CN2811912Y - 三激波变声速增压热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三激波变声速增压热交换器，包括管体，管体设置蒸汽进口和出水口，从蒸汽进口和出水口之间的管体上依次设置有主进水口、一次辅进水口和二次辅进水口，从蒸汽进口和出水口之间的管体内依次设置蒸汽喷管、增压混合管、一次混合室、一次扩压管、二次混合室和二次扩压管。蒸汽喷管设在管体的蒸汽进口端，其管径为渐缩结构；二次扩压管设在管体的出口端，其管径为渐扩结构；增压混合管的管径为渐缩结构；一次扩压管管径为渐扩结构。本实用新型在使用时具有显著的增压和瞬时加热的效果，从而进一步起到节约电能、热能、降低运行费用的作用。

Description

三激波变声速增压热交换器

技术领域

本实用新型属于热交换技术领域，主要提出一种三激波变声速增压热交换器。

背景技术

现有的射流式汽、水混合交换器基本没有增压功能，在使用时需另外配置相当数量的驱动泵等设施才能实现热循环，不仅结构复杂、体积大、使用成本高，而且汽水混合速度慢、热能损耗大，不利于节约电能和热能。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种三激波变声速增压热交换器，使其在使用时具有显著的增压和瞬时加热的效果，从而起到节约电能、热能、降低运行费用的作用。

本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：包括管体，管体设置蒸汽进口和出水口，从蒸汽进口和出水口之间的管体上依次设置有主进水口、一次辅进水口和二次辅进水口，从蒸汽进口和出水口之间的管体内依次设置蒸汽喷管、增压混合管、一次混合室、一次扩压管、二次混合室和二次扩压管，其中：增压混合管和一次混合室设在主进水口和一次辅进水口之间，二次混合室设在管体的一次辅进水口和二次辅进水口之间，增压混合管的管径为渐缩结构，其小口端与一次混合室连通；蒸汽喷管设在管体的蒸汽进口端，其管径为渐缩结构，小口径端与增压混合室的大口径端连通；一次扩压管设在一次辅进水口和二次辅进水口之间，其管径为渐扩结构，小口径端与一次混合室相连通；二次扩压管设在管体的出口端，其管径为渐扩结构，小口径端与二次混合室相连通。

本实用新型是基于汽、液两相流领域，它以蒸汽为动力，充分利用蒸汽的热能与动能。即当具有一定压力和流速的蒸汽进入喷嘴进行绝热膨胀后，以很高的流速喷射进入混合管，与进水充分混合，于是产生的具有一定计算容积比的蒸汽和水的混合物。该混合物的压缩系数大大超过了构成该混合物的两种介质的压缩系数，由于压缩系数与液体介质的干扰速度(声速)有直接关系，在混合物中的声速可达很低值，低于这种混合物的流动速成度，所以能在收缩段窄的截面克服音障，继而在不变截面的管道中流动速度完成了向亚音速的转变。此时产生了压力激波，使压力急剧增大。其结果是输出混合物的压力极大地超过驱动流体的输入压力，达到增压和瞬时加热的目的。

本实用新型具有以下特点：

1、节约蒸汽：充分利用蒸汽的能量，其热效率高达99.2％，与传统热交换器相比，可节约蒸汽10％左右；

2、节约电能：显著的增压功能，可大大减少循环水泵的数量及功率，节省电能30％--85％；

3、环保：热效率高，能降低燃料消耗，起到减少污染物排放的作用；且声音低于传统大泵的高噪音，保护了环境；

4、启动快：瞬时将进水加热到设计温度，达到即供即热效果；

5、节约基建投入：体积小，重量轻，节省土建费用；安装及操作简便，省时省力；

6、免维护：内部无运转部件，在高速汽、水流剧烈冲刷下，其工作内表面不易结垢，从而免去定期除垢和维护的费用；

7、投资回报快：综合设备费用比传统省20％以上，年回报率达30％以上。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、蒸汽进口，2、蒸汽喷管，3、铜垫片，4、管体，5、主进水口，6、法兰，7、增压混合管，7、扩压管，8、一次混合室，9、一次辅进水口，10、一次扩压管，11、二次混合室，12、二次辅进水口，13、二次扩压管，14、出水口。

具体实施方式

结合附图，说明本实用新型的具体实施例。

如附图1所示，本实施例主要由管体4、蒸汽喷管2、增压混合管7、一次混合室8、一次扩压管10、二次混合室11、二次扩压管13组成，管体4上设有蒸汽进口1、出水口14、主进水口5、一次辅进水口9和二次辅进水口12，管体4可采用三个三通管通过法兰6固定联接后形成。在主进水口5与一次扩压管10之间设有增压混合管7，增压混合管7的管径为渐缩结构，其小口端与一次扩压管10相连通，大口端与蒸汽喷管2连通；蒸汽喷管2采用的是文丘里管，其通过法兰6与管体4的进口端固定连接，蒸汽喷管2的管径为渐缩结构，小口径端与增压混合管7的大口径端连通；一次扩压管10设在一次辅进水口9和二次辅进水口12之间，其管径为渐扩结构，小口径端与一次混合室8相连通；二次扩压管13设在管体的出口端，其管径为渐扩结构，小口径端与二次混合室11相连通。

本实施例在使用时，当具有一定压力、流速的蒸汽进入蒸汽喷管2后，由于管径变小、蒸汽的压力降低，流速急剧增大，形成高速汽流喷射进入增压混合管7内，并在该增压混合管7内与主进水口5进入的水发生动能和热量的交换(即高温蒸汽遇泠凝结，释放出大量热能，最终和进水迅速发生速度交换，使汽水混合物的流速急剧增加)，产生第一次激波，进入一次混合室8内的混合物在一次混合室8内与一次辅进水口9进入的水再次发生动能和热量的交换，产生第二次激波，形成高温、高速水流流向一次扩压管10，受一次扩压管10管径的变化，水流流速逐渐减少，这样部分动能转化为压力能，使压力升高，并流向二次混合室11，进入二次混合室11内的混合物在二次混合室11内与二次辅进水口12进入的水第三次发生动能和热量的交换，产生第三次激波，最终形成高温、高速水流流向二次扩压管13，受二次扩压管13管径的变化，水流流速逐渐减小至外界管网正常流速，这样部分动能再次转化为压力能，使压力极大升高，从而达到增压和瞬时加热的效果。为增加进水量和进汽量，在法兰6的连接部位均设有铜垫片3，以提高热水流量。

Claims (3)

1、一种三激波变声速增压热交换器，包括管体(4)，该管体(4)上设有蒸汽进口(1)、出水口(14)，其特征在于：从蒸汽进口(1)和出水口(14)之间的管体(4)上依次设置主进水口(5)、一次辅进水口(9)和二次辅进水口(12)，从蒸汽进口(1)和出水口(14)之间的管体内依次设置蒸汽喷管(2)、增压混合管(7)、一次混合室(8)、一次扩压管(10)、二次混合室(11)和二次扩压管(13)，其中，增压混合管(7)和一次混合室(8)设在主进水口(5)和一次辅进水口(9)之间，二次混合室(11)设在管体的一次辅进水口(9)和二次辅进水口(12)之间，增压混合管(7)的管径为渐缩结构，其小口径端与一次混合室连通；蒸汽喷管(2)设在管体的蒸汽进口端，其管径为渐缩结构，小口径端与增压混合室(7)的大口径端连通；一次扩压管(10)设在一次辅进水口(9)和二次辅进水口(12)之间，其管径为渐扩结构，小口径端与一次混合室(8)相连通；二次扩压管(13)设在管体的出口端，其管径为渐扩结构，小口径端与二次混合室(11)相连通。

2、根据权利要求1所述的三激波变声速增压热交换器，其特征在于：所述的管体(4)由三个三通管通过法兰(6)固定连接而成。

3、根据权利要求2所述的三激波变声速增压热交换器，其特征在于：所述法兰(6)的连接部位设有铜垫片(3)。