CN2438920Y

CN2438920Y - 全封闭式蒸汽凝结水回收设备

Info

Publication number: CN2438920Y
Application number: CN 00254254
Authority: CN
Inventors: 韩晓蕾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2010-09-20

Abstract

一种全封闭式蒸汽凝结水回收设备,其设有一密闭的集水罐,在集水罐侧壁设有进水管与出水管,该出水管与水泵连接,在集水罐下半部内设置有冷却盘管束,在集水罐侧壁上设置有一低压室,盘管束的上端与低压室连接,盘管束的下端与一设有节流孔的联管连接,低压室上部连接一喷管,水泵的出口连接一连接管,该连接管伸进低压室内,在该连接管的上端设置有一喷头,该喷头对准其上部的喷管。本实用新型的优点是可防止水泵汽蚀、低位布置、节热节水。

Description

全封闭式蒸汽凝结水回收设备

本实用新型涉及一种全封闭式蒸汽凝结水回收设备，尤其一种依靠泵前使凝结水降温获得过冷度以防止水泵汽蚀，而又与外界绝热且无需输入冷却水等冷却介质的全封闭式蒸汽凝结水回收设备。

目前，已有的全封闭式蒸汽凝结水回收设备，由于其热能回收率高，能保证凝结水水质，现已被广泛应用。在全封闭式蒸汽凝结水回收系统中，凝结水从用热设备至凝结水回收设备水泵入口的流程范围内均处于饱合状态，这样，如何解决水泵汽蚀难题就成为全封闭式蒸汽凝结水回收设备的关键技术和主要技术特征。

保证水泵不发生汽蚀的条件是装置的有效汽蚀余量(以Δhe表示)大于水泵的必需汽蚀余量(以Δhr表示)，

即：Δhe＞Δhr 式(1)

其中：Δhr是表示水泵本身汽蚀性能的固定参数，对于一定的水泵，Δhr是一个固定值。

Δhe就是吸入液面上的压力头PO/γ在克服吸入管段中的流动损失∑hs，并把液体提高hg后，所剩余的超过汽化压力的能量，即：

Δhe=PO/γ-Pv/γ-hg-Σhs 式(2)

由此可推知保证水泵不发生汽蚀的条件可用下述关系式表示：

PO/γ-Pv/γ-hg-hs＞Δhr 式(3)

对于现有技术的封闭式凝结水回收装置，水泵入口凝结水无过冷度，PO等于凝结水温度所对应的饱合压力Pb。

即：Pv=Pb=PO 式(4)

将式(4)代入式(3)得到水泵防汽蚀条件：

-hg-Σhs＞Δhr 式(5)

或：-hg＞Δhr+Σhs 式(6)

公知的封闭式凝结水回收水箱将凝结水箱高架，水泵置于水箱下方，并使凝结水箱中凝结水液面高于水泵6米～7米，即：使hg保持-6米～-7米以上的数值，从而满足式(6)的防汽蚀条件，这种方法虽原理简单，但必须将水箱高架，安装、维修及空间布置极不方便，且基建投资高(见图5)；

《中国能源》(国内统一刊号：CN11-2902/TK)2000年第四期《“北凝技术”在化工系统的应用》一文公开了一种名为“凝结水回收器”的凝结水回收设备，按其文章所述，这种设备的防汽蚀性能来源于三部分：

一、水泵入口管路形状的特定设计；

但水泵入口管路形状的任何改变只能影响水泵进口前管路损失∑hs，但因∑hs恒大于零，即便在最理想状态下，设∑hs=0，由式(6)，若要获得可靠的有效汽蚀余量，必须满足：-hg＞Δhr，由此可知仍需依赖凝结水液面与水泵的高度差来满足水泵防汽蚀条件，这方面较传统高置凝结水箱没有明显改进，何况任何实际系统管道阻力总是存在的；

二、靠罐内二次汽压力对水面施压，给水泵提供一个正压水头防止水泵汽蚀；

通过前面的理论分析已明确，对于该文所述的封闭式凝结水回收设备，在绝热条件下，因Pv=Pb=PO，无论二次汽压力高低，恒有PO/γ-Pv/γ=0，即对于该文所述的绝热的封闭式凝结水回收设备，Δhe与液面二次汽压力无关，因此靠二次汽压力防汽蚀是不成立的；

三、依靠文章所述的被其命名为“汽蚀消除装置”的结构，防止低液位时出现降水漏斗，从而防止水泵汽蚀；

但水泵有效汽蚀余量尚未妥善满足，即使消除了降水漏斗也无法保证水泵不发生汽蚀。

可见这种设备不但无法从根本上解决封闭式凝结水回收设备水泵防汽蚀难题，还因水泵入口管段形状设计成漏斗形，给加工制造带来不便，对于使用者而言付出了大量无效投资。

本实用新型的目的是提供一种可靠防止水泵汽蚀、可低位布置、节热节水的全封闭式蒸汽凝结水回收设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下结构：

一种全封闭式蒸汽凝结水回收设备，有水箱、水泵，其特征在于：设有一密闭的集水罐，用于收集凝结水，在集水罐上侧壁设有进水管，在集水罐底端侧壁设有出水管，该出水管与水泵连接，在集水罐下半部内设置有冷却盘管束，该冷却盘管束由多组小直径薄壁金属管制成，在盘管束一侧的集水罐侧壁上设置有一低压室，该低压室为一空腔，盘管束的上端与低压室连接，盘管束的下端与一联管连接，在该联管上设有节流孔，在低压室的上部连接有一喷管，在水泵的出口处连接有一连接管，该连接管伸进低压室内，在该连接管的上端设置有一喷头，该喷头对准其上部的喷管。

凝结水回收器工作时，经水泵增压的凝结水进入喷管，并在喷管中形成高速射流，其引射作用使低压室中获得一个比凝结水温度所对应的饱合压力低的压力，由于低压室与盘管束相连，盘管束及其联管同样维持一个低压力，在集水罐内部凝结水饱合压力与盘管束内部压力差的作用下，罐内一部分凝结水经联管上的节流孔进入盘管束，由于节流作用，降压降温，使盘管束维持低温状态。外界饱合凝结水进入集水罐，形成上部二次汽，下部凝结水的汽水两相状态。汽空间压力等于上部凝结水温度所对应的饱合压力。饱合凝结水在进入水泵前被盘管束冷却，获得一个过冷度，防止水泵发生汽蚀。

本实用新型的优点是：通过使饱合凝结水在泵前过冷防止水泵汽蚀，可获得可靠的有效汽蚀余量；无需通过加大液面与水泵之间高度差，设备紧凑，空间布置方便；且虽在泵前使凝结水降温过冷，但无需从外界输入冷水等冷媒，设备整体对外绝热，使封闭式凝结水回收设备现有技术中节热节水的优点得以全面保持。

下面结合附图作进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中B-B的剖视示意图；

图3是图1中A向放大局部示意图；

图4是本实用新型工作过程示意图；

图5是现有技术闭式凝结水回收水箱示意图。

图5中将水箱16高架，使液面15与水泵17保持一定的高度差，从而满足式6要求，达到防止水泵汽蚀的目的。

参见图1、图2：设有一密闭的集水罐2，用于收集凝结水，在集水罐2上侧壁设有进水管1，在集水罐2底端侧壁设有出水管5，该出水管5与水泵6连接，在集水罐2下半部内设置有冷却盘管束3，该冷却盘管束3由多组小直径薄壁金属管制成，在盘管束3一侧的集水罐侧壁上设置有一低压室7，该低压室7为一空腔，盘管束3的上端与低压室7连接，盘管束3的下端与一联管4连接，在该联管4上设有节流孔9(见图3所示)，在低压室7的上部连接有一喷管8，在水泵6的出口处连接有一连接管18，该连接管18伸进低压室7内，在该连接管18的上端设置有一喷头19，该喷头19对准其上部的喷管8。

图4中本实用新型的凝结水回收器工作时，高温凝结水延Ⅰ向进入，在集水罐2内顶部是二次汽形成的汽空间10，其下是饱合凝结水层11，随着凝结水的不断输出，饱合凝结水层11的饱合凝结水依次向下流动，流经盘管束3被冷却，形成有过冷度的凝结水13，有一定过冷度的凝结水13进入水泵6，保证水泵正常工作的有效汽蚀余量；凝结水经水泵增压进入喷管8，在其中形成高速射流，依靠其引射作用使低压室7中获得一个比凝结水温度所对应的饱合压力低的压力，由于低压室与盘管束相连，盘管束及其联管同样维持一个低压力，在集水罐内部压力与盘管束内部压力差的作用下，罐内一部分凝结水经联管4上的节流孔9进入联管，由于节流作用，降压降温，形成低温两相流体12，低温流体12流经盘管束3，吸收热量，使盘管束维持低温状态，进入低压室7，在喷管8中与射流14卷吸混合，形成输出流体，沿Ⅱ方向输出设备。

本实用新型的防汽蚀原理是通过在泵前对饱合凝结水降温，使其获得一定的过冷度，Pv<Pb=P0，则(P0/γ-Pv/γ)>0令δP=P0-Pv，则Δhe=(-hg-∑hs)+δP/γ。由上述分析可见，本实用新型的防汽蚀装置通过在泵前使饱合水过冷，使有效汽蚀余量增加了δP/γ，且虽然泵前水局部过冷，必然有一个传热过程，但设备总体并不向外界散热，也无需从外界输入冷水降温，即这一过冷度的获得并不以损失热能或水资源为代价。

Claims

1一种全封闭式蒸汽凝结水回收设备，有水箱、水泵，其特征在于：设有一密闭的集水罐，在集水罐上侧壁设有进水管，在集水罐底端侧壁设有出水管，该出水管与水泵连接，在集水罐下半部内设置有冷却盘管束，该冷却盘管束由多组小直径薄壁金属管制成，在盘管束一侧的集水罐侧壁上设置有一低压室，该低压室为一空腔，盘管束的上端与低压室连接，盘管束的下端与一联管连接，在该联管上设有节流孔，在低压室的上部连接有一喷管，在水泵的出口处连接有一连接管，该连接管伸进低压室内，在该连接管的上端设置有一喷头，该喷头对准其上部的喷管。