一种工业用太阳能蒸汽发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业蒸汽设备技术领域，具体地说，涉及一种工业用太阳能蒸汽发生 装置。
【背景技术】
[0002] 由于蒸汽输送及使用方便，一些工业生产中都离不开蒸汽的使用。而传统的工业 用蒸汽多采用燃煤锅炉提供，由于锅炉耗能大，污染重，热量损耗严重，与节能减排、绿色环 保不相适应，故而通过太阳能设备辅助产蒸汽技术已成为一种发展趋势，太阳能设备辅助 产蒸汽相对于传统的锅炉产蒸汽更加安全，更加节能。
[0003] 目前，采用真空太阳能管利用太阳能源进行发电越来越受到更多的人注意，它的 使用，一方面节约了能源，使能源所产生的热能得到最大化的利用，另一方面也可以充分利 用太阳能这种清洁环保的能源。但是由于太阳能热传导过程中不可避免地存在较多的热损 失，存在着热能利用率低，不能充分利用资源的缺点。
[0004] 虽然，在专利号为201410180068. 2的一种分布式全天候太阳能蒸汽机组中采用 多级射流的方式提高水流速度，进行雾化处理，使水雾在流动中吸收热量以后形成气体分 子，串联运行的气体分子不断吸收真空管闷晒的高温热能，由原来的显热提升为潜热，快速 形成高温蒸汽。但是，在太阳能真空管内安装的是普通换热U型管，内壁为传统圆面，限制 了吸热表面积，当水流在吸收真空管热能过程中，靠近内管壁的那一部分水，首先汽化为水 蒸汽，受体积膨胀，压力增大，容易造成管内阻塞，水流不畅，不能充分吸收太阳能真空管闷 晒的高温热能，快速汽液相变，特别在夏季日照条件较好时，水蒸汽温度越高，换热U型管 压力越大，输水量越少，蒸汽的产出率越低，严重影响太阳能蒸汽系统安全和热效率。
[0005] 并且，太阳能产蒸汽不稳定，一般太阳能所产的蒸汽还需二次加热形成饱和蒸汽 后才能供给工业生产使用，而现有的加热设备加热速度不高，电能耗费量大。
[0006] 我国缺电现象越来越严重，尤其是高峰电短缺，很多地方不得不在高峰用电期间 拉闸限电，而低谷电往往有较多剩余，造成线损而大量浪费，进而形成自然资源的大量浪 费。采用蓄能方式开发低谷电，将低谷电能储存起来，实现蒸汽的连续稳定产出，是节能发 展的一个重要方向。
[0007] 因此，有必要提出一种工业用太阳能蒸汽发生装置，提高太阳能蒸汽系统安全性 和热效率，开发利用低谷电，能稳定高效的持续产出蒸汽，满足工业生产需求。
【发明内容】
[0008] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种工业用太阳能蒸汽发生装置，利用 太阳能真空管中连接U型蒸汽管的射流雾化连接器中射流雾化管两头大中间小的拉法尔 管状结构，当高压水栗输入的水流，通过射流雾化管进口端到达缩小部时，水压增大，水流 因挤压产生射流，喇叭形出口扩大使水流产生雾化，串联在真空管内的U型蒸汽管，通过若 干个拉法尔管状结构的射流雾化管对水流进行多级射流雾化形成水分子，通过水分子增加 吸热表面积；同时，将U型蒸汽管的内壁以及射流雾化管的喇叭形出口的内壁设置为锯齿 形，增大内壁吸热表面积，使接近锯齿形内壁的水分子首先吸热汽化，利用气体流速高于液 体，加快水分子运动，减少蒸汽体积膨胀阻力，增加水流量，提高太阳能的热转换率与蒸汽 产出量。
[0009] 并且，在电磁加热器中采用射流雾化连接器，使串联运行的雾化分子不断吸收盘 管中的高温热能，快速形成高温饱和蒸汽供给工业上产使用，并开发利用低谷电，缓解用电 高峰压力，与太阳能蒸汽发生装置配合稳定持续的产出蒸汽，提高了蒸汽的温度，能够满足 不同工业生产的需求。
[0010] 为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案： 所述的工业用太阳能蒸汽发生装置包括高压水栗1、太阳能真空管2、U型蒸汽管3、射 流雾化连接器4、蓄汽罐5、电磁加热器6、低谷电蓄电装置7、负载设备8、在线检测装置9、 截止阀10、流量阀11、安全阀12,所述的高压水栗1与U型蒸汽管3的进水口相连，U型蒸 汽管3采用换热片固定安装在太阳能真空管2内，U型蒸汽管3呈2级以上串联连接，相邻 两组U型蒸汽管3的连接处采用射流雾化连接器4,且U型蒸汽管3的内壁呈锯齿形；U型 蒸汽管3的出口端通过在线检测装置9和截止阀10与蓄汽罐5的进汽端连接，蓄汽罐5的 顶部设置有安全阀12,蓄汽罐5通过流量阀11与电磁加热器6连接；所述的电磁加热器6 包括加热体13、进口 14、蒸汽出口 15、盘管16、电磁线圈17、保温层18、感温探头19,所述的 加热体13的一端设置有进口 14,另一端设置有蒸汽出口 15,加热体13的内部设置有盘管 16,盘管16与进口 14和蒸汽出口 15连通，加热体13的表面上设置有电磁线圈17,电磁线 圈17的外部设置有保温层18,加热体13上设置有感温探头19,所述的电磁加热器6的电 磁线圈17与低谷电蓄电装置7连接，电磁加热器6的蒸汽出口 15与负载设备8连接。
[0011] 作为优选，所述的U型蒸汽管3采用铝材一体成型，U型蒸汽管3的锯齿形内壁的 表面积为其外壁表面积的2倍。
[0012] 作为优选，所述的射流雾化连接器4包括进口螺管20、出口螺管21、固定管22和 射流雾化管23，射流雾化管23内嵌于固定管22中，进口螺管20和出口螺管21通过螺纹进 行匹配连接将固定管22和射流雾化管23封装在其内腔中，所述的射流雾化管23采用管道 两端内径大于管道中间内径的拉法尔管状结构，由进口端24、缩小部25、喇叭形出口 26构 成，且喇叭形出口 26的内壁上呈锯齿形。
[0013] 作为优选，所述的盘管16采用2级以上串联连接，相邻两段盘管16的连接处采用 射流雾化连接器4连接。
[0014] 作为优选，所述的保温层18为10 cm厚的玻璃棉。
[0015] 作为优选，所述的电磁加热器的控制系统主要包括温度监控模块、单片机、温 度控制模块、时间控制模块和显示模块，其中：温度监控模块包括感温探头、功率放大 器、A/D转换器，温度监控模块内的感温探头通过功率放大器、A/D转换器与单片机相 连，对电磁加热器内的加热体的温度进行监控；温度控制模块包括电磁线圈电路、驱动器 I、晶闸管，温度控制模块的晶闸管通过驱动器I与单片机相连，晶闸管控制电磁线圈电路 的开启与关闭；时间控制模块包括电磁线圈电源电路、驱动器II、继电器，单片机通过驱动 器1:1与继电器相连，继电器控制电磁线圈电源电路中交流低谷电路和低谷电蓄电装置电 路间的切换；显示模块包括LED显示器和驱动器III，LED显示器通过驱动器III与单片机 相连。
[0016] 作为优选，所述的电磁加热器的控制系统的控制过程为：单片机中时钟单元对时 间进行判断，当时间处于夜晚（23:00-7:00)时，时间控制模块将电磁线圈电源电路切换为 交流低谷电路，温度监控模块对加热体的温度进行监测，显示模块对时间和温度进行显示， 此时，当加热体的温度低于150°C时，温度控制模块控制电磁线圈电路进行开启，利用电磁 线圈对加热体进行加热；当加热到500°C时，温度控制模块对加热体电路进行关闭，停止加 热；当时间处于白天（7:00-23:00)时，将电磁线圈电源电路切换为低谷电蓄电装置电路， 此