CN213040548U - 减温器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减温器系统，该减温器系统包括位于管道中的喷管和位于管道外的定位装置，其中，所述喷管输送来自冷却流体源的冷却流体至管道内，且所述喷管包括至少两个且直径各不相同的喷雾口，所述定位装置上设有对应于各喷雾口的定位标记，并且，所述减温器系统还包括与各喷雾口适配的密封件，该密封件将该喷雾口朝向管道的出口封堵住。该减温器系统在工艺流程的各个阶段，都能够简单地完成对冷却介质喷射效果的微调，以满足不同的工况需求。

Description

减温器系统

技术领域

本实用新型属于蒸汽减温器技术领域，涉及一种减温器系统。

背景技术

减温器被应用在很多工艺流程和电力等行业中的蒸汽管线上，以将蒸汽的温度降低至期望的温度。插入式减温器是一种常用的类型，原理是向高温且快速流动的蒸汽喷射低温且高压的冷却水，喷射的水蒸发吸收潜热，从而降低蒸汽的温度。通过调整相应的控制变量，例如喷射的冷却水的体积流率和/或温度，能够控制所需要得到的蒸汽温度。

如图1所示，公布号为US4421069的美国专利公开了一种典型的插入式减温器，喷淋管呈圆柱形并且两端开口，喷淋管通过法兰17和18附接到蒸汽主管道12上，喷淋管一端为喷嘴16，喷嘴16被引导为沿着蒸汽主管道12的轴线轴向地喷射冷却水；喷淋管的另一端与流量控制阀相连(图示未标出)，用于控制输送的冷却水流量。在实际的工艺操作中，启动时，高温蒸汽的流量较小且呈缓慢增加的趋势，此时冷却水的流量也是从零缓慢增长至目标流量，达到额定工况后，蒸汽流量加大，相应地所需的冷却水流量也需要增大，因此，减温器需要适应不同工况下高温蒸汽流量的变化情况，可以实现较为准确且方便的调节。

在实际的工艺流程中，安装在蒸汽管道内部的喷嘴固定在喷淋管的一端，喷淋管又通过法兰固定在蒸汽主管道上，虽然有时通过流量阀门调节冷却水的流量，或者调节冷却水的压力和/或温度来优化喷嘴的喷雾效果，但是这些可调整的变量一定程度上都会受到喷嘴本身的结构的限制。虽然已有很多关于精确的电子控制调节方式的研究，但是在普通工艺流程的一般实践中，精密电子控制器件会导致施工费用大大增加，并不适合简单工况下的调节需求。因此，必须考虑一种集合型的减温器系统，使得在工艺流程的各个阶段，都能够简单地完成对冷却介质喷射效果的微调，以满足不同的工况需求。

实用新型内容

为了克服现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种减温器系统，在蒸汽流量有波动的情况下，也能方便地对冷却流体的喷射量进行微调(一般调节范围在冷却流体平均流量的0.1至1.2倍之间)，满足喷嘴处喷射的冷却流体的流量和压力的要求。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种用于冷却流动在管道中的蒸汽的减温器系统，该减温器系统包括位于管道中的喷管和位于管道外的定位装置，其中，所述喷管输送来自冷却流体源的冷却流体至管道内，且所述喷管包括至少两个且直径各不相同的喷雾口，所述定位装置上设有对应于各喷雾口的定位标记，并且，所述减温器系统还包括与各喷雾口适配的密封件，该密封件将该喷雾口朝向管道的出口封堵住。该喷管可以从该管道一侧的上部向下方垂直地插入。

进一步地，该减温器系统包括与管道连接的第一紧固件和与冷却流体源连接的第二紧固件。在优选例中，第一紧固件和/或第二紧固件为法兰。当然，也可以其它公知的管道连接部，例如对头焊接、承插焊接等。

进一步地，所述喷雾口位于通过所述管道的轴线的水平截面上，从而轴向地喷射冷却流体。

进一步地，所述喷雾口包括第一、第二和第三喷雾口，其直径范围在2mm至9mm。

进一步地，所述第一喷雾口直径为2mm至4mm，第二喷雾口直径为3mm至5mm，且第三喷雾口直径为4mm至6mm。

本领域技术人员所知悉的是，根据所需要的经喷雾口喷射出的冷却流体的流量和速度，利用密封件将不需要的喷雾口封堵，优先保留一个喷雾口作为喷射路径，这样就可以在需要微调冷却流体压力和流量时，简易方便地进行，而无需重新替换整个喷管。

进一步地，所述密封件与喷雾口为螺纹配合，较佳地，所述密封件为内六角紧定螺钉，且内六角紧定螺钉旋入喷雾口内。

进一步地，所述喷管具有圆筒形的中空内腔，且喷管的下底部为平的或半球的形态，其中各喷雾口从喷管的外壁延伸至喷管的中空内腔。

进一步地，所述喷管在其上端部与定位装置一体成形。

进一步地，该减温器系统还包括一冷却流体控制阀，使得冷却流体流通至所述喷管。

作为优选例地，所述第二喷雾口与第三喷雾口在周向方向上以同样的角度位于第一喷雾口的两侧，例如，各呈45度夹角。本领域技术人员知悉的是，可以采用多种方式来标记定位装置，以快速地确定所需要的喷雾口来喷射冷却流体。例如，可以以第一或第二法兰的各螺栓孔作为定位标记，来排布各喷雾口的分布。

作为优选例地，所述定位装置上各定位标记按照以下方式与各喷雾口一一对应：将某个喷雾口投影到第一紧固件所在平面上作为投影中心，在该平面的圆周方向上间隔相同角度(例如45°)确定其它喷雾孔的对应标记。这样可以帮助操作人员确定定位装置的旋转方向和位置。

进一步地，所述喷管在其上端部与定位装置一体成形。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：

1.在不更换喷管的前提下，该减温器系统可以实现一定范围内的冷却流体流量的微调，既可以在相对低压和低流速下操作，也可以微调至较高的高压和高流速下操作，使用很简单紧凑的设计增大了总的压力和流速范围。

2.在利用密封件堵住不需要工作的喷雾口时，借助定位装置上的定位标记，可以很快地将喷管放置于适当的位置。

附图说明

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及附图得到进一步的了解。

图1是现有技术中的典型的插入式减温器的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的减温器系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的喷雾口和密封件部分的结构示意图；

图4a是根据本实用新型的一个实施例的喷管和定位装置的主视剖视图；

图4b是沿图4a中B-B剖线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。然而，应当将本实用新型理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本实用新型的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

在以下具体实施例的说明中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的规定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

“固定地连接的”或“固定连接”或“非活动地连接的”被理解为指的是在两个或更多结构构件之间的连接不是构造成提供相对运动(超越了现有技术的螺栓节点板所提供的)。一个固定连接的实施例是焊接连结或螺栓连接，以及有些情况下的焊缝和螺栓连接。在某种程度上，螺栓孔公差可允许有限的运动，然而在高载荷下这可能发生或不发生，并且当然会被限制，因而最终类似焊接连接。因此，此处描述的焊接连结和螺栓连接(不带有长槽螺栓孔)应该被假设为固定连接。

如本文所用，术语“轴向”是指大体平行于部件或多个部件的旋转轴线、对称轴线或中心线的方向。例如，在具有中心线和相对的圆形端的圆柱体中，该“轴向”方向可以指在相对端部之间平行于中心线延伸的方向，也可以是沿着管内流体流动的方向。此外，如这里使用的术语“径向”可以指部件相对于从共享中心线、轴线或类似参考垂直地向外延伸的线的方向或关系。例如，两个同心且轴向重叠的圆柱形部件可以看作在这些部件的轴向重叠的部分上“径向”对齐，但是在这些部件的不轴向重叠的部件上不“径向”对齐。在某些情况下，即使这些部件中的一个或两个都可能不是圆柱形(或者以其它方式径向对称)，也可以将这些部件看作是“径向”对齐。此外，术语“轴向”和“径向”(及任何衍生词)可以包含与真实轴向和径向尺寸精确对齐之外的方向关系(例如，倾斜)，假定该关系在相应的名义轴向或径向方向上占据优势的话。

如本文所用，术语“周向”或“周向位置”可以限定为围绕本发明中所述的轴向/轴线的一个或多个的任何360度方位或位置。

如本文所用，术语“喷管”可将冷却流体引导至蒸汽中，借助喷雾口喷射出雾化的喷水云，径向地向蒸汽管道的中心喷射，周围形成雾化蒸汽和冷却流体的混合物。

除非清楚地指出相反的，这里限定的每个方面或实施方案可以与任何其他一个或多个方面或一个或多个实施方案组合。特别地，任何指出的作为优选的或有利的特征可以与任何其他指出的作为优选的或有利的特征组合。

下面结合附图2、图3、图4a和图4b详细说明本实用新型的具体实施例。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的减温器系统201的结构示意图。减温器系统包括位于蒸汽管道中的喷管202和位于蒸汽管道外的定位装置203。这个喷管202用来将冷却流体喷射到蒸汽中，喷管202包括三个直径各不相同的喷雾口204。喷雾口204布置在喷管202的靠近底部的位置并且与管道中的蒸汽连通。在一个实施例中，蒸汽是过热蒸汽并且冷却流体可以是液态水。在其它实施例中，蒸汽和冷却流体可以是其它合适流体。在其它实施例中，喷雾口可以多于3个。

以冷却水作为冷却流体为例，冷却水连接端205通过第二法兰206连接到定位装置203 上，冷却水从冷却水连接端205的入口流入，最终经喷管202流通至喷雾口204。喷管202在其上端部与定位装置203一体成形。减温器系统201通过第一法兰207与蒸汽流过的管道(图示未标出)连接。

如图3所示，喷管202具有中空内腔，呈圆筒形，三个喷雾口204从喷管的外壁延伸至该中空内腔。这些喷雾口204可以在围绕喷管202的周向方向上以相同角度的间隔均匀分布，例如，其中两个喷雾口可以围绕中心的喷雾口以45度角布置。

用适配的密封件301(图示标出两个)将喷雾口204朝向管道的出口封堵住。当蒸汽的流量或者温度有波动时，需要对冷却水的流量或压力进行微调，就可以用密封件封堵其它喷雾口，只允许冷却水从某个特定的喷雾口喷射到蒸汽中，使这部分冷却水快速蒸发。作为示例性地，用密封件堵住第二喷雾口和第三喷雾口，阻止冷却水从第二喷雾口和第三喷雾口喷出，使得冷却水只能通过第一喷雾口喷射进蒸汽管道中。

喷雾口的形状可以根据需要有多种选择，包括但不限于圆形、细长条形或钥匙孔形等。

蒸汽流动的管道限定一轴向中心线，喷管可以自上而下地插入到管道的轴线的水平截面上，较佳地可使得喷雾口的喷射方向与管道的轴向中心线重合。

流经管道的蒸汽典型地处于过热状态并且在进一步处理之前需要被冷却，冷却流体在冷却流体控制阀的入口端被加压。通过喷雾口将冷却流体喷射到蒸汽中使得冷却流体可以被雾化，并且冷却流体快速蒸发可以冷却蒸汽。

下面以三个喷雾口为例说明如何利用该减温器系统，无需改变其它部件尺寸，简单地实现对冷却水的压力或流量进行微调的过程。

图4a显示了减温器系统的正视图，图4b显示了沿图4a中的B-B剖线方向的视图。第一喷雾口和第三喷雾口可以分别位于第二喷雾口的两侧，第一喷雾口和第二喷雾口在周向方向上成45度角，第三喷雾口和第二喷雾口在周向方向上成45度角，这样第一喷雾口和第三喷雾口即成90度角。选用标准件“内六角紧定螺钉”作为密封件，根据工况条件下计算出的理论喷雾口孔径值，选用最接近的内六角紧定螺钉作为第二喷雾口的密封件，即M号直径大小，再按照标准件尺寸分别选择加一档(L号直径大小)和减一档(S号直径大小)的内六角紧定螺钉作为封堵第三喷雾口和第一喷雾口的密封件。相应地，这样确定的S、M、L号直径大小就可以用于指导喷管的加工制造。

由于喷管是插入并浸没在蒸汽中的，在抽出和插入喷管的过程中，为了方便操作人员安装更加到位，可以在第一法兰和第二法兰之间设置定位装置，该定位装置上标志定位标记与各个喷雾口一一对应。如图4b所示，以第一法兰的中心为圆心，与各喷雾口投影到第一法兰所在平面上的各投影中心进行连线，就可以在该连线延伸至第一法兰的边缘位置确定定位标记。在第一法兰所在平面的圆周方向上、在圆心的两侧分别间隔45°确定第一喷雾口和第三喷雾口的定位标记S和L，这样操作人员在安装密封件后，就能通过定位标记的指引，准确快速地将喷管插入到管道中。喷雾口喷射冷却水可形成适当的喷射角度，较窄的喷射角度可以更平行于管道的轴向方向喷射冷却流体，而较宽的喷射角度可以沿着蒸汽的流向更下游地喷射冷却水。在一些实施例中，取决于应用或按照规范，喷雾口可以设置适当的喷射角度，从而被设计成具有最优化的冷却效果。

冷却流体控制阀、第一法兰、第二法兰、定位装置、喷管和蒸汽管道中的每一个可优选地形成为分离的部件，并按顺序地组装在一起，可以用任何适当的方法组装，例如通过铸造、机加工或其它足以固定连接的方法。每一个部分可优选地由金属形成，例如钢或者不锈钢，其它适当的替换材料也可以根据本领域技术人员的需求进行更换。

根据本实用新型的减温器系统，在某些应用中可以帮助蒸汽管道中的过热蒸汽和/或其它流体的温度降低至期望的设定温度。然而，该减温器系统不限于本文所描述的用途，也可应用在其它的结构中。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。

Claims (10)

1.一种减温器系统，其特征在于，该减温器系统包括位于管道中的喷管和位于管道外的定位装置，其中，所述喷管输送来自冷却流体源的冷却流体至管道内，且所述喷管包括至少两个且直径各不相同的喷雾口，所述定位装置上设有对应于各喷雾口的定位标记，并且，所述减温器系统还包括与各喷雾口适配的密封件，该密封件将该喷雾口朝向管道的出口封堵住。

2.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，该减温器系统包括与管道连接的第一紧固件和与冷却流体源连接的第二紧固件。

3.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，所述喷雾口位于通过所述管道的轴线的水平截面上，从而轴向地喷射冷却流体。

4.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，所述喷雾口包括第一喷雾口、第二喷雾口和第三喷雾口，其直径范围在2mm至9mm。

5.如权利要求4所述的减温器系统，其特征在于，所述第一喷雾口直径为2mm至4mm，第二喷雾口直径为3mm至5mm，且第三喷雾口直径为4mm至6mm。

6.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，所述密封件与喷雾口为螺纹配合，所述密封件为内六角紧定螺钉，且内六角紧定螺钉旋入喷雾口内。

7.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，所述喷管具有圆筒形的中空内腔，且喷管的下底部为平的或半球的形态，其中各喷雾口从喷管的外壁延伸至喷管的中空内腔。

8.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，所述喷管在其上端部与定位装置一体成形。

9.如权利要求1所述的减温器系统，其特征在于，该减温器系统还包括一冷却流体控制阀，使得冷却流体流通至所述喷管。

10.如权利要求2所述的减温器系统，其特征在于，第一紧固件和/或第二紧固件为法兰。

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