CN204460147U - 一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器，由封闭换热箱体(1)、上隔板(5)、下隔板(6)、第一热管组(7)和第二热管组(8)组成；其中上隔板(5)和下隔板(6)将封闭换热箱体(1)分隔为上部汽化室(2)、中部蓄热室(3)和下部供热室(4)；第一热管组(7)和第二热管组(8)分别贯穿焊接在上隔板(5)和下隔板(6)上；汽化室(2)侧旁设有水的进口管道(10)，顶端设有蒸汽出口管道(11)；蓄热室(3)上侧设有蓄热工质充装管道(12)，下侧设有蓄热工质排放管道(13)；供热室(3)的下侧设有供热流体进口管道(14)，上侧设有供热流体出口管道(15)。本实用新型不管热源的稳定性如何，将保证蒸汽发生器所产蒸汽品质稳定，热效率高，流动阻力小，工作可靠。

Description

一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器，属于余热回收和太阳能中温热利用技术领域。

技术背景

工业上余热回收场合具有间歇和不连续性，而太阳能中高温光热利用时太阳辐射强度时刻变化，云遮间隙供热流体的温度骤降，这些均会导致后续蒸汽生产过程的间断，破坏蒸汽的连续、稳定供应。

现有为了改善蒸汽稳定性的技术中，一般通过增加换热单元或改善控制条件等实现，蒸汽发生器热效率低，流体流动阻力大，设备稳定性差，维护操作成本高。

发明内容

本实用新型的目的：为了克服上述现有技术的不足，本实用新型将热管高效相变传热技术以及相变储能技术进行集成，提供了一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器，解决常规蒸汽发生器在余热回收和太阳能中温热利用等过程生产蒸汽品质波动的问题。

本实用新型的技术方案为：一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器，其特征在于，由封闭换热箱体1、上隔板5、下隔板6、第一热管组7和第二热管组8组成；所述的上隔板5和下隔板6将封闭换热箱体1分隔为上部汽化室2、中部蓄热室3和下部供热室4三部分；第一热管组7贯穿焊接在上隔板5上；第二热管组8贯穿焊接在下隔板6上；其中汽化室2侧旁设有水的进口管道10，顶端设有蒸汽出口管道11；蓄热室3上侧设有蓄热工质充装管道12，下侧设有蓄热工质排放管道13；供热室3的下侧设有供热流体进口管道14，上侧设有供热流体出口管道15。

优选所述的第一热管组和第二热管组的热管外表面加装翅片9。

蓄热室3中封装的蓄热工质优选为KNO₃、KNO₂、NaNO₃和NaNO₂中的至少一种，其相变温度区间300℃～400℃。

本实用新型的工作原理如下：

稳定供热时，第二热管组8高效地将热量从高温供热流体转移至蓄热工质，工质升温蓄热，于恒定温度发生相变。当蓄热室3顶部的监测温度达到相变温度后，立刻在汽化室2中通水，由于热管良好的等温特性，汽化室2内第一热管组7热管的表面温度与蓄热工质的相变温度相当，即使供热流体温度波动，水仍然在恒定温度下吸热汽化。供热间歇阶段，供热流体温度骤降，但蓄热工质仍处于恒温相变状态，此时蓄热工质将作为恒温热源为水汽化供热，防止蒸汽温度和压力大幅降低，保证蒸汽品质稳定。此外，重力热管具有热二极管特性，热量仅可从下往上传递，恒温蓄热工质的热量不会反向传递给温度降低的供热流体。以热管作为换热元件，设备具有传热效率极高，结构简单，流动阻力小的特点，单根热管的损坏也不影响整体系统运行，无须为此停车检修，因此该蒸汽发生器还具有工作可靠的优点。

对于在具体结构和材质上经过适当改动，但是基本原理和本实用新型一致的，也落在本实用新型的保护范围之内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：不管热源的稳定性如何，将保证蒸汽发生器所产蒸汽品质稳定，热效率高，流动阻力小，工作可靠。

附图说明

图1为本实用新型热管型蓄热式均温蒸汽发生器的结构示意图；其中1-蒸汽发生器换热箱体，2-汽化室，3-蓄热室，4-供热室，5-上隔板，6-下隔板，7-第一热管组，8-第二热管组，9-热管翅片，10-水进口管道，11-蒸汽出口管道，12-蓄热工质充装入口管道，13-蓄热工质排放出口管道，14-供热流体进口管道，15-供热流体出口管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明，但并不因此限制本实用新型的适用范围。

实施例1

如图1所示的热管型蓄热式均温蒸汽发生器，其制造过程如下：1)在上隔板5和下隔板6各通孔内焊上热管，确保隔板双面焊透，与上隔板5焊接的热管形成第一热管组7，与下隔板6焊接的热管形成第二热管组8；2)将上述热管组置蒸汽发生器箱体1中，箱体1上端焊接上隔板5，下端焊接下隔板6，将蒸汽发生器箱体1依次分隔成上部汽化室2、中部蓄热室3和下部供热室4；3)在上部汽化室2旁侧焊接进口管道10，顶端焊接蒸汽出口管道11；在中部蓄热室3上侧焊接蓄热工质充装管道12，下侧焊接蓄热工质排放管道13；在下部供热室3的下侧焊接供热流体进口管道14，上侧焊接供热流体出口管道15；4)分别对汽化室2、蓄热室3和供热室4焊缝进行无损检测，并实施气密性和耐压试验；5)完成蓄热室3内相变蓄热工质的充装。

所述热管型蓄热式均温蒸汽发生器应用于槽式导热油传热的双罐熔盐显热蓄热发电系统，系统的换热工质为导热油，经槽式聚光器集热管加热升温后，一部分直接用于生产蒸汽，另一部分用于熔盐蓄热。用于生产蒸汽的导热油由蒸汽发生器供热室进口14通入，第二热管组8受热启动，将供热室的热量高效转移至蓄热室3，蓄热室3中蓄热熔盐升温至恒定温度发生相变。当蓄热室3顶部的监测温度达到熔盐相变温度时，立刻向汽化室2入口管道10通水，此时，熔盐作为恒温热源为汽化室供热。由于热管良好的等温特性，汽化室2内第一热管组7表面温度与蓄热熔盐相变温度相当，因此，水在恒温状态下汽化，蒸汽从管道11排出进入涡轮机发电。

实施例2

如实施例1的热管型蓄热式均温蒸汽发生器，材质为不锈钢316L，蓄热熔盐采用纯KNO₃，相变温度330℃，蓄热室3的工作温度在330℃左右；第一热管组7和第二热管8组均由不锈钢-萘热管构成；供热流体为导热油，供热室进口温度为360℃，出口温度为340℃；汽化室通入软化处理的水，所产蒸汽压力稳定在13MPa左右。

太阳辐射强度波动，或云遮间隙，导热油温度波动或骤降，蓄热熔盐作为水汽化的热源依旧保持恒定温度，蒸汽品质得以维持。

Claims (2)

1.一种热管型蓄热式均温蒸汽发生器，其特征在于，由封闭换热箱体(1)、上隔板(5)、下隔板(6)、第一热管组(7)和第二热管组(8)组成；其中上隔板(5)和下隔板(6)将封闭换热箱体(1)分隔为上部汽化室(2)、中部蓄热室(3)和下部供热室(4)三部分；其中第一热管组(7)贯穿焊接在上隔板(5)上；第二热管组(8)贯穿焊接在下隔板(6)上；汽化室(2)侧旁设有水的进口管道(10)，顶端设有蒸汽出口管道(11)；蓄热室(3)上侧设有蓄热工质充装管道(12)，下侧设有蓄热工质排放管道(13)；供热室(3)的下侧设有供热流体进口管道(14)，上侧设有供热流体出口管道(15)。

2.根据权利要求1所述的热管型蓄热式均温蒸汽发生器，其特征在于所述的第一热管组和第二热管组的热管外表面加装翅片(9)。