CN206431473U - 一种能控制工质流量的蒸发器 - Google Patents

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王焕
王焕一
季锡明
王晓亮
张培育
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Abstract

本实用新型涉及一种能控制工质流量的蒸发器，包括密封的蒸发器壳体、螺旋管形换热管、压力传感器、流量传感器、温度传感器、液位计、PLC控制器、第一变频器、第二变频器、计算机和显示器。本实用新型通过传感器获取液位、温度、压力和流量信号，并通过PLC控制器输出信号控制变频器，进而控制工质泵和熔盐泵的流量，以维持蒸发器温度、压力和液位稳定。本实用新型采用设有环形叶片铜螺旋管形换热管，导热性好换热面积大，换热效率得到提高。本实用新型的传感器测得的液位值、温度值、压力值和流量值可通过计算机显示到显示器上。

Description

一种能控制工质流量的蒸发器
技术领域
本实用新型涉及太阳能技术领域，特别是一种能控制工质流量的蒸发器。
背景技术
太阳能热发电技术已有几十年的历史，形式也多种多样，太阳光能储热工质把热能储存起来，然后再利用储热工质与氟利昂工质的换热产生蒸汽推动汽轮机发电是其中一种。白天利用太阳光热将290℃的低温熔盐加热到565℃的高温熔盐，部分再与氟利昂工质进行换热产生过热蒸汽推动汽轮机发电，另外部分熔盐用储热罐存储起来，白天太阳能辐射不好的时候或晚上，将储热罐中的熔盐与氟利昂工质进行换热产生过热蒸汽推动汽轮机发电，实现发电功率稳定输出。熔盐储热发电的蒸汽发生系统借鉴了火力发电系统的锅炉形式，在蒸发段利用蒸发器，熔盐走管程，氟利昂工质在壳程汽化，并利用蒸发器顶部产生氟利昂蒸汽，用来给发电装置发电。弊端是由于蒸发器是密封的，看不到内部氟利昂的液位位置，蒸发器的流量也不可控。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够控制工质流量的蒸发器，它能监测工质的温度、流量、压力及液位。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种能控制工质流量的蒸发器，包括密封的蒸发器壳体、螺旋管形换热管、PLC控制器、第一变频器和第二变频器；
所述螺旋管形换热管的入口和出口分别设置在所述蒸发器壳体的左侧外壁上，且与蒸发器壳体的左侧外壁密封连接；入口经熔盐泵与热盐罐相连通，出口与冷盐罐相连通；
在所述蒸发器壳体的右侧设有液位计，所述液位计的上端口和下端口分别通过蒸发器壳体的上延伸管和下延伸管与蒸发器壳体相连通，所述液位计上设有液位传送器；
在所述蒸发器壳体的顶端设有工质出口，在工质出口的管路上分别设有压力传感器、流量传感器和温度传感器，在工质出口的管路末端设有出口调节阀；
在所述蒸发器壳体的底端设有工质入口，在工质入口的管路上设有工质泵；
所述压力传感器、流量传感器、温度传感器和液位传送器的输出端分别接所述PLC控制器的相应端口；所述第一变频器和第二变频器的控制输入端分别接所述PLC控制器相应的控制输出端；所述第一变频器的控制输出端接工质泵的相应控制输入端，所述第二变频器的控 制输出端接熔盐泵的相应控制输入端。
上述蒸发器，所述螺旋管形换热管的外壁设有环形叶片。
上述蒸发器，所述环形叶片的外边缘到螺旋管形换热管外壁的距离为4～6mm；所述环形叶片间的间距为9～11mm。
上述蒸发器，所述螺旋管形换热管为铜换热管。
上述蒸发器，所述液位计为磁性翻板液位计。
上述蒸发器，还包括计算机和显示器；所述显示器经计算机接PLC控制器相应端口。
本实用新型在蒸发器上安装有液位传感器，工质出口的管路上分别安装压力传感器、流量传感器和温度传感器，各传感器将液位、温度、压力和流量信号发送给PLC控制器，PLC控制器输出信号控制变频器，进而控制工质泵和熔盐泵的流量，以维持蒸发器温度、压力和液位稳定；蒸发器加负荷，蒸发器出口调节阀开大，此时蒸汽流量增加，蒸发器温度、压力下降，氟利昂液位下降，传感器将测量信号反馈给PLC控制器，PLC控制器通过变频器控制工质泵和熔盐泵提高负荷，增加氟利昂和熔盐打量以维持液位、温度稳定，以保证产气量增加；本实用新型采用设有环形叶片铜螺旋管形换热管，导热性好换热面积大，换热效率得到提高；本实用新型的传感器测得的液位值、温度值、压力值和流量值可通过计算机显示到显示器上。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为A部局部放大图；
图3为PLC控制电路原理框图。
图中各标号分别表示为：1、蒸发器壳体，1-1、上延伸管，1-2、下延伸管，1-3、工质出口，1-4、工质入口，2、螺旋管形换热管，2-1、入口，2-2、出口，2-3、环形叶片，3、温度传感器，6、液位计，10、热盐罐，11、冷盐罐，12、熔盐泵，13、工质泵，14、出口调节阀。
具体实施方式
下面结合附图1-3和实施例对本实用新型做详细说明。
本实施例包括密封的蒸发器壳体1、螺旋管形换热管2、PLC控制器、第一变频器和第二变频器；所述螺旋管形换热管2的入口2-1和出口2-2分别设置在所述蒸发器壳体1的左侧外壁上，且与蒸发器壳体1的左侧外壁密封连接；入口2-1经熔盐泵12与热盐罐10相连通，出口2-2与冷盐罐11相连通；在所述蒸发器壳体1的右侧设有液位计6，所述液位计6的上端口和下端口分别通过蒸发器壳体1的上延伸管1-1和下延伸管1-2与蒸发器壳体1相连通，所述液位计6上设有液位传送器；在所述蒸发器壳体1的顶端设有工质出口1-3，在工质出口1-3的管路上分别设有压力传感器、流量传感器和温度传感器，在工质出口1-3的管路末端设有出口 调节阀14；在所述蒸发器壳体1的底端设有工质入口1-4，在工质入口1-4的管路上设有工质泵13；所述压力传感器5、流量传感器4、温度传感器3和液位传送器7的输出端分别接所述PLC控制器的相应端口；所述第一变频器和第二变频器的控制输入端分别接所述PLC控制器相应的控制输出端；所述第一变频器的控制输出端接工质泵13的相应控制输入端，所述第二变频器的控制输出端接熔盐泵12的相应控制输入端。
所述螺旋管形换热管2的外壁设有环形叶片2-3。
所述环形叶片2-3的外边缘到螺旋管形换热管2外壁的距离为4～6mm；所述环形叶片2-3间的间距为9～11mm。
本实用新型的蒸发器还包括计算机和显示器；所述显示器经计算机接PLC控制器相应端口。
在正常生产中，壳程使用的介质为氟利昂(R123)工质，管程使用的介质为热熔盐。工质流量由工质泵控制，热熔盐流量由热盐泵控制，两泵均为由变频器控制。变频器输出的电源频率，改变工质泵或热盐泵转速，从而使工质泵或热盐泵根据求自动调节供给量。
本实用新型较普通换热器进行了改进，提高了换热效率。管程为DN32铜管，总长度如果为25m，普通铜管换热面积2.5m2，新型铜管外增加宽5mm的环形叶片间隔10mm布置，共2500片，总面积约0.5m2，总换热面积变为增加到3m2，换热效率提高20％。
本实用新型的蒸发器上安装有液位传感器，工质出口的管路上分别安装压力传感器、流量传感器和温度传感器，各传感器将液位、温度、压力和流量信号发送给PLC控制器，PLC控制器输出信号控制变频器，进而控制工质泵和熔盐泵的流量，以维持蒸发器温度、压力和液位稳定；蒸发器加负荷，蒸发器出口调节阀开大，此时蒸汽流量增加，蒸发器温度、压力下降，氟利昂液位下降，传感器将测量信号反馈给PLC控制器，PLC控制器通过变频器控制工质泵和熔盐泵提高负荷，增加氟利昂和熔盐打量以维持液位、温度稳定，以保证产气量增加。
本实用新型采用设有环形叶片铜螺旋管形换热管，导热性好换热面积大，换热效率得到提高；本实用新型的传感器测得的液位值、温度值、压力值和流量值可通过计算机显示到显示器上。

Claims (6)

1.一种能控制工质流量的蒸发器，其特征在于：包括密封的蒸发器壳体(1)、螺旋管形换热管(2)、PLC控制器、第一变频器和第二变频器；
所述螺旋管形换热管(2)的入口(2-1)和出口(2-2)分别设置在所述蒸发器壳体(1)的左侧外壁上，且与蒸发器壳体(1)的左侧外壁密封连接；入口(2-1)经熔盐泵(12)与热盐罐(10)相连通，出口(2-2)与冷盐罐(11)相连通；
在所述蒸发器壳体(1)的右侧设有液位计(6)，所述液位计(6)的上端口和下端口分别通过蒸发器壳体(1)的上延伸管(1-1)和下延伸管(1-2)与蒸发器壳体(1)相连通，所述液位计(6)上设有液位传送器(7)；
在所述蒸发器壳体(1)的顶端设有工质出口(1-3)，在工质出口(1-3)的管路上分别设有压力传感器(5)、流量传感器(4)和温度传感器(3)，在工质出口(1-3)的管路末端设有出口调节阀(14)；
在所述蒸发器壳体(1)的底端设有工质入口(1-4)，在工质入口(1-4)的管路上设有工质泵(13)；
所述压力传感器(5)、流量传感器(4)、温度传感器(3)和液位传送器(7)的输出端分别接所述PLC控制器的相应端口；所述第一变频器和第二变频器的控制输入端分别接所述PLC控制器相应的控制输出端；所述第一变频器的控制输出端接工质泵(13)的相应控制输入端，所述第二变频器的控制输出端接熔盐泵(12)的相应控制输入端。
2.根据权利要求1所述的一种能控制工质流量的蒸发器，其特征在于：所述螺旋管形换热管(2)的外壁设有环形叶片(2-3)。
3.根据权利要求2所述的一种能控制工质流量的蒸发器，其特征在于：所述环形叶片(2-3)的外边缘到螺旋管形换热管(2)外壁的距离为4～6mm；所述环形叶片(2-3)间的间距为9～11mm。
4.根据权利要求3所述的一种能控制工质流量的蒸发器，其特征在于：所述螺旋管形换热管(2)为铜换热管。
5.根据权利要求4所述的一种能控制工质流量的蒸发器，其特征在于：所述液位计(6)为磁性翻板液位计。
6.根据权利要求5所述的一种能控制工质流量的蒸发器，其特征在于：还包括计算机和显示器；所述显示器经计算机接PLC控制器相应端口。
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CN111248477A (zh) * 2020-03-09 2020-06-09 红云红河烟草(集团)有限责任公司 一种新型蒸汽干燥装置
CN112786223A (zh) * 2021-01-14 2021-05-11 中广核研究院有限公司 流量稳定装置、余热排出系统及流量稳定方法
CN115808094A (zh) * 2021-09-14 2023-03-17 国家电投集团电站运营技术 (北京)有限公司 辐射管加热系统

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