CN2636182Y - 旋流喷射减温器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的旋流喷射减温器，是由减温器本体、减温水喷管和过热蒸汽进口管组成。减温器本体是由纵向截面呈长圆形的扁圆壳体构成的旋流段、漏斗形壳体的加速段、圆柱形壳体的高速混合段和长喇叭形壳体的扩压段依次连接而成。蒸汽进口管位于旋流段壳体的圆弧面上，并与其圆弧面相切连接。减温水喷管由减温水管和喷嘴组成，减温水喷管的喷嘴端穿过减温器本体旋流段另一侧壳平面上开的孔，悬臂位于减温器本体内高速混合段的起始端，并由其后段的减温水管与减温器本体固定相连。本实用新型结构简单，噪声小，制造成本低，蒸汽流道和喷嘴设计独特，减温效果好，能耗低，使用寿命长，不仅可适应不同工况使用，还可露天安装，因而可省去减温站厂房建设的投资。
Description
一、技术领域
本实用新型属于减温器技术领域，具体涉及一种旋流喷射减温器。
二、背景技术
化工厂和炼油厂的生产过程中需要大量的不同压力和不同温度的蒸汽或饱和蒸汽，以减少换热设备的换热面积，且更重要的是还能防止物料过热，保证产品质量。但发电厂和锅炉房能提供的蒸汽压力和蒸汽温度品种有限，不能满足要求，这就需要进行减温减压，把发电厂和锅炉房提供的蒸汽调节到生产所需要的压力和温度。
发电厂汽轮机的旁路也需要对蒸汽进行减温减压，以保证在汽轮机停车时，还可以向用户提供一定数量的蒸汽。
另外，在冶金、电子、纺织、造纸等行业以及为城镇居民供热的热电厂也需要对蒸汽进行减温减压。
减温器就是用来调节蒸汽温度的重要装置。大多数减温器的工作原理是将冷却水与过热蒸汽直接接触进行热交换，使冷却水吸收热量并蒸发的同时，让蒸汽得到冷却，因此调节冷却水的流量和蒸发量，可以准确控制蒸汽温度。现有的减温器品种繁多，其性能、结构、安装难易程度、制造成本、使用可靠性等各不相同，但常用的主要有以下几种(吴定明，《中氮肥》，蒸汽雾化式减温器的特点及应用，2001，No.3)：①固定喷嘴式减温器。该减温器是结构最简单的一种，是由一段管道和同轴向安装的喷嘴构成。减温器内的蒸汽流速一般为25m/s，负荷调节比仅为2∶1～3∶1，减温水压力要求非常高，才能使水雾化，且喷嘴直径小，极易阻塞。②表面式减温器。该减温器是将过热蒸汽和减温水分别从减温器上部进入，经过填料层在填料表面接触进行热交换，然后与水生成的饱和蒸汽一起从减温器底部引出。这种减温器体积大，处理能力小。③夹套式文氏管喷水减温器。该减温器的减温水是从夹套壁上开的喷水孔一侧向管中喷出，导致管壁冷热不均，热应力集中，喉部常出现裂纹，乃至断裂，且蒸汽和减温水流道会产生热交变冲击、漏流等问题。
三、发明内容
本实用新型的目的是针对已有技术的不足而提供一种旋流喷射减温器。
本实用新型提供的旋流喷射减温器，包括减温器本体和减温水喷管，减温水喷管由减温水管和喷嘴组成，并轴向安装位于减温器本体中，其特征在于减温器本体是由旋流段、加速段、高速混合段和扩压段壳体依次连接而成，旋流段壳体为一纵向截面呈长圆形的扁圆壳体，在其一侧的壳平面上开有与加速段壳体匹配连接的圆孔，蒸汽进口管位于旋流段壳体的圆弧面上，并与其圆弧面相切连接；加速段壳体为一漏斗形壳体，并通过直径大的一端与旋流段壳体的圆孔相连；高速混合段壳体为一圆柱形壳体，其一端与加速段壳体直径小的一端匹配相连；扩压段壳体为一长喇叭形壳体，其直径小的一端与高速混合段壳体匹配相连；减温水喷管由喷嘴端穿过减温器本体旋流段另一侧壳平面上开的孔，悬臂位于减温器本体内高速混合段的起始端，并由其后段的减温水管与减温器本体固定相连。减温水喷管喷嘴的喷孔由里向外可依次分为加速段、过渡段和扩散雾化段，加速段内壁为漏斗形，过渡段内壁为圆柱形，扩散雾化段为喇叭形。
其中减温器本体旋流段另一侧壳平面上开的孔内还固连有一个支撑连接块，该连接块中部开有阶梯通孔，减温水喷管后段的减温水管上套连有一个中部有凸台的压盖，该压盖的凸台与支撑连接块中部的阶梯通孔的凹台匹配，并通过四周的连接件将其固连为一体，使减温水管的进水端位于减温器本体旋流段壳体外。
减温器本体高速混合段壳体的长径比为1.5～2.5∶1；扩压段壳体的喇叭开口度为6～10°；减温水喷管喷嘴的喷水速度控制为8～16m/s。
在蒸汽进口管的进口端、扩压段壳体的喇叭开口端、减温水管的进水端各有一个连接法兰。
当本实用新型安装在减温系统中使用时，高温过热蒸汽从偏心的蒸汽进口管进入减温器本体的旋流段即刻产生旋流，并在加速段加速后高速喷射，同时对位于高速混合段起始端的本身就雾化效果好的减温水喷嘴又形成巨大的抽吸引射作用，使减温水雾化更好。经减温水喷嘴雾化后的减温水在高速混合段与高速旋转的过热蒸汽剧烈碰撞、快速混合并迅速吸收热量汽化形成蒸汽，从扩压段送出。因过热蒸汽供给了水汽化所需的热能，本身被冷却，从而达到了减温的目的。由于减温器后段设计有这一扩压段，故还能回收大部分喉部即高速混合段蒸汽的动压头，减少蒸汽的压力损失。
为了使本实用新型的减温水雾化、汽化效果更好，还可以采取以下措施：
1、在位于减温器本体旋流段和加速段壳体内的减温水管中安放螺旋片。该螺旋片有两种，分别由矩形片向左或右旋扭曲180°构成，每个螺旋片一侧的矩形边均开有一个矩形缺口，利用矩形缺口将两种旋向扭曲的螺旋片互成90°交替组装而成。该螺旋片在减温水管中既可强化传热，使减温水预热升温，还犹如静态混合器，使减温水产生与过热蒸汽相反的旋流，雾化、汽化效果更佳。
2、在减温器本体加速段壳体内壁上再固连与旋流段旋向一致的增旋器，该增旋器由至少两个扇叶形螺旋片和环套构成，每个螺旋片根部均固连在环套上，而顶部则固定于对应部位的加速段壳体内壁上，并通过环套与减温水管滑动连接该增旋器不仅可加强旋流效果，还可对悬臂伸出的减温水管起支撑作用，避免过长时产生挠曲。
本实用新型与已有技术相比，具有以下优点：
1、由于本实用新型独特的蒸汽进口流道设计，使进入的过热蒸汽产生旋流并高速喷射，这不仅使喷嘴喷出的雾化水进一步雾化，而且还减少了减温水和减温蒸汽的压差，一般较被减温(减压后的)蒸汽高0.1Mpa就可以了，进而降低了能耗。
2、由于本实用新型整个蒸汽流道设计合理，不仅使过热蒸汽热交换减温效果好，还不会产生热应力集中和热交变冲击损坏减温器，使用寿命长。
3、由于本实用新型的减温器本体后段还设计有一扩压段，故还能回收大部分喉部即高速混合段蒸汽的动压头，减少蒸汽的压力损失。
4、由于本实用新型的喷嘴结构设计合理，使之在大或小的喷水量时，均能达到良好的雾化品质，可适应不同工况使用。
5、由于本实用新型可由减温器本体和减温水喷管基本构件组成，故结构简单，噪声小，制造成本低，一般不需维修。
6、由于本实用新型可露天安装，因而可省去减温站厂房建设的投资。
四、附图说明
图1为本实用新型纵向剖视结构示意图；
图2为本实用新型俯视结构示意图；
图3为图1中局部I的放大结构示意图；
图4为图1中局部II加有增旋器的放大结构示意图；
图5为本实用新型喷嘴的剖视结构示意图；
图6为本实用新型减温水管中安放螺旋片的剖视结构示意图；
图7为右旋螺旋片的主视结构示意图；
图8为左旋螺旋片的主视结构示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图给出实施例以对本实用新型作更详细的说明，有必要指出的是以下实施例不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本实用新型内容对本实用新型所作的一些非本质的改进仍属于本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1、2所示，本实施例是由减温器本体、过热蒸汽进口管6和减温水喷管组成。
减温器本体是由旋流段1、加速段2、高速混合段3和扩压段壳体4依次连接而成。旋流段壳体1为一纵向截面呈长圆形的扁圆壳，在其一侧的壳平面上开有与加速段壳体2匹配连接的圆孔，蒸汽进口管6位于旋流段壳体1的圆弧面上，并与其圆弧面相切连接，使其与旋流段壳体1共同形成了一个蜗壳状，当过热蒸汽进入就自然会产生旋流，而另一侧的壳平面上则开有与减温水喷管连接的连接孔。为了使减温水喷管连接更为牢固，在该连接孔内焊接有一个支撑连接块8，该连接块8中部开有阶梯通孔。加速段壳体2为一漏斗形壳体，并通过直径大的一端与旋流段壳体1的圆孔相连。高速混合段壳体3为一圆柱形壳体，壳体的长径比为1.5∶1，其一端与加速段壳体2直径小的一端匹配相连。扩压段壳体4为一长喇叭形壳体，开口度为6°，其直径小的一端与高速混合段壳体3匹配相连。
减温水喷管由减温水管9和喷嘴12组成，减温水管的后段上套连有一个中部有凸台的压盖10，该压盖10的凸台与旋流段壳体1上支撑连接块8中部阶梯通孔的凹台匹配，当减温水喷管由喷嘴端穿过减温器本体旋流段1另一侧壳平面上开的连接孔内的支撑连接块8，悬臂位于减温器本体内高速混合段(3)的起始端时，该压盖的凸台即扣压在支撑连接块的凹台中，并通过四周的连接件即螺栓13将其固连为一体，见图3，同时也使减温水管9的进水端位于减温器本体旋流段壳体1外。减温水喷管喷嘴12的喷孔由里向外可依次分为加速段、过渡段和扩散雾化段，加速段内壁为漏斗形，过渡段内壁为圆柱形，扩散雾化段为喇叭形，见图5。本实施例喷嘴的喷水速度控制为8m/s。
另外，在蒸汽进口管6的进口端、扩压段壳体4的喇叭开口端、减温水管9的进水端各有一个连接法兰5、7、11，以便与减温系统的其它部件相接。
实施例2
因本实施例减温器的基本形状、结构和连接关系与实施例1完全相同，故略去不述。所不同的是本实施例的高速混合段壳体3长径比为2.0∶1；扩压段壳体4的喇叭开口度为7°；减温水喷管喷嘴的喷水速度控制为10m/s。另外在位于减温器本体旋流段1和加速段壳体2内的减温水管9中安放有螺旋片14、15，见图6。该螺旋片14、15有两种，分别由矩形片向左或右旋扭曲180°构成，见图7、8，每个螺旋片一侧的矩形边均开有一个矩形缺口，利用矩形缺口将两种旋向扭曲的螺旋片互成90°交替组装而成。
实施例3
因本实施例减温器的基本形状、结构和连接关系也与实施例1完全相同，故也略去不述。所不同的是本实施例的高速混合段壳体长径比为1.5∶1；扩压段壳体的喇叭开口度为8°；减温水喷管喷嘴的喷水速度控制为11m/s。另外在减温器本体加速段壳体2内壁上还固连有与旋流段1旋向一致的增旋器，该增旋器由三个扇叶形螺旋片16和环套17构成，每个螺旋片16根部均固连在环套17上，而顶部则焊接固定于对应部位的加速段壳体2内壁上，并通过环套17与减温水管9滑动连接，见图4。
实施例4
本实施例减温器的基本形状、结构和连接关系与实施例2完全相同，故略去不述。所不同的是本实施例的高速混合段壳体3长径比为2.5∶1；扩压段壳体4的喇叭开口度为10°；减温水喷管喷嘴的喷水速度控制为16m/s。另外在减温器本体加速段壳体2内壁上还固连有与旋流段1旋向一致的增旋器，该增旋器由四个扇叶形螺旋片16和环套17构成，每个螺旋片16根部均固连在环套17上，而顶部则焊接固定于对应部位的加速段壳体2内壁上，并通过环套17与减温水管9滑动连接，见图4。
Claims (10)
1、一种旋流喷射减温器，包括减温器本体和减温水喷管，减温水喷管由减温水管(9)和喷嘴(12)组成，并轴向安装位于减温器本体中，其特征在于减温器本体是由旋流段(1)、加速段(2)、高速混合段(3)和扩压段壳体(4)依次连接而成，旋流段壳体(1)为一纵向截面呈长圆形的扁圆壳体，在其一侧的壳平面上开有与加速段壳体(2)匹配连接的圆孔，蒸汽进口管(6)位于旋流段壳体(1)的圆弧面上，并与其圆弧面相切连接；加速段壳体(2)为一漏斗形壳体，并通过直径大的一端与旋流段壳体(1)的圆孔相连；高速混合段壳体(3)为一圆柱形壳体，其一端与加速段壳体(2)直径小的一端匹配相连；扩压段壳体(4)为一长喇叭形壳体，其直径小的一端与高速混合段壳体(3)匹配相连；减温水喷管由喷嘴端穿过减温器本体旋流段(1)另一侧壳平面上开的孔，悬臂位于减温器本体内高速混合段(3)的起始端，并由其后段的减温水管(9)与减温器本体固定相连，减温水喷管喷嘴(12)的喷孔由里向外可依次分为加速段、过渡段和扩散雾化段，加速段内壁为漏斗形，过渡段内壁为圆柱形，扩散雾化段为喇叭形。
2、根据权利要求1所述的旋流喷射减温器，其特征在于减温器本体旋流段(1)另一侧壳平面上开的孔内还固连有一个支撑连接块(8)，该连接块(8)中部开有阶梯通孔，减温水喷管后段的减温水管(9)上套连有一个中部有凸台的压盖(10)，该压盖(10)的凸台与支撑连接块(8)中部的阶梯通孔的凹台匹配，并通过四周的连接件(13)将其固连为一体，使减温水管(9)的进水端位于减温器本体旋流段壳体(1)外。
3、根据权利要求1或2所述的旋流喷射减温器，其特征在于减温器本体高速混合段壳体(3)的长径比为1.5～2.5∶1；扩压段壳体(4)的喇叭开口度为6～10°；减温水喷管喷嘴的喷水速度为8～16m/s。
4、根据权利要求1或2所述的旋流喷射减温器，其特征在于在蒸汽进口管(6)的进口端、扩压段壳体(4)的喇叭开口端、减温水管(9)的进水端各有一个连接法兰(5、7、11)。
5、根据权利要求3所述的旋流喷射减温器，其特征在于在蒸汽进口管(6)的进口端、扩压段壳体(4)的喇叭开口端、减温水管(9)的进水端各有一个连接法兰(5、7、11)。
6、根据权利要求1或2所述的旋流喷射减温器，其特征在于在位于减温器本体旋流段(1)和加速段壳体(2)内的减温水管(9)中还安放有螺旋片(14、15)，螺旋片(14、15)有两种，分别由矩形片向左或右旋扭曲180°构成，每个螺旋片一侧的矩形边均开有一个矩形缺口，利用矩形缺口将两种旋向扭曲的螺旋片互成90°交替组装而成。
7、根据权利要求5所述的旋流喷射减温器，其特征在于在位于减温器本体旋流段和加速段壳体内的减温水管中还安放有螺旋片(14、15)，螺旋片(14、15)有两种，分别由矩形片向左或右旋扭曲180°构成，每个螺旋片一侧的矩形边均开有一个矩形缺口，利用矩形缺口将两种旋向扭曲的螺旋片互成90°交替组装而成。
8、根据权利要求1或2所述的旋流喷射减温器，其特征在于在减温器本体加速段壳体(2)内壁上还固连有与旋流段(1)旋向一致的增旋器，该增旋器由至少两个扇叶形螺旋片(16)和环套(17)构成，每个螺旋片(16)根部均固连在环套(17)上，而顶部则固定于对应部位的加速段壳体(2)内壁上，并通过环套(17)与减温水管(9)滑动连接。
9、根据权利要求5所述的旋流喷射减温器，其特征在于在减温器本体加速段壳体(2)内壁上还固连有与旋流段(1)旋向一致的增旋器，该增旋器由至少两个扇叶形螺旋片(16)和环套(17)构成，每个螺旋片(16)根部均固连在环套(17)上，而顶部则固定于对应部位的加速段壳体(2)内壁上，并通过环套(17)与减温水管(9)滑动连接。
10、根据权利要求7所述的旋流喷射减温器，其特征在于在减温器本体加速段壳体内壁上还固连有与旋流段旋向一致的增旋器，该增旋器由至少两个扇叶形螺旋片(16)和环套(17)构成，每个螺旋片(16)根部均固连在环套(17)上，而顶部则固定于对应部位的加速段壳体(2)内壁上，并通过环套(17)与减温水管(9)滑动连接。
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| CN113266609A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-17 | 傅朝清 | 热液喷射多单元蒸气压缩装置及热泵 |
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