选择合适的比例关系，本实用新型对此不做具体限定。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述文氏管12的喉部的长度L的范围为L＝(15-20)*D2。所述文氏管12的喉部的长度L的范围为L＝(15-20)*D2，可以将所述喷嘴13喷出的减温水雾化，增加减温水与蒸汽的接触，使得二者混合更加均匀，蒸汽减温速度更快，有利于减少所述文氏管12喉部的长度。

需要说明的是，所述文氏管12的喉部的内径越小，所述文氏管12的喉部的长度L越小，但是通过的最大蒸汽流量越小，本实用新型对所述文氏管12的喉部的长度L不做具体限定，实际使用时需要结合的蒸汽的品质，选择合适长度的所述文氏管12的喉部。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，如图2所示，所述喷嘴13的小孔的孔径范围为0.2mm-0.3mm，包括端点值。所述喷嘴13的小孔的孔径范围为0.2mm-0.3mm，可以使得从所述喷嘴13的小孔中射出的减温水的速度更大，与蒸汽的混合更加均匀，对蒸汽的减温有益，但是所述喷嘴13的小孔的孔径越小，所述喷嘴13所喷出的减温水的流量越少，使得对蒸汽的减温效率出现下降。需要说明的是，本实用新型对所述喷嘴13的小孔的孔径不做具体限定，实际使用时应结合对蒸汽的减温效率和最终获得的蒸汽的品质，选择合适的所述喷嘴13的小孔的孔径。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，如图3所示，所述喷嘴13的小孔均匀分布在其右侧，所述喷嘴13具有小孔的部分的横截面上小孔的分布范围是0度-120度扇形分布。所述喷嘴13的小孔均匀分布在其右侧，所述喷嘴13具有小孔的部分的横截面上小孔的分布范围是0度-120度扇形分布，可以使得从所述小孔出射的减温水在与蒸汽混合时不会降低蒸汽的速度，降低减温效果。需要说明的是，所述喷嘴13具有小孔的部分的横截面上小孔的分布范围是0度-120度扇形分布只是一种特例，本实用新型对所述小孔在所述喷嘴13的分布不做具体限定，只要能提高所述蒸汽减温系统对蒸汽的减温效率和减温效果即可。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述蒸汽减温系统还包括设置于所述蒸汽外管道11内的过渡管14和直管15，所述过渡管14的左端与所述文氏管12的喉部的右端连接，其左端内径小于其右端内径，其左端内径值为D2，所述直管15的一端与所述过渡管14的右端连接。所述蒸汽减温系统还包括过渡管14和直管15，可以降低减温后的蒸汽速度，使得蒸汽在所述蒸汽外管道11的出口输出时分布均匀。需要说明的是，本实用新型对所述过渡管14的直径如何随长度变化以及所述直管15的长度不做具体限定，只要能保证在所述蒸汽外管道11的出口输出时分布均匀即可。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述蒸汽减温系统还包括设置于所述蒸汽外管道11内的滑块16，所述滑块16设置于所述直管15的外壁与所述蒸汽外管道11的内壁之间。由于所述文氏管12的喉部内的蒸汽的速度很快，方向不是都是向右，在从所述文氏管12的喉部射出时，速度快，动能大，所述文氏管12的外径小于所述蒸汽外管道11的内径，使得所述文氏管12的喉部不稳定。在蒸汽经过所述过渡管14和所述直管15时，由于所述过渡管14和所述直管15内置于所述蒸汽外管道11，它们的外径必然小于所述蒸汽外管道11的内径，使得所述文氏管12的喉部、所述过渡管14和所述直管15产生振动，降低相互间的连接的可靠性，降低所述蒸汽减温系统的可靠性，降低所述蒸汽减温系统的使用寿命。同时，如果在所述蒸汽外管道11的内壁具有移动所述滑块16的轨道时，不必再次由人工将所述喷嘴13贯穿所述文氏管12的通孔与贯穿所述蒸汽外管道11的通孔对齐，可以大大加快所述蒸汽减温系统的各部件之间的组装速度，提高工作效率。需要说明的是，本实用新型对所述滑块16的具体的形状和结构不做具体限定，只要所述滑块16能减轻所述蒸汽外管道11与所述直管15之间的相互碰撞造成的磨损，提高所述蒸汽减温系统的可靠性，提高所述蒸汽减温系统的使用寿命即可。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述蒸汽减温系统还包括：电液快速控制调节阀17，所述电液快速控制调节阀17的输出端连接所述喷嘴13的入口，用于控制减温水的流速。使用所述电液快速控制调节阀17，可以实现对所述减温水的流量实现无级连续调节，调节速度快，调节精度高，在进入蒸汽的流量一定的情况下，快速获得理想品质的蒸汽。需要说明的是，除了由所述电液快速控制调节阀17控制减温水的流量外，所述蒸汽减温系统还可以使用节流阀20和止回阀21等对减温水的流量具有控制功能的部件，独立控制减温水的流量，或者与所述电液快速控制调节阀17组合使用，控制减温水的流量，所述电液快速控制调节阀17只是一个控制减温水流量的特例，本实用新型对所述电液快速控制调节阀17以及具体的控制减温水的流量的方式不做具体限定，在实际使用时，根据需要的控制精度选择合适的所述电液快速控制调节阀17，或者使用其他的控制流量的部件。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述蒸汽减温系统还包括：过滤器18，所述过滤器18的出口与所述电液快速控制调节阀17的入口节连接。所述蒸汽减温系统还包括所述过滤器18，可以对进入所述蒸汽减温系统的减温水进行过滤，减少杂质，减少或避免减温水中的杂质(颗粒物等)将所述喷嘴13的小孔阻塞，改变减温水键入所述文氏管12的流量。如果所述喷嘴13中杂质过多，会严重降低所述喷嘴13喷出的减温水的流量，在蒸汽进入流量不变时，减温效果会下降，使得所述蒸汽减温系统的工作效率下降。同时，减温后的蒸汽品质也有可能不能满足要求，使得所述蒸汽减温系统的工作质量下降。

需要说明的是，本实用新型对所述过滤器18的类型以及过滤精度不做具体限定，可以根据实际需要选择合适的过滤器18。

在上述实施例的基础上，在本实用新型的一种具体实施方式中，所述蒸汽减温系统还包括：如图4所示的疏水装置，所疏水装置的疏水接头19与蒸汽外管道11的侧壁连接。所述蒸汽减温系统还包括设置在所述蒸汽外管道11右端的疏水装置，可以防止在所述蒸汽减温系统在停机启动时受到水锤效应的影响，对所述蒸汽减温系统的各部件的管道造成破坏，保证所述蒸汽减温系统安全运行。需要说明的是，所述疏水装置除包含所述疏水接头19外，还可以包括截止阀22和过滤部件23等，本实用新型对所述疏水装置的具体结构不做具体限定，只要能防止停机启动造成的水锤效应引起的水锤冲击，保证所述蒸汽减温系统安全运行即可。

综上所述，本实用新型实施例所提供的蒸汽减温系统，在蒸汽进入所述文氏管后，由于内径的变小而被加速，与所述喷嘴喷出的减温水混合后，然后再进入所述文氏管的喉部，继续加速使得蒸汽与减温水之间充分接触，加快蒸汽的降温和减温水的汽化。由于所述蒸汽减温系统具有两次对蒸汽的加速过程，第一次对蒸汽加速，可以增加蒸汽与减温水的混合，增加减温水的比例，第二次加速使得二者混合更加均匀，减温水更易被雾化，使得二者之间的热传导效率更高，蒸汽减温和减温水汽化的效率更高，从而减少了所述文氏管的喉部的长度，与一次加速相比，增加了第二次对蒸汽与减温水的加速过程，使得二者混合更均匀，热交换效率更高，从而减少了所述文氏管喉部的长度。因此，可以减小所述文氏管的喉部的长度，也即减小了所述文氏管的长度，所述蒸汽减温系统减少了所述蒸汽减温系统的长度。在流量变化范围大的情况下，所述蒸汽减温系统只需要相应改变减温水的流速，即可获得理想品质的蒸汽。

以上对本实用新型所提供的蒸汽减温系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蒸汽减温系统，其特征在于，包括：蒸汽外管道、文氏管和喷嘴，其中，所述文氏管套接于所述蒸汽外管道的内壁，所述文氏管包括前端和喉部，所述文氏管的前端朝向所述蒸汽外管道的左侧，所述文氏管的前端的左侧内径D等于所述蒸汽外管道的内径，其前端右侧内径D1小于其前端的左侧内径D，所述文氏管的前端的右侧与所述文氏管的喉部连接，所述文氏管的喉部内径D2小于其前端的右侧内径D1，所述喷嘴贯穿并密封连接所述蒸汽外管道和所述文氏管的前端，所述喷嘴位于所述文氏管的前端内的部分具有多个小孔。

2.如权利要求1所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述文氏管内径值D2与所述蒸汽外管道内径值D的关系的是D2/D＝0.25～0.28。

3.如权利要求1所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述文氏管的喉部的长度L的范围为L＝(15-20)*D2。

4.如权利要求1所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述喷嘴的小孔的孔径范围为0.2mm-0.3mm，包括端点值。

5.如权利要求1-4任一项所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述喷嘴的小孔均匀分布在其右侧，所述喷嘴具有小孔的部分的横截面上小孔的分布范围是0度-120度扇形分布。

6.如权利要求1所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述蒸汽减温系统还包括设置于所述蒸汽外管道内的过渡管和直管，所述过渡管的左端与所述文氏管的喉部的右端连接，其左端内径小于其右端内径，其左端内径值为D2，所述直管的一端与所述过渡管的右端连接。

7.如权利要求6所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述蒸汽减温系统还包括设置于所述蒸汽外管道内的滑块，所述滑块设置于所述直管的外壁与所述蒸汽外管道的内壁之间。

8.如权利要求6所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述蒸汽减温系统还包括：电液快速控制调节阀，所述电液快速控制调节阀的输出端连接所述喷嘴的入口，用于控制减温水的流速。

9.如权利要求8所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述蒸汽减温系统还包括：过滤器，所述过滤器的出口与所述电液快速控制调节阀的入口节连接。

10.如权利要求6-9任一项所述的蒸汽减温系统，其特征在于，所述蒸汽减温系统还包括：疏水装置，所疏水装置的疏水接头与蒸汽外管道的侧壁连接。