CN204494972U - 一种带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器 - Google Patents

Abstract

一种带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器，它主要由蒸汽换热器、缓冲罐、汽液分离器、减压阀和管路组成，所述的蒸汽换热器由一供冷介质流体进出的换热器体和一与冷介质流体交叉布置在器体内供热介质流体进出的换热腔构成，所述的换热腔又由三个过冷腔、一个闪蒸气冷却腔和至少一个冷凝腔构成；所述的过冷腔、闪蒸腔和冷凝腔均由管束通过上管板和下管板与器体框架连接；所述冷凝腔的上口接有蒸汽进管，冷凝腔的下口通过管路连接于储存冷凝水的缓冲罐，缓冲罐通过减压阀和管路连通置于高位、能形成液位高度差的气液分离器；所述气液分离器下部冷凝水出口通过管路连通过冷腔，并在过冷腔的冷凝水出口连通于冷凝水回收装置；所述气液分离器上部蒸汽出口通过节流减压阀连通蒸汽换热器的闪蒸腔，并在所述闪蒸腔的过冷水排放口连接管路连通所述的冷凝水回收装置。

Description

一种带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器

技术领域

本实用新型涉及的是一种空分设备中不同温度介质进行热量交换的节能型蒸汽换热器，属于换热设备技术领域。

背景技术

蒸汽加热器是空分设备中的一个关键部机，为了保证空分设备的正常运行，必须使蒸汽加热器处于长期稳定的运行状态，而管板与换热管焊接接头，也即管接头的泄漏恰恰又是蒸汽加热器最主要，也是最容易出现的泄漏形式之一，一旦出现管接头的泄漏，就会影响整个空分设备的正常运行，甚至需要停机检修，造成很大的经济损失。

要保证管接头质量，除了合理的焊接工艺和制造质量，如何在结构及工艺流程上保证管接头免受汽液混合的冲刷，是保证管接头不产生泄漏的重要课题。

图1为常规的节能型蒸汽换热器工艺流程图，它包括有蒸汽换热器11、汽液分离器12和管路组成。蒸汽换热器11又由换热器体13和包含过冷腔14、冷凝腔15的换热腔构成。

当蒸汽在冷凝腔15冷凝后，进入汽液分离器12，在汽液分离器12内，上部未冷凝的蒸汽直接排放，下部的冷凝水回到蒸汽换热器的过冷腔14进行换热，换热后的过冷水进冷凝水回收装置再利用。为了保证冷凝腔的充分换热和冷凝液的流动畅通，汽液分离器安装于蒸汽加热器的下方，这样，造成了冷凝水进入过冷腔时有一个高度差，使冷凝水产生局部闪蒸，发生了汽液混合现象，造成了汽液混合对管接头的冲击，这是一个非常不利的因素，大大影响了产品的使用寿命。虽然在结构上进行了局部的优化处理，如设置防冲板等，但效果不理想。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、可靠，使用寿命长，换热效果好，能适应空分设备长期稳定运行的节能型蒸汽换热器。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的一种带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器，它主要由蒸汽换热器、缓冲罐、汽液分离器、减压阀和管路组成，所述的蒸汽换热器由一供冷介质流体进出的换热器体和一与冷介质流体交叉布置在器体内供热介质流体进出的换热腔构成，所述的换热腔又由三个过冷腔、一个闪蒸气冷却腔和至少一个冷凝腔构成；所述的过冷腔、闪蒸腔和冷凝腔均由管束通过上管板和下管板与器体框架连接。

所述冷凝腔的上口接有蒸汽进管，冷凝腔的下口通过管路连接于储存冷凝水的缓冲罐，缓冲罐通过减压阀和管路连通置于高位、能形成液位高度差的气液分离器；所述气液分离器下部冷凝水出口通过管路连通过冷腔，并在过冷腔的冷凝水出口连通于冷凝水回收装置；

所述气液分离器上部蒸汽出口通过节流减压阀连通蒸汽换热器的闪蒸腔，并在所述闪蒸腔的过冷水排放口连接管路连通所述的冷凝水回收装置。

所述闪蒸腔设置在过冷腔的边侧。

本实用新型通过设置缓冲罐和分离器，并将分离器置于一定高度，由于液位的高度差，使冷凝水在流经过冷腔时产生一定的过冷度，这样，保证了进入过冷腔的为单一冷凝水，杜绝了汽液混合现象，保护了管接头免受汽液混合的冲击，大大提高了产品的使用寿命。

本实用新型与现有技术相比，它能使管接头免受汽液混合的冲击，提高产品的使用寿命，使空分设备长期稳定地运行；同时，由于设置了闪蒸气冷却腔，使减压后产生的闪蒸气也能被充分利用，既节约了能源，又保护了环境。

附图说明

图1为常规的节能型蒸汽换热器工艺流程图。

图2是本实用新型的工艺流程示意图。

图3是本实用新型的过冷腔和闪蒸气冷却腔布置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图2、3所示，一种带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器，它主要由蒸汽换热器21、缓冲罐22、汽液分离器23、减压阀24和管路组成，所述的蒸汽换热器21由一供冷介质流体进出的换热器体25和一与冷介质流体交叉布置在器体内供热介质流体进出的换热腔构成，所述的换热腔又由三个过冷腔26、一个闪蒸腔27和至少一个冷凝腔28构成；所述的过冷腔26、闪蒸腔27和冷凝腔28均由管束通过上管板29和下管板与器体框架连接。

图中所示，所述冷凝腔28的上口接有蒸汽进管30，冷凝腔28的下口通过管路连接于储存冷凝水的缓冲罐22，缓冲罐22通过减压阀24和管路连通置于高位、能形成液位高度差的气液分离器23；所述气液分离器23下部冷凝水出口通过管路连通过冷腔26，并在过冷腔26的冷凝水出口连通于冷凝水回收装置31；

所述气液分离器23上部蒸汽出口通过节流减压阀连通蒸汽换热器的闪蒸腔27，并在所述闪蒸腔27的过冷水排放口连接管路连通所述的冷凝水回收装置31。

本实用新型进一步的实施例是：所述闪蒸腔27设置在过冷腔26边侧。

实施例：

本实用新型包括有蒸汽换热器、缓冲罐、汽液分离器、减压阀和管路组成。其中，蒸汽换热器由一供冷介质流体进出的换热器体，与冷介质流体交叉布置在器体内供热介质流体进出的换热腔构成，换热腔又由三个过冷腔、一个闪蒸气冷却腔和至少一个冷凝腔构成。所述的过冷腔、闪蒸腔和冷凝腔均由管束通过上管板和下管板与器体框架连接。

图2、3所示为本实用新型的一个实施例，来自管道的蒸汽在垂直的翅片管内自上而下冷凝，冷凝后的饱和水先经过缓冲罐，经减压阀减压后再进入汽液分离器，减压阀前后压差应尽量小，避免产生太多的闪蒸气，以能克服汽液分离器液位高度的位能差即可，工程上，减压阀的前后压差一般设为0.1～0.2MPa。在汽液分离器内，下部的冷凝水在蒸汽压力的作用下流回到过冷腔，在过冷区的翅片管内自下而上流动，进行显热换热，换热后以80℃左右的过冷水排放，进入冷凝水回收装置再利用；上部经节流减压产生的闪蒸气进入蒸汽换热器的闪蒸腔，与器体外的冷介质进行换热，换热后也以80℃左右的过冷水排放，同样进入冷凝水回收装置再利用。

同时，在过冷腔侧设置一个闪蒸气冷却腔，使减压后产生的闪蒸汽经该冷却腔冷却后再进入冷凝水回收装置，见图3。

在缓冲罐和汽液分离器间设置减压阀，目的是为了使冷凝水产生一定的压力差，从而依靠压差的作用克服高度产生的位能，使冷凝水能顺利的进入汽液分离器。

设置缓冲罐的目的，主要是为了防止减压产生的蒸汽锤现象对管接头造成的冲击，以提高产品的使用寿命。

本实用新型所述的冷介质流体为污氮气，热介质流体为水蒸气。

蒸汽在垂直的翅片管内自上而下冷凝，冷凝后的饱和水先经过缓冲罐，经减压阀减压后再进入汽液分离器，在汽液分离器内，下部的冷凝水在蒸汽压力的作用下流回到过冷腔，在过冷区的翅片管内自下而上流动，进行显热换热；上部经减压产生的闪蒸气进入蒸汽加热器的闪蒸腔进行换热，换热后的过冷水进冷凝水回收装置再利用。

Claims (3)

1.一种带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器，它主要由蒸汽换热器、缓冲罐、汽液分离器、减压阀和管路组成，其特征在于所述的蒸汽换热器由一供冷介质流体进出的换热器体和一与冷介质流体交叉布置在器体内供热介质流体进出的换热腔构成，所述的换热腔又由三个过冷腔、一个闪蒸气冷却腔和至少一个冷凝腔构成；所述的过冷腔、闪蒸腔和冷凝腔均由管束通过上管板和下管板与器体框架连接。

2.根据权利要求1所述的带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器，其特征在于所述冷凝腔的上口接有蒸汽进管，冷凝腔的下口通过管路连接于储存冷凝水的缓冲罐，缓冲罐通过减压阀和管路连通置于高位、能形成液位高度差的气液分离器；所述气液分离器下部冷凝水出口通过管路连通过冷腔，并在过冷腔的冷凝水出口连通于冷凝水回收装置；

所述气液分离器上部蒸汽出口通过节流减压阀连通蒸汽换热器的闪蒸腔，并在所述闪蒸腔的过冷水排放口连接管路连通所述的冷凝水回收装置。

3.根据权利要求2所述的带闪蒸气冷却腔的节能型蒸汽换热器，其特征在于所述过冷腔侧还设置有一个闪蒸气冷却腔，所述气液分离器上部蒸汽出口通过节流减压阀连通所述闪蒸气冷却腔，并在所述闪蒸气冷却腔的排放口连接管路后连通所述的冷凝水回收装置。