CN2141551Y

CN2141551Y - 高效节能汽水—水水两级热交换装置

Info

Publication number: CN2141551Y
Application number: CN 92244057
Authority: CN
Inventors: 胡庆彦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1993-09-01
Anticipated expiration: 2002-12-10

Abstract

一种高效节能汽水—水水两级热交换装置，其中一级汽水直接热交换器是由一个密封罐体构成，罐体内分别设有布汽板、喷水管、排水管和虹吸管。蒸汽进入罐内，与循环水泵压入喷水管喷出的细水柱直接热交换呈准饱和水，经虹吸管进入二级板式换热器与二次介质间接换热，多余凝水经排水管排至软水箱供锅炉再用。本装置占地小、无噪音、传热效率高、运行费用低，主要用在以蒸汽为热源的水暖供热、工业用热水及大中型浴室等场合。

Description

本实用新型属于热交换装置，具体涉及一种采用汽水直接热交换和水水间接热交换的两级热交换装置。

以蒸汽作为加热介质，有三种换热方式，即：汽水间接热交换、汽水直接热交换、汽水－水水两级热交换。采用汽水间接热交换，是利用蒸汽潜热把二次介质加热，蒸汽换热后凝成同温度的饱和水，经疏水器排出。饱和水中含热量占蒸汽总热量的20％左右，采用普通方式无法回收，造成二次闪蒸和能量损失。而汽水直接热交换是将高品质的一次热介质与较低品质的二次介质直接混合，溢出的凝结水不能回收，造成软化水浪费，运行费用增大。

由于存在以上一些问题，国家热能动力学委员会的锅炉房设计规范第4·2·3条规定：当换热系统加热介质为蒸汽时，换热系统应为汽水换热器和水水换热器两级串联。水水换热器排出的凝结水温度不宜超过80℃，……。目前国内使用的两级换热机组均为面式换热器，且多为管式换热器的组合。其中，一级换热器为汽水间接热交换，蒸汽膜状凝结在壁面，流动速率低，导致传热系数低；二级换热器为水水间接热交换，若存在压力降，使进入二级换热器内饱和水闪蒸的话，传热系数亦降低，至使总的传热系数低，而且二次介质须分别通过一、二级换热器，增大了运行电耗，并且其占地大，维修困难。

本实用新型的目的是提供一种总传热系数高于普通两级换热器的高效节能汽水－水水两级热交换装置。

本实用新型的目的是通过一级汽水直接热交换器和二级水水间接换热器，以及将两级换热器结合在一起的循环水泵来实现。

一级汽水直接热交换器是由一个密封罐体构成，罐体上封头顶部焊接有进蒸汽短管，罐体内设置有喷水管、排水管和虹吸管。喷水管位于罐体中心，其上端口与位于罐体上部的布汽板焊接封死，下端穿过罐体下封头与循环水泵的压出端连接。排水管设置在喷水管内，其上端口与布汽板留有间距，下端从喷水管下部侧壁伸出至软化水箱。虹吸管贴罐内壁安装，其上端从罐体一侧水平穿出与二级换热器相接，下端位于罐体底部。

工作时，一级换热器采用水往汽里喷的无噪音汽水直接热交换，在一级换热器内保持正压运行，传热系数可高达22000W／m²·k。由于压差作用，与蒸汽热交换生成仅低于蒸汽饱和温度0.5－1℃的准饱和水进入二级换热器，与二次介质间接热交换。本装置采用的二级换热器是目前间接换热传热系数最高的不锈钢板式换热器，其换热系数可达7000W／m²·k。换热后低于80℃的水再进入一级换热器与蒸汽直接热交换。这样一次介质凝水保证纯净，多余部分凝水经排水管排至软水箱供锅炉再用。

本实用新型具有结构紧凑、无噪音、传热效率高等特点（一级传热系数可达22000W／m²·k，二级传热系数可达7000W／m²·k），其二次介质仅通过阻力较小的二级板式换热器。

采用循环泵把两种高效的换热器有机的结合起来，既满足了一级汽水换热器喷水压头的动力需要，又满足了一次介质在二级板式换热器内传热所要求流速的需要。使两级换热装置总传热系数大大高于普通两级换热器。为防止传热恶化，一级换热器始终应保持正压运行，由于循环泵在呈闭式循环设备中运行，仅需克服很小的阻力，所以要求泵功率很小。

蒸汽经过本装置，仅把全部潜热、部分显热高效地传给低温介质，排出纯净的蒸汽凝结水温低于80℃，可通过普通泵送入锅炉再用。本装置软化水耗量很少，大量地节约了处理软化水需要的盐耗、水耗、电耗等。总运行费用亦大大降低。本装置主要用在以蒸汽为热源的水暖供热、工业用热水及大中型浴室等场合，亦可用在冷凝汽化态物料、热能回收方面。

下面结合附图进一步详细描述本实用新型：

附图为本实用新型结构示意图。

如图所示，一级换热器外壳为具有上、下封头的圆柱形罐体1，该罐体垂直安装，其上封头顶部开口焊接进蒸汽短管3、罐体内装有喷水管2、排水管8和虹吸管7。喷水管2位于罐体中心，其上端装有布汽板4，喷水管2的上端口与布气板4焊接封死，位于喷水管外的布汽板环形面上均布有喷气孔。喷水管的下端经罐体下封头与循环泵5的压出端连接，其管壁与下封头处焊接。位于罐体内的喷水管管壁自上而下，由密渐疏加工有喷水孔，其孔径在1－1.5mm之间，小孔打至罐内水位以上，其截面积总和占喷水管横截面的50％左右。

当泵启动后将水压入喷水管2，水柱从喷水孔向圆周方向高速喷出，与从布汽板均匀朝下分布的蒸汽直接进行热交换，呈准饱和水后落入罐体下部。罐内保持正压运行，在压差作用下，准饱和水经虹吸管进入板式换热器6内，与二次介质间接换热。降温后的纯净凝水，再由循环泵压入喷水管内与蒸汽进行热交换，如此循环使用。为保持罐体内水位恒定，与进入蒸汽等量的凝水通过设置在喷水管中心的排水管排入软化水箱以供锅炉再用，该排水管与喷水管顶部的布汽板保持一定距离，其伸出端装有截止阀11。为保持换热器的高传热系数以及运行安全，在虹吸管的伸出端上装有排气阀9，罐体上侧装有排气阀9及压力表10。

Claims

1、一种高效节能汽水-水水两级热交换装置，包括一级汽水直接热交换器和二级水水间接换热器，本实用新型的特征是：它还包括有将两级换热器结合在一起的循环水泵，所述的一级汽水直接热交换器是由一个密封罐体构成，罐体上封头顶部焊接有进蒸汽短管，罐体内设置有喷水管、排水管和虹吸管；喷水管位于罐体中心，其上端口与位于罐体上部的布汽板焊接封死，下端穿过罐体下封头与循环水泵的压出端连接；排水管设置在喷水管内，其上端口与布汽板留有间距，下端从喷水管下部侧壁伸出至软化水箱；虹吸管贴罐内壁安装，其上端从罐体一侧水平穿出与二级换热器相接，下端位于罐体底部。

2、根据权利要求1所述的两级热交换装置，其特征是上述布气板的环形面上均布有喷气孔。

3、根据权利要求1所述的两级热交换装置，其特征是位于罐体内的喷水管管壁自上而下、由密渐疏加工有喷水孔。

4、根据权利要求1所述的两级热交换装置，其特征是上述虹吸管的伸出端上装有排气阀。

5、根据权利要求1所述的两级热交换装置，其特征是罐体上侧装有压力表及排气阀。