CN212747382U - 搅混稳压系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种搅混稳压系统，涉及管路输送技术领域，包括：低压罐，设置在所述低压罐内部的两相流释放管路、冷却盘管和冷却回水管路，其中，所述两相流释放管路靠近所述低压罐的底部，所述冷却盘管靠近所述低压罐的顶部；所述冷却回水管路设置在所述两相流释放管路的上方，并对称分布在所述两相流释放管路的两侧。本申请实施例提供的搅混稳压系统，可以有效的对两相混合流体进行冷却，避免系统产生超压喷放事故。

Description

搅混稳压系统

技术领域

本申请涉及管路输送技术领域，特别涉及一种搅混稳压系统。

背景技术

闪蒸是指高压的饱和液体或过冷液体进入低压的容器中后，由于压力的突然降低，使这些液体迅速产生蒸汽的现象，由于闪蒸后产生两相混合流体是极度不平衡的两相混合流动，容易产生不均匀的搅混，从而导致回水管道中汽相含量增大，对系统运行产生影响，如对管壁产生冲击、系统超压或汽相成分进入系统循环泵等。

相关技术中，主要采用凝汽器对两相混合流体进行冷却。凝汽器是一种表面式热交换器，其热源侧借助蒸汽凝结释放的热量加热循环水，而冷源侧通过换热管壁吸收热量。

在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：凝汽器在运行过程中容易损坏且会产生较多的废热，冷却效果不佳。

发明内容

本申请实施例提供了一种搅混稳压系统，可以有效的对两相混合流体进行冷却，避免系统产生超压喷放事故。具体技术方案如下：

本申请实施例提供一种搅混稳压系统，包括：低压罐，设置在所述低压罐内部的两相流释放管路、冷却盘管和冷却回水管路，其中，

所述两相流释放管路靠近所述低压罐的底部，所述冷却盘管靠近所述低压罐的顶部；

所述冷却回水管路设置在所述两相流释放管路的上方，并对称分布在所述两相流释放管路的两侧。

本申请实施例的一种实现方式中，所述低压罐的内部设置有多层所述冷却盘管，每层所述冷却盘管水平设置，不同层的所述冷却盘管所在的高度不同。

本申请实施例的一种实现方式中，所述两相流释放管路包括第一笛形管段；

所述第一笛形管段的管壁上开孔，所述第一笛形管段伸入所述低压罐内部的自由端的端部开孔。

本申请实施例的一种实现方式中，所述冷却回水管路包括第二笛形管段；

所述第二笛形管段的管壁上开孔，所述第二笛形管段伸入所述低压罐内部的自由端的端部封闭。

本申请实施例的一种实现方式中，所述两相流释放管路伸入所述低压罐内部的自由端的前端设置有第一隔水板；

所述第一隔水板竖直连接在所述低压罐的底部。

本申请实施例的一种实现方式中，所述第一隔水板的前端还设置有第二隔水板，所述第二隔水板与所述低压罐的内壁相接触。

本申请实施例的一种实现方式中，所述低压罐的长度方向与所述两相流释放管路的中心线平行；

所述低压罐的底部设置有第一支撑件，所述第一支撑件被配置为使所述低压罐脱离支撑面。

本申请实施例的一种实现方式中，所述低压罐的内部设置有第二支撑件，所述第二支撑件被配置为支撑所述两相流释放管路和冷却回水管路。

本申请实施例的一种实现方式中，所述低压罐的底部还设置有单向回流管路，所述单向回流管路与所述冷却回水管路相连。

本申请实施例的一种实现方式中，所述搅混稳压系统还包括：

设置在所述低压罐顶部的充气管路、排气管路、超压释放管路以及设置在所述低压罐底部的补水管路和排水管路。

本申请实施例的有益效果至少包括：

本申请实施例提供的搅混稳压系统，通过两相流释放管路将两相混合流体与低压罐中原有的单相流体进行交混，并通过冷却回水管路将冷却水喷淋至低压罐中，以对两相混合流体中的过热汽相进行快速冷却及搅混；同时，将冷却盘管设置在靠近低压罐顶部的位置，通过该冷却盘管带走汽相空间内多余的热量，避免壁面蒸汽超压。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种搅混稳压系统的原理示意图；

图2为本申请实施例提供的一种搅混稳压系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种搅混稳压系统的笛形管段的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种搅混稳压系统的冷却盘管的结构示意图。

附图标记分别表示：

1、低压罐；2、两相流释放管路；21、第一笛形管段；3、冷却盘管；4、冷却回水管路；41、第二笛形管段；5、第一隔水板；6、第二隔水板；7、第一支撑件；8、第二支撑件；9、单向回流管路；10、充气管路；11、排气管路；12、超压释放管路；13、补水管路；14、排水管路；15、第一悬吊件；16、第二悬吊件。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例提供的搅混稳压系统可主要应用于对汽液两相混合流体进行降温时在低压端的压力控制，其中汽相可指饱和蒸汽，而液相可指饱和水。当然该两相混合流体也可为其他种类的介质。由于两相混合流体由高压端进入大空间容器形成的低压端后会迅速产生一个压降，导致该两相混合流体中汽相含量迅速增大。同时，汽相和液相由于重力作用会迅速分离，从而对容器产生冲击，并且由于汽液两相分层，使得两相作用和相间能量传递减弱，携带较多热量的汽相迅速积累产生超压现象，搅混不充分还会使回水管道中汽相含量增大，导致系统性能降低。

因此，本申请实施例提供一种搅混稳压系统，以对进入低压端的混合流体进行冷却，降低汽相含量，使其可以充分搅混。如图1所示，该搅混稳压系统包括低压罐1，设置在低压罐1内部的两相流释放管路2、冷却盘管3和冷却回水管路4。其中，两相流释放管路2靠近低压罐1的底部，冷却盘管3靠近低压罐1的顶部。冷却回水管路4设置在两相流释放管路2的上方，并对称分布在两相流释放管路2的两侧。

本申请实施例提供的搅混稳压系统，通过两相流释放管路2将两相混合流体与低压罐1中原有的单相流体进行交混，并通过冷却回水管路4将冷却水喷淋至低压罐1中，以对两相混合流体中的过热汽相进行快速冷却及搅混；同时，将冷却盘管3设置在靠近低压罐1顶部的位置，通过该冷却盘管3带走汽相空间内多余的热量，避免壁面蒸汽超压。

本申请实施例中，如图3所示，两相流释放管路2可包括第一笛形管段21，该第一笛形管段21的一端(固定端)可与低压罐1相连，另一端(自由端)可伸入低压罐1的内部。固定端可伸出至该低压罐1的外侧，并可通过法兰与两相流来流管路(图中未示出)相连，该两相流来流管路用于提供汽液两相混合流体。可选的，该固定端可通过焊接与低压罐1相连，以实现低压罐1的密封。

该第一笛形管段21的管壁上可开孔，且该第一笛形管段21伸入低压罐1内部的自由端的端部也可开孔。两相混合流体通过管壁和端部的开口喷淋至低压罐1的内部，并于低压罐1中原有的单相流体进行交混。

第一笛形管段21的长度可不大于低压罐1轴向上的长度，且第一笛形管段21的直径可不小于两相流来流管路直径，以降低两相混合流体在该第一笛形管段21中的流速，并适于与该两相流来流管路相连。

如图2所示，该两相流释放管路2伸入低压罐1内部的自由端的前端可设置有第一隔水板5，该第一隔水板5竖直连接在低压罐1的底部。

可选的，该第一隔水板5可设置在两相流释放管路2的自由端和相邻的管路接口之间。图2中仅以该相邻的管口为单向回流管路9的管路接口为例示出。且该第一隔水板5的高度可不低于两相流释放管路2的高度，以使该第一隔水板5可以防止从两相流释放管路2的自由端喷出的两相混合流体直接冲击管路接口。

该第一隔水板5的前端还可设置有第二隔水板6，第二隔水板6与低压罐1的内壁相接触。该第二隔水板6可以防止两相混合流体对低压罐1的内壁造成冲击。

本申请实施例中，冷却回水管路4可包括第二笛形管段41，该第二笛形管段41的管壁上可开孔，该第二笛形管段41伸入低压罐1内部的自由端的端部可封闭。

可选的，该冷却回水管路4可以设置在低压罐1的中部或靠近低压罐1的顶部。该冷却回水管路4可设置在冷却盘管3的下方。

第二笛形管段41可设置为与第一笛形管段21的结构相似。具体地，第二笛形管段41的一端(固定端)可与低压罐1相连，另一端(自由端)可伸入低压罐1的内部。固定端可伸出至该低压罐1的外侧，并可通过法兰与冷却水系统的回流管路(图中未示出)相连，该冷却水系统用于为冷却回水管路4提供冷却水。可选的，该固定端可通过焊接与低压罐1相连，以实现低压罐1的密封。

第二笛形管段41的长度可不大于低压罐1轴向上的长度，且第二笛形管段41的直径可与冷却水系统的回流管路的直径相近。

本申请实施例中，如图1所示，低压罐1的底部还可设置有单向回流管路9，该单向回流管路9可与冷却回水管路4相连。单向回流管路9的数量可与冷却回水管路4的数量相同。示例性地，单向回流管路9可设置有2个。

具体地，冷却水系统可包括板式换热器(图中未示出)，单向回流管路9可与该板式换热器的热侧进水口相连，而冷却回水管路4可与该板式换热器的热侧出水口相连，从而可以通过该板式换热器来连接单向回流管路9和冷却回水管路4。同时，板式换热器冷侧的进水口和出水口则可与循环水系统相连，该循环水系统可用于稳定提供30℃左右的循环水。

即该冷却水系统可将低压罐1中的高温的单相流体进行冷却后，通过冷却回水管路4重新喷淋至低压罐1的内部，以进行快速降温。两相混合流体及冷却水分别通过第一笛形管段21和第二笛形管段41上的开孔喷入低压罐1内，可起到充分搅混的作用。

在实际应用中，第一笛形管段21和第二笛形管段41的管壁上的开孔数和孔径大小可主要参考面积比值k进行计算，k的取值一般在1.5～3.0之间：

其中，n为孔数，S_H为单个孔的流通面积，S_P为管道的流通面积。

示例性地，第一笛形管段21可沿轴向每隔125mm开一排孔，每排可具有沿圆周均匀分布的4个孔，单个孔的直径可为25mm，第一笛形管段21的管壁上可共具有64个孔。

第二笛形管段41的管壁上可共开有15排孔，单个孔的直径可为12.5mm，每根第二笛形管段41可共具有30个孔。

本申请实施例中，如图4所示，冷却盘管3可包括多个彼此相连的U型管。其中，每个U型管之间可为一体成型或通过法兰连接，方便拆卸。冷却盘管3中相距最远的两端可分别伸出至低压罐1的外侧，并与循环水系统相连。

可选的，低压罐1的内部可设置有多层冷却盘管3，每层冷却盘管3可水平设置，不同层的冷却盘管3所在的高度不同。不同层的冷却盘管3之间可相互连接，以连接至同一个进水口和出水口。或者每层冷却盘管3之间可相互独立，从而每层冷却盘管3可分别具有一个进水口和出水口。

实际应用中，冷却盘管3可为直径25mm的不锈钢管。冷却盘管3与低压罐1之间可通过焊接密封。

本申请实施例中，如图2所示，低压罐1的长度方向可与两相流释放管路2的中心线平行。即低压罐1的长度方向与两相混合流体的喷射方向相同，以减轻两相混合流体对内壁的冲击。

由于两相流释放管路2和冷却回水管路4伸入低压罐1内部的距离较长，从而低压罐1的内部可设置有第二支撑件8，第二支撑件8被配置为支撑两相流释放管路2和冷却回水管路4。

可选的，该第二支撑件8可设置为两个或多个，且该第二支撑件8的底端可与低压罐1的底部相连。

对应的，该低压罐1的内部还可设置有第三支撑件(图中未示出)，该第三支撑件可被配置为支撑冷却盘管3。该第三支撑件可与低压罐1的顶部相连。

本申请实施例中，如图1和2所示，该搅混稳压系统还可包括：设置在低压罐1顶部的充气管路10、排气管路11、超压释放管路12以及设置在低压罐1底部的补水管路13和排水管路14。

其中，充气管路10可与氮气稳压源相连，而排气管路11可直接与大气相连。补水管路13可与外部水源相连，而排水管路14可与设置在该搅混稳压系统之外的地漏相连。超压释放管段超压释放管路12可与大气直接相通，当低压罐1的压力超过管道上的安全阀额定压力时产生超压释放。

如图2所示，低压罐1的底部还可设置有第一支撑件7，第一支撑件7可被配置为使低压罐1脱离支撑面，从而可以方便的将单向回流管路9、补水管路13和排水管路14设置在低压罐1的底部。

该低压罐1的内部还可设置有温度传感器、压力传感器以及液位计，以对低压罐1内部的系统参数进行监控，该系统参数包括温度、压力和水位等。

该搅混稳压系统还包括中央控制器，以及设置在充气管路10、排气管路11、补水管路13和排水管路14上的控制阀。该中央控制器和多个控制阀之间信号连接。中央控制器可以根据系统参数变化情况决定相应系统的调节方式，从而可以保持低压罐1内部的压力和水位维持保持稳定。

比如在液位计检测到低压罐1内部的水位低于预设水位时，中央控制器可控制补水管路13上的控制阀打开，以补充低压罐1内的单相流体。而当液位计检测到低压罐1内部的水位达到预设水位时，中央控制器可控制补水管路13上的控制阀关闭。

本申请实施例中，低压罐1还可设置有靠近其轴向一端的第一悬吊件15，和靠近顶部位置的第二悬吊件16，以方便进行罐体的移动和悬吊。

本申请实施例提供的搅混稳压系统，通过两相流释放管路2将两相混合流体与低压罐1中原有的单相流体进行交混，并通过冷却回水管路4将冷却水喷淋至低压罐1中，以对两相混合流体中的过热汽相进行快速冷却及搅混；同时，将冷却盘管3设置在靠近低压罐1顶部的位置，通过该冷却盘管3带走汽相空间内多余的热量，避免壁面蒸汽超压。

在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种搅混稳压系统，其特征在于，包括：低压罐(1)，设置在所述低压罐(1)内部的两相流释放管路(2)、冷却盘管(3)和冷却回水管路(4)，其中，

所述两相流释放管路(2)靠近所述低压罐(1)的底部，所述冷却盘管(3)靠近所述低压罐(1)的顶部；

所述冷却回水管路(4)设置在所述两相流释放管路(2)的上方，并对称分布在所述两相流释放管路(2)的两侧。

2.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述低压罐(1)的内部设置有多层所述冷却盘管(3)，每层所述冷却盘管(3)水平设置，不同层的所述冷却盘管(3)所在的高度不同。

3.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述两相流释放管路(2)包括第一笛形管段(21)；

所述第一笛形管段(21)的管壁上开孔，所述第一笛形管段(21)伸入所述低压罐(1)内部的自由端的端部开孔。

4.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述冷却回水管路(4)包括第二笛形管段(41)；

所述第二笛形管段(41)的管壁上开孔，所述第二笛形管段(41)伸入所述低压罐(1)内部的自由端的端部封闭。

5.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述两相流释放管路(2)伸入所述低压罐(1)内部的自由端的前端设置有第一隔水板(5)；

所述第一隔水板(5)竖直连接在所述低压罐(1)的底部。

6.根据权利要求5所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述第一隔水板(5)的前端还设置有第二隔水板(6)，所述第二隔水板(6)与所述低压罐(1)的内壁相接触。

7.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述低压罐(1)的长度方向与所述两相流释放管路(2)的中心线平行；

所述低压罐(1)的底部设置有第一支撑件(7)，所述第一支撑件(7)被配置为使所述低压罐(1)脱离支撑面。

8.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述低压罐(1)的内部设置有第二支撑件(8)，所述第二支撑件(8)被配置为支撑所述两相流释放管路(2)和冷却回水管路(4)。

9.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述低压罐(1)的底部还设置有单向回流管路(9)，所述单向回流管路(9)与所述冷却回水管路(4)相连。

10.根据权利要求1所述的搅混稳压系统，其特征在于，所述搅混稳压系统还包括：

设置在所述低压罐(1)顶部的充气管路(10)、排气管路(11)、超压释放管路(12)以及设置在所述低压罐(1)底部的补水管路(13)和排水管路(14)。

Images