CN219571885U - 釜式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种釜式蒸发器，包括管箱、管板、壳体，壳体包括偏心锥壳，壳体上设置有蒸汽出口和被加热给水进口，管箱上设置有加热蒸汽进口和疏水出口，壳体内设置有至少两级U形管束，管箱内设置有用于限制管侧加热蒸汽逐级流动的分程隔板，在管侧设置内置水箱，蒸发器还包括管侧和壳侧水位观测装置。通过多级U形管束的逐级加热，可提高能量的利用率和换热效率，并便于压力和温度的控制，还能节省系统投入成本。本蒸发器可集预加热、蒸发和汽水分离功能于一体，简化系统布置，降低系统控制难度，进而降低系统投资及运行成本。

Description

釜式蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种一体化设计的兼具预热、蒸发功能的蒸发器。

背景技术

蒸发器是核能供热系统中的重要设备，用于产生饱和蒸汽，集蒸发和汽水分离功能于一体。加热蒸汽走蒸发器管内，利用蒸汽冷凝产生的热量加热管外给水，使之沸腾产生饱和蒸汽。一般情况下，热侧出口温度为冷凝水饱和温度，且要高于管外蒸发侧饱和温度。核电供热系统中热侧采用的加热蒸汽为二回路产生的新蒸汽，是带有一定湿度的饱和蒸汽，经过过热器换热后进入蒸发器，湿度增加，焓值随之降低，故为满足换热要求，需要的加热蒸汽量增大。为了提高管侧加热蒸汽的利用率，要求降低管侧出口温度至饱和温度以下，最大温差可达60℃以上，且进一步出现管侧出口温度低于壳侧蒸发温度的情况，在换热过程中存在温度交叉，常规配置见图1流程示意图，需要配置二级蒸发器、疏水箱、一级蒸发器和前置预热器四台设备才能满足系统热力要求，二级蒸发器热侧采用蒸汽冷凝作为热源，一级蒸发器热侧冷凝水温度经过换热进一步降低为过冷水，两台蒸发器产生的蒸汽汇集进入过热器。

以上现有蒸发器是将两级蒸发分开设置，需要设置前置预热器及疏水箱，设备数量多，管道布置复杂，特别是壳侧蒸汽管线并列布置易出现两台设备压力不一致问题，给系统控制带来一定的挑战，不利于整个供热系统的安全稳定运行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有核能供热系统中蒸发部分系统部件较多，控制相对复杂的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：釜式蒸发器，包括管箱、管板、壳体，壳体包括偏心锥壳，壳体上设置有蒸汽出口和被加热给水进口，管箱上设置有加热蒸汽进口和疏水出口，所述壳体内设置有至少两级U形管束，相应的，于管箱内设置有用于限制管侧加热蒸汽逐级流动的分程隔板，在管侧设置内置水箱，蒸发器还包括管侧和壳侧水位观测装置。内置水箱应设计其最高水位低于最后一级U形管束的加热介质冷端出口，以保证于最后一级U形管束出来的冷凝水被及时排出管侧。通过多级U形管束的逐级加热，提高了能量的利用率和换热效率，并便于压力和温度的控制，还能节省系统投入成本。

根据核能供热系统中二回路蒸汽的温度，设计在所述壳体内布置有两级U形管束，通常即可满足使用要求，分别为一级蒸发管束和二级蒸发管束，所述管箱内设置有两块分程隔板，将管箱分隔为三个腔室，即：与加热蒸汽进口和二级蒸发管束入口分别连通的第一腔室，与二级蒸发管束出口和一级蒸发管束入口分别连通的第二腔室，与一级蒸发管束出口和疏水出口分别连通的第三腔室，其中，内置水箱位于第二腔室，在工作状态下将内置水箱的液位限制在第二腔室中二级蒸发管束出口之下、一级蒸发管束入口之上。即，壳侧被加热水体温度由底部向顶部温度逐渐上升，二级蒸发管束中，加热蒸汽与壳侧被加热给水换热后成为冷凝水，一级蒸发管束中，冷凝水进一步与壳侧被加热给水换热降低温度为过冷水。

优选地，至少在其中的一级蒸发管束上布置有一段预热段，从而可将预加热功能集成到釜式蒸发器中。预热段的结构可参考于2022年5月27日CN216619777U公告的“蒸汽发生器”。

所述壳体配置有壳侧水位控制装置用于将工作状态下壳体内的水位控制在浸没全部U形管束的位置，以提高蒸发效率。

所述壳体由筒节、偏心锥壳、筒身依次连接而成，所述的管板连接在筒节与管箱之间，被加热给水进口设置在筒节的底部，蒸汽出口设置在筒身的顶部，同时在壳体内留出足够的蒸汽容纳空间。

在壳体内，环绕蒸汽出口设置有汽水分离装置，以确保出口蒸汽满足一定的干度要求。

本实用新型的有益效果是：蒸发器可集预加热、蒸发和汽水分离功能于一体，一台设备兼具原系统四台设备功能，简化系统布置，降低系统控制难度，大大减少了设备数量及管道布置，降低材料及土建成本，进而降低了系统投资及运行成本。

附图说明

图1是现有核能供热系统中二回路蒸汽用于加热给水形成饱和蒸汽的蒸发系统的流程示意图。

图2是本实用新型的釜式蒸发器的结构示意图。

图3是本实用新型的釜式蒸发器的水位控制线示意图。

图中标记为：1-管箱，2—加热蒸汽进口，3—管板，4—筒节，5—偏心锥壳，6—筒身，7—蒸汽出口，8—汽水分离装置，9—二级蒸发管束，10—一级蒸发管束，11—被加热给水进口，12—疏水出口，13—分程隔板，14—管侧液位测量接口，15—壳侧液位测量接口，16-内置水箱，17-预热段，101-第一腔室，102-第二腔室，103-第三腔室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图2和图3所示，本实用新型的釜式蒸发器包括管箱1、管板3、壳体，壳体包括偏心锥壳5，壳体上设置有蒸汽出口7和被加热给水进口11，管箱1上设置有加热蒸汽进口2和疏水出口12，所述壳体内设置有至少两级U形管束，相应的，于管箱1内设置有用于限制管侧加热蒸汽逐级流动的分程隔板13，并在管侧设置内置水箱16及其水位观测装置，上述多级管束的换热布置达成了类似现有系统中分级换热的效果，但结构和控制更简化。

实施例：

如图2和图3所示，本实用新型的釜式蒸发器包括管箱1、管板3、壳体，管箱1上设有加热蒸汽进口2、疏水出口12、人孔、排气口等接管，壳体由筒节4、偏心锥壳5、筒身6依次连接而成，所述的管板3连接在筒节4与管箱1之间，在筒节4的底部设置被加热给水进口11，在筒身6的顶部设置蒸汽出口7，在壳体内，环绕蒸汽出口7设置有汽水分离装置8，壳体内布置有两级与管板3连接的U形管束，分别为一级蒸发管束10和二级蒸发管束9，在其中的一级蒸发管束10上布置有一段预热段17，所述管箱1内设置有两块分程隔板13，将管箱1分隔为三个相互隔绝的腔室，即：与加热蒸汽进口2和二级蒸发管束入口分别连通的第一腔室101，与二级蒸发管束出口和一级蒸发管束入口分别连通的第二腔室102，与一级蒸发管束出口和疏水出口12分别连通的第三腔室103，在管侧的第二腔室102中设置内置水箱16，其最高水位低于最后一级U形管束的加热介质冷端出口，在工作状态下将内置水箱的液位限制在第二腔室中二级蒸发管束9的出口之下、一级蒸发管束10的入口之上，壳体还配置有壳侧水位控制装置，用于将工作状态下壳体内的水位控制在浸没全部U形管束的位置。

通过管侧液位测量接口14和壳侧液位测量接口15装设液位测量仪表，以保证正常工作状态下的蒸发器管侧、壳侧的水位。

壳侧流程：介质通过被加热给水进口管11进入内部经一级蒸发管束10加热为饱和水，并产生一定量的饱和蒸汽，饱和水再经二级蒸发管束9加热生成大量饱和蒸汽，通过蒸汽出口7进入下一级设备。

管侧流程：加热蒸汽通过加热蒸汽进口2进入换热器管箱1，按分程隔板13的预定行程先进入二级蒸发管束9内，换热后变为冷凝疏水进入管箱的内置水箱16内，然后进入一级蒸发管束10内，换热后变为具有一定过冷度的疏水，疏水通过疏水出口12排出蒸发器管箱进入下一级设备。

上述蒸发器将预加热、蒸发和汽水分离功能集于一体，结构简化，控制更为简便，能节省投资和维护费用。

Claims (5)

1.釜式蒸发器，包括管箱（1）、管板（3）、壳体，壳体包括偏心锥壳（5），壳体上设置有蒸汽出口（7）和被加热给水进口（11），管箱（1）上设置有加热蒸汽进口（2）和疏水出口（12），其特征是：所述壳体内设置有两级U形管束，分别为一级蒸发管束（10）和二级蒸发管束（9），相应的，于管箱（1）内设置有用于限制管侧加热蒸汽逐级流动的两块分程隔板（13），将管箱（1）分隔为三个相互隔绝的腔室，即：与加热蒸汽进口（2）和二级蒸发管束入口分别连通的第一腔室（101），与二级蒸发管束出口和一级蒸发管束入口分别连通的第二腔室（102），与一级蒸发管束出口和疏水出口（12）分别连通的第三腔室（103），在管侧设置内置水箱（16），内置水箱（16）位于第二腔室（102），在工作状态下将内置水箱的液位限制在第二腔室中二级蒸发管束出口之下、一级蒸发管束入口之上，蒸发器还包括管侧和壳侧水位观测装置。

2.如权利要求1所述的釜式蒸发器，其特征是：至少在其中的一级蒸发管束（10）上布置有一段预热段（17）。

3.如权利要求1所述的釜式蒸发器，其特征是：所述壳体还配置有壳侧水位控制装置用于将工作状态下壳体内的水位控制在浸没全部U形管束的位置。

4.如权利要求1所述的釜式蒸发器，其特征是：所述壳体由筒节（4）、偏心锥壳（5）、筒身（6）依次连接而成，所述的管板（3）连接在筒节（4）与管箱（1）之间，被加热给水进口（11）设置在筒节（4）的底部，蒸汽出口（7）设置在筒身（6）的顶部。

5.如权利要求4所述的釜式蒸发器，其特征是：在壳体内，环绕蒸汽出口（7）设置有汽水分离装置（8）。