CN208936130U - 恒温蒸汽蓄热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种恒温蒸汽蓄热器，包括蓄热器罐体，所述蓄热器罐体外壁上包覆有蓄热材料层，于所述蓄热材料层中设有用于加热蓄热材料的加热机构。本实用新型提供的恒温蒸汽蓄热器，通过在蓄热器罐体外围设置蓄热材料层，可以保证外供蒸汽温度基本保持稳定，波动小，蒸汽过热度高，有利于蒸汽的输送和使用，因而扩大了蒸汽蓄热器的使用范围。而且，蓄热器充放热过程中，可以保证蓄热器罐体金属壁温度基本恒定，有效地降低蓄热器罐体的温度应力疲劳，延长蓄热器罐体的使用寿命，且能提高蓄热器罐体的安全系数。

Description

恒温蒸汽蓄热器

技术领域

本实用新型属于蒸汽利用技术领域，具体涉及一种恒温蒸汽蓄热器。

背景技术

蒸汽蓄热器是一种用于存储蒸汽的容器，它利用水的相变来存储和释放蒸汽。蒸汽蓄热器一般用于平衡产汽或用汽设备的蒸汽流量波动，当用汽设备负荷减小，锅炉生产的多余蒸汽储存于蓄热器内；当用汽设备负荷增大超过锅炉供汽量时，蓄热器进行放热，补充锅炉供汽不足，满足设备用汽。

蒸汽蓄热器是变压变温蓄热器：蓄热器充热时，容器内部的水和蒸汽的温度会升高；蓄热器放热时，蓄热器器内部的水和蒸汽的温度会降低；蓄热器金属壁的温度也会随着蓄热器充热放热周期性升高和降低，这样带来的两个问题，一是蓄热器内部闪蒸产生的蒸汽是饱和蒸汽，并且整个放热过程中温度变化可达50℃，二是蓄热器金属壁温度会周期性变化，蓄热器属于压力容器，这种周期性的温度变化会导致金属疲劳，而使蓄热器寿命降低。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种恒温蒸汽蓄热器，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种恒温蒸汽蓄热器，包括蓄热器罐体，所述蓄热器罐体外壁上包覆有蓄热材料层，于所述蓄热材料层中设有用于加热蓄热材料的加热机构。

作为实施例之一，所述加热机构包括至少一组电加热构件。

作为实施例之一，所述电加热构件为电热丝、电热管或电热片。

作为实施例之一，各所述电加热构件均环绕所述蓄热器罐体设置。

作为实施例之一，所述蓄热材料层外包覆有外壳。

作为实施例之一，所述外壳外包覆有保温层，且于所述保温层外包覆有保护层。

作为实施例之一，所述蓄热材料层为固体蓄热材料层或相变蓄热材料层。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的恒温蒸汽蓄热器，通过在蓄热器罐体外围设置蓄热材料层，可以保证外供蒸汽温度基本保持稳定，波动小，蒸汽过热度高，有利于蒸汽的输送和使用，因而扩大了蒸汽蓄热器的使用范围。而且，蓄热器充放热过程中，可以保证蓄热器罐体金属壁温度基本恒定，有效地降低蓄热器罐体的温度应力疲劳，延长蓄热器罐体的使用寿命，且能提高蓄热器罐体的安全系数。

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，下面描述中的附图仅仅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它的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的恒温蒸汽蓄热器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的蓄热器的结构示意图；

图3为图2沿A-A的剖视图；

图4为图3中I部分的结构放大图；

图5为本实用新型实施例二提供的蒸汽充入管的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二提供的蒸汽充热装置的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1，本实用新型实施例提供一种恒温蒸汽蓄热器，包括蓄热器罐体1，所述蓄热器罐体1外壁上包覆有蓄热材料层12，于所述蓄热材料层12中设有用于加热蓄热材料的加热机构。上述的蓄热器罐体1属于压力容器，罐腔用于存储汽水混合区，用于蒸汽充热和放热，可以理解地，该蓄热器罐体1内设有充热装置、汽水分离装置等常见结构，蓄热器罐体1的金属壁上设有蒸汽进出口、排污口、水位计、压力表接口、进水口、安全阀接口等常见接管口，具体安装结构是本领域常规技术，此处不作赘述。

使用过程中，蒸汽对蓄热器罐体1内的水进行充热时，外围包覆的蓄热材料也同时吸收热量并存储；充热完成，当蓄热器罐体1内的水开始放热时，蓄热材料释放自身存储的热量加热蓄热器罐体1内的汽水混合物，提高外供蒸汽的过热度。同时，还可通过上述加热机构工作，加热蓄热材料，使蓄热材料保持恒定温度，这样蓄热器罐体1外供的蒸汽温度也会保持较高的过热度，蒸汽质量比较稳定。

本实施例提供的恒温蒸汽蓄热器，通过在蓄热器罐体1外围设置蓄热材料层12，可以保证外供蒸汽温度基本保持稳定，波动小，蒸汽过热度高，有利于蒸汽的输送和使用，因而扩大了蒸汽蓄热器的使用范围。而且，蓄热器充放热过程中，可以保证蓄热器罐体1金属壁温度基本恒定，有效地降低蓄热器罐体1的温度应力疲劳，延长蓄热器罐体1的使用寿命，且能提高蓄热器罐体1的安全系数。

接续上述恒温蒸汽蓄热器的结构，所述加热机构包括至少一组电加热构件13，各电加热构件13优选为均匀分布在蓄热材料层12中，以提高蓄热材料层12内温度分布的均匀性，进而提高外供蒸汽温度稳定性及蓄热器罐体1温度恒定性。上述电加热构件13可采用电热丝、电热管或电热片等常规的电加热器件，可由市面购得；易于理解地，各电加热构件13的供电线路可与蒸汽利用系统的中控系统电性连接，通过该中控系统自动控制上述各电加热构件13的工作，其中的电性连接关系及自动控制过程是常规的电路结构及常规的自动控制方式，无需另外编程，是本领域技术人员根据现有技术易于设计和实现的；当然，也可通过操作人员人工控制上述加热机构的开关来控制各电加热构件13是否工作，这种手动控制开关的设计也是现有技术，为常规电路，此处不作详述。进一步优选地，对于上述电热丝、电热管或电热片等结构的电加热构件13，优选为设置各电加热构件13均环绕所述蓄热器罐体1设置，保证加热均匀性。

进一步地，如图1，所述蓄热材料层12外包覆有外壳14，该外壳14用于固定蓄热材料。上述蓄热材料层12可采用普通的固体蓄热材料(如蓄热砖等)，也可采用相变蓄热材料(如熔盐、石蜡等)。

进一步地，如图1，所述外壳14外包覆有保温层15，且于所述保温层15外包覆有保护层16。保温层15用于隔热保温，防止蓄热材料的热量向周围环境散失，保护层16的作用在于防止雨水侵入保温材料，提高保温材料的使用时间。

实施例二

如图2和图3，本实用新型实施例提供一种蒸汽充热装置3，可用于上述实施例一所提供的恒温蒸汽蓄热器中，该蒸汽充热装置3包括蒸汽充入管31和导流罩32，所述蒸汽充入管31两端封闭且于其管体上开设有多个喷射孔311，所述导流罩32罩设于所述蒸汽充入管31外，于所述导流罩32上开设有与其罩腔导通的射流通道和引流通道，至少部分所述喷射孔311的喷射方向朝向所述射流通道，也即喷射孔311是正对射流通道开设的，优选为全部的喷射孔311均与射流通道正对。其中，上述蒸汽充入管31通过支架11安设于蓄热器罐体1中，蒸汽充入管31与蓄热器罐体1上设置的进汽管2连通，该进汽管2优选为与蒸汽充入管31的中部连接。

本实施例提供的蒸汽充热装置3，通过在蒸汽充入管31外罩设导流罩32，且设置喷射孔311的喷射方向朝向导流罩32上的射流通道，由喷射孔311高速(本实施例中，蒸汽喷射速度可达50m/s)喷射的蒸汽可带动导流罩32罩腔内的水剧烈流动，且与周围的水充分混合换热，将蒸汽充入管31附近的水加热，同时蒸汽会快速凝结与被加热的水一起形成汽水混合物，由于被加热的汽水混合物的密度较周围的水密度要小，这些汽水混合物可在蒸汽的喷射动力下从射流通道中喷射而出并上升至水面，同时，在罩腔内形成相对负压空间，罩腔内其它部分的水会填充低压空间，导流罩32外的水从引流通道进入导流罩32内继续填充低压空间，从而能快速地将蓄热器内的水全部加热升温到所需参数，达到蒸汽蓄热的目的。上述蒸汽充热装置3结构简单，工作可靠，易于加工制作且安装方便，充热效果好，充热效率较高。

优选地，如图5，各所述喷射孔311在所述蒸汽充入管31上呈至少一列的形式排布，且各喷射孔列的排列方向均与所述蒸汽充入管31的轴向平行，采用该结构，便于在蓄热器罐体1内形成较稳定的水流循环方向，保证对蓄热器内的水的加热升温效果。上述的射流通道可以是对应设置的多个射流孔；本实施例中，优选为是槽型结构，即所述射流通道包括开设于所述导流罩32上的至少一个射流槽，所述射流槽与喷射孔列的数量相同且一一对应配置，槽型结构可以保证足够的过流空间，保证上述的水流循环效果。

上述的喷射孔311的直径可根据具体充热压力参数确定，本实施例中，喷射孔311的直径优选为在Φ5～Φ10mm范围内，每列喷射孔列中，相邻两喷射孔311之间的间距优选为在30～120mm范围内，可获得较好的充热效果。

进一步优化上述蒸汽充热装置3的结构，如图4和图6，所述喷射孔列为两列，且相对于所述蒸汽充入管31的竖向对称平面对称布置，从而可在蒸汽充入管31两侧分别形成水流循环，提高蒸汽充热效率及效果，且保证蓄热器罐体1内的温度场均匀性。进一步优选地，如图4和图6，两列所述喷射孔列均形成于所述蒸汽充入管31的上部，沿斜向上的方向喷射，一方面，从射流通道喷射出的汽水混合物可快速地上升至水面，而罩外水流可在自重作用下自动向下补充，另一方面，便于维护人员观察喷射孔311状况以及对喷射孔311进行维护，避免喷射孔311堵塞等。进一步优选地，各所述喷射孔311的喷射方向与竖直平面之间的夹角均在25°～45°范围内，也即每一喷射孔列的各喷射孔311轴线位于同一轴线平面内，该轴线平面与竖直平面之间的夹角在25°～45°范围内，所获得的充热效果及效率尤佳，本实施例中，该夹角为35°。

进一步优化上述蒸汽充热装置3的结构，如图4和图6，所述射流槽的靠近所述蒸汽充入管31的一侧沿对应喷射孔311的喷射方向呈渐缩状，也即该射流槽的靠近蒸汽充入管31的一端向远离蒸汽充入管31的一侧渐缩，有利于汽水混合物的增压提速，从射流通道喷射出的汽水混合物可快速地上升至水面，也更利于在罩腔内所形成负压效果，且蒸汽与导流罩32罩腔内的水的换热效果更好。在另外的实施例中，如图4和图6，所述导流罩32的底部自下而上呈渐缩状，且底端开口构成所述引流通道，该导流罩32的侧边具有一向蒸汽充入管31侧折弯的转折部，从而导流罩32的每一侧边与蒸汽充入管31之间构成一文丘里结构，该转折部与相邻的蒸汽充入管31管壁之间即为喉口，该转折部优选为与蒸汽充入管31的左/右端相邻，基于该结构，便于在喉口上方的导流罩32罩腔内形成负压，使喉口下方的水自动填充进入喉口上方的导流罩32罩腔内与蒸汽换热，而且，在文丘里效应下，进入喉口上方的导流罩32罩腔内的水与蒸汽的混合换热效果更佳。

对于上述的导流罩32，其优选为包括一块上导流板321和两块侧导流板322，三者端部可通过连接板连接在一起，上导流板321位于蒸汽充入管31正上方，两侧导流板322分列于蒸汽充入管31左右两侧。如图4和图6，上导流板321和侧导流板322可相应地弯折处理，以便于形成上述的渐缩结构，具体此处不作详述。可通过两端的两块连接板固定在蒸汽充入管31上，实现导流罩32与蒸汽充入管31形成为一体式结构；其中，上述的蒸汽充入管31、各导流板及连接板均优选为钢构件，连接板与蒸汽充入管31之间采用焊接方式装配在一起；采用钢构件，方便在蓄热器内固定，不易发生振动和脱落。上述的蒸汽充入管31两端可通过堵板313封堵，实现其两端封闭的目的。

另外，如图4和图6，所述蒸汽充入管31的底部开设有多个排污孔312，用于排污，避免污物堵塞喷射孔311。本实施例中，排污孔312的直径为Φ5～Φ15mm；排污孔312的数量为1～3个，优选为沿蒸汽充入管31的轴向依次间隔排列。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种恒温蒸汽蓄热器，包括蓄热器罐体，其特征在于：所述蓄热器罐体外壁上包覆有蓄热材料层，于所述蓄热材料层中设有用于加热蓄热材料的加热机构。

2.如权利要求1所述的恒温蒸汽蓄热器，其特征在于：所述加热机构包括至少一组电加热构件。

3.如权利要求2所述的恒温蒸汽蓄热器，其特征在于：所述电加热构件为电热丝、电热管或电热片。

4.如权利要求3所述的恒温蒸汽蓄热器，其特征在于：各所述电加热构件均环绕所述蓄热器罐体设置。

5.如权利要求1所述的恒温蒸汽蓄热器，其特征在于：所述蓄热材料层外包覆有外壳。

6.如权利要求5所述的恒温蒸汽蓄热器，其特征在于：所述外壳外包覆有保温层，且于所述保温层外包覆有保护层。

7.如权利要求1所述的恒温蒸汽蓄热器，其特征在于：所述蓄热材料层为固体蓄热材料层或相变蓄热材料层。