CN212179661U - 外循环汽包取热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外循环汽包取热系统，其特征在于，包括汽包及其压控模块、饱和水循环与加热模块及被取热模块；汽包及其压控模块包括汽包，汽包分别与汽包压力补偿减压阀、汽包压力控制调节阀、蒸汽高点放空管路连通；饱和水循环加热模块包括饱和水加热器，被取热模块与饱和水加热器、汽包连接。将汽包中的水泵入饱和水加热器，将水温加热到汽包内压力对应的饱和温度，饱和水再与被取热设备进行热交换，部分水汽化，将被取热设备内的热量带走，水汽混合物进入汽包。本实用新型利用水的换热效率高、汽化热大、汽化过程温度稳定等特点，提供了一种中低温、大功率、快速移热方案，实现热量自动转移、汽包系统液位、压力自动控制。

Description

外循环汽包取热系统

技术领域

本实用新型涉及一种外循环汽包取热系统，属于汽包取热系统技术领域。

背景技术

与传统加热方式相比，电炉加热不具备主动撤热功能，油浴加热利用导热油的显热、效率低，熔盐加热安全风险大、使用温度较高，而汽包取热利用水的汽化潜热移取热量，具有效率高、功率大、温度平稳、洁净环保、系统安全、可副产蒸汽等优点，是换热量大、恒温要求高的工况取热的最佳方案，尤其对于强放热的化学反应器的控温。不管对于工业生产装置，还是中小型实验装置，外循环汽包取热系统都具有广泛的应用价值。

传统加热方式中电炉加热是发热体，不具备主动撤热功能，油浴加热利用导热油的显热、效率低，熔盐加热安全风险大、使用温度较高，对于一些放热系统的温度平稳控制不具备优势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：传统电炉不具备主动撤热功能，油浴加热利用导热油的显热、效率低，熔盐加热安全风险大、使用温度较高等技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种外循环汽包取热系统，其特征在于，包括汽包及其压控模块、饱和水循环与加热模块及被取热模块；

所述汽包及其压控模块包括汽包，汽包顶部接有两路管路，一路管路分别与汽包压力补偿减压阀、汽包压力控制调节阀连通，另一路管路通过并联连接的汽包安全阀和阀门与蒸汽高点放空管路连通；汽包与补充水连通；

所述饱和水循环加热模块包括与汽包底部通过饱和水循环泵连通的饱和水加热器，饱和水加热器用于将水温调整到饱和温度；饱和水循环泵推动饱和水在被取热设备内快速流动，增加取热效率，由于设备和管路的热损失，需要通过饱和水加热器将水温调整到饱和温度，该温度自动控制。

所述被取热模块包括带有夹套的被取热设备，被取热设备的底部与饱和水加热器连接，顶部与汽包内部连接；饱和水在被取热设备内的流动方向根据被取热设备的结构确定。

饱和水循环泵将汽包中的水泵入饱和水加热器，将水温加热到汽包内压力对应的饱和温度，饱和水再与被取热设备进行热交换，部分水汽化，将被取热设备内的热量带走，水汽混合物进入汽包。

优选地，所述汽包外侧设有汽包液位计；汽包设有分别用于监测其内部温度、压力的汽包温度检测元件、汽包压力检测元件。

优选地，所述汽包压力控制调节阀的出口端连接蒸汽回收利用设备或蒸汽冷凝模块。如果汽包外排的蒸汽量大，具有可利用的经济价值，则蒸汽通过管道外排进行回收再利用，则补充水通过外部管道接入。

更优选地，所述蒸汽冷凝模块包括与汽包压力控制调节阀连接的蒸汽冷凝器，蒸汽冷凝器内的冷凝管路的进口端与冷却水连接，出口端设有冷却水流量调节阀。来自汽包的蒸汽经过汽包压力控制调节阀后进入蒸汽冷凝器与冷却水换热冷凝，热量被冷却水带走，冷却水流量由凝结水温度自动控制。

优选地，所述蒸汽冷凝模块收集的冷凝水通过自动补水模块通入汽包内。

进一步地，所述自动补水模块包括与蒸汽冷凝模块内冷凝水管路的出口端连接的储水桶，储水桶收集的冷凝水作为补充水，其通过补水泵与汽包顶部连通。补水泵根据汽包中水的液位自动调整其流量，将储水桶中的凝结水作为补充水，通过补水泵泵入汽包，控制汽包中水位平稳。

优选地，所述饱和水加热器与被取热设备之间的连接管路上设有饱和水温度检测元件。

优选地，所述被取热设备上设有用于监测被取热设备内温度的温度检测元件和用于监测夹套内饱和水温度的夹套内饱和水温度检测元件。两个温度检测元件可以选择多点热偶，同时检测不同高度的温度。

优选地，所述蒸汽冷凝器内的蒸汽管路设有用于监测内部冷结水温度的冷结水温度检测元件。

优选地，当所述汽包内压力低于设定值时，汽包压力补偿减压阀开启补入补偿气体；当汽包内压力高于设定值时，汽包压力控制调节阀开启排放汽包中的蒸汽；汽包出现超压异常情况，汽包安全阀开启；紧急情况下阀门开启。

本实用新型利用水的换热效率高、汽化热大、汽化过程温度稳定等特点，提供了一种中低温、大功率、快速移热方案，实现热量自动转移、汽包系统液位、压力自动控制，特别适用于100～300℃的中小型强放热固定床反应器的控温。

附图说明

图1为本实用新型提供的外循环汽包取热系统的模块连接图；

图2为本实用新型提供的外循环汽包取热系统的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1、2所示，为本实用新型提供的一种外循环汽包取热系统，其包括汽包及其压控模块1、饱和水循环与加热模块2、被取热模块3、蒸汽冷凝模块4及自动补水模块5。

所述汽包及其压控模块1包括汽包1-1，汽包1-1顶部接有两路管路，一路管路分别与汽包压力补偿减压阀1-6、汽包压力控制调节阀1-5连通，另一路管路通过并联连接的汽包安全阀1-7和阀门1-8与蒸汽高点放空管路并联连接；汽包1-1与补充水管路1-9连通；汽包1-1外侧设有汽包液位计1-2；汽包1-1设有分别用于监测其内部温度、压力的汽包温度检测元件1-3、汽包压力检测元件1-4。汽包压力控制调节阀1-5的出口端连接蒸汽冷凝模块4。如果汽包外排的蒸汽量大，具有可利用的经济价值，则蒸汽通过管道外排进行回收再利用，则补充水通过外部管道接入。

所述饱和水循环加热模块2包括与汽包1-1底部通过饱和水循环泵2-1连通的饱和水加热器2-2，饱和水加热器2-2用于将水温调整到饱和温度；饱和水加热器2-2与被取热设备3-1之间的连接管路上设有饱和水温度检测元件2-3。饱和水循环泵2-1推动饱和水在被取热设备3-1内快速流动，提高取热效率，由于设备和管路的热损失，需要通过饱和水加热器2-2将水温调整到饱和温度，该温度自动控制。

所述被取热模块3包括带有夹套的被取热设备3-1，被取热设备3-1的底部与饱和水加热器2-2连接，顶部与汽包1-1内部连接；被取热设备3-1上设有用于监测被取热设备3-1内温度的温度检测元件3-2和用于监测夹套内饱和水温度的夹套内饱和水温度检测元件3-3。两个温度检测元件可以选择多点热偶，同时检测不同高度的温度。饱和水在被取热设备3-1内的流动方向根据被取热设备3-1的结构确定。

所述蒸汽冷凝模块4包括与汽包压力控制调节阀1-5连接的蒸汽冷凝器4-1，蒸汽冷凝器4-1的冷却介质通过冷却水上水管4-3连接，并通过冷却水回水管4-4排出，冷却水回水管4-4上设有冷却水流量调节阀4-5；蒸汽冷凝器4-1的凝结水出口处设有凝结水温度检测元件4-2，其与冷却水流量调节阀4-5组成自动温度调节系统。

所述蒸汽冷凝模块4收集的冷凝水通过自动补水模块5通入汽包1-1内。所述自动补水模块5包括与蒸汽冷凝模块4内冷凝水管路的出口端连接的储水桶5-1，储水桶5-1收集的冷凝水作为补充水，其通过补水泵5-2与汽包1-1顶部连通，当汽包液位计1-2检测到液位低时通过自动控制系统自动启动补水泵5-2，液位达到设定值后自动关停补水泵。

饱和水循环泵2-1将汽包1-1中的水泵入饱和水加热器2-2，将水温加热到汽包1-1内压力对应的饱和温度，饱和水再与被取热设备3-1进行热交换，部分水汽化，将被取热设备3-1内的热量带走，水汽混合物进入汽包1-1。当汽包1-1内压力低于设定值时，汽包压力补偿减压阀1-6自动开启补入补偿气体；当汽包1-1内压力高于设定值时，汽包压力控制调节阀1-5自动开启排放汽包1-1中的蒸汽；汽包1-1出现超压异常情况，汽包安全阀1-7自动开启；紧急情况下阀门1-8手动开启。来自汽包1-1的蒸汽经过汽包压力控制调节阀1-5后进入蒸汽冷凝器4-1与冷却水换热冷凝，热量被冷却水带走，冷却水流量由凝结水温度自动控制。补水泵5-2根据汽包1-1中水的液位自动调整其流量，将储水桶5-1中的凝结水作为补充水，通过补水泵5-2泵入汽包1-1，控制汽包1-1中水位平稳。

Claims (10)

1.一种外循环汽包取热系统，其特征在于，包括汽包及其压控模块(1)、饱和水循环与加热模块(2)及被取热模块(3)；

所述汽包及其压控模块(1)包括汽包(1-1)，汽包(1-1)顶部接有两路管路，一路管路分别与汽包压力补偿减压阀(1-6)、汽包压力控制调节阀(1-5)连通，另一路管路通过并联连接的汽包安全阀(1-7)和阀门(1-8)与蒸汽高点放空管路连通；汽包(1-1)与补充水连通；

所述饱和水循环与加热模块(2)包括与汽包(1-1)底部通过饱和水循环泵(2-1)连通的饱和水加热器(2-2)，饱和水加热器(2-2)用于将水温调整到饱和温度；

所述被取热模块(3)包括带有夹套的被取热设备(3-1)，被取热设备(3-1)的底部与饱和水加热器(2-2)连接，顶部与汽包(1-1)内部连接；

饱和水循环泵(2-1)将汽包(1-1)中的水泵入饱和水加热器(2-2)，将水温加热到汽包(1-1)内压力对应的饱和温度，饱和水再与被取热设备(3-1)进行热交换，部分水汽化，将被取热设备(3-1)内的热量带走，水汽混合物进入汽包(1-1)。

2.如权利要求1所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述汽包(1-1)外侧设有汽包液位计(1-2)；汽包(1-1)设有分别用于监测其内部温度、压力的汽包温度检测元件(1-3)、汽包压力检测元件(1-4)。

3.如权利要求1所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述汽包压力控制调节阀(1-5)的出口端连接蒸汽回收利用设备或蒸汽冷凝模块(4)。

4.如权利要求3所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述蒸汽冷凝模块(4)包括与汽包压力控制调节阀(1-5)连接的蒸汽冷凝器(4-1)，蒸汽冷凝器(4-1)内的冷凝管路的进口端与冷却水连接。

5.如权利要求3或4所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述蒸汽冷凝模块(4)收集的冷凝水通过自动补水模块(5)通入汽包(1-1)内。

6.如权利要求5所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述自动补水模块(5)包括与蒸汽冷凝模块(4)内冷凝水管路的出口端连接的储水桶(5-1)，储水桶(5-1)收集的冷凝水作为补充水，其通过补水泵(5-2)与汽包(1-1)顶部连通。

7.如权利要求1所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述饱和水加热器(2-2)与被取热设备(3-1)之间的连接管路上设有饱和水温度检测元件(2-3)。

8.如权利要求1所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述被取热设备(3-1)上设有用于监测被取热设备(3-1)内温度的温度检测元件(3-2)和用于监测夹套内饱和水温度的夹套内饱和水温度检测元件(3-3)。

9.如权利要求4所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，所述蒸汽冷凝器(4-1)的凝结水出口处设有凝结水温度检测元件(4-2)。

10.如权利要求1所述的外循环汽包取热系统，其特征在于，当所述汽包(1-1)内压力低于设定值时，汽包压力补偿减压阀(1-6)开启补入补偿气体；当汽包(1-1)内压力高于设定值时，汽包压力控制调节阀(1-5)开启排放汽包(1-1)中的蒸汽；汽包(1-1)出现超压异常情况，汽包安全阀(1-7)开启；紧急情况下阀门(1-8)开启。

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