专利名称：低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸汽蓄热器，尤其是涉及一种低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热
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背景技术：
蒸汽蓄热器是一种工业上常用的储存蒸汽的节能设备。应用此设备可以将余热利用设备高峰时产生暂时送不出去的蒸汽储存起来，在产汽高峰过后再外输供给用户。常用的蒸汽蓄热器为高压力进汽蓄热，低压力排汽放热变压工作方式。按照这种变压工作原理，蓄热器在蓄热放热过程中，充汽蓄热量，水空间温度，蒸汽空间压力三个状态参数应该是同步变化的。而在实际应用中，现有蓄热器经常程度不同地发生蒸汽空间压力迅速增大，水空间温度上升缓慢，充汽蓄热效率低达不到蓄热量的现象。虽然这种功能性的缺陷在生产运行中可以通过人工放汽降压措施使蒸汽空间压力、水空间温度、充汽蓄热量三个状态参数吻合，接近实际状态，避免蒸汽压力安全阀频繁起跳的不正常现象，不会形成安全事故，却增加被动处理问题的工作量，又浪费能源，影响企业经济效益。现有蓄热器之所以存在上述缺陷，不是因为蓄热器原理系统不正确，而是因为蓄热器内蒸汽管路结构性能作用达不到蓄热器快速换热要求造成的。因为在现有蓄热器蒸汽管道结构中，进汽管来的充热蒸汽是经水空间上部两根水平支管朝下分流进入水空间多根垂直分汽管后喷入水中的，而设置在垂直分汽管上不同高度层的喷嘴对应水空间静压力不等，上层喷嘴对应水空间静压力小，喷汽克服水静压力的阻力损失小；下层喷嘴对应水空间静压力大，喷汽克服水静压力的阻力损失大。根据并联管路“各分支管路的管段几何尺寸、局部构件确定后，按照节点间各分支管路的阻力损失相等，来分配各支管上的流量，阻抗S大的支管其流量小，S小的支管其流量大”的流量分配规律(见《流体力学泵与风机》
周谟仁I中国建筑工业出版社149页)，垂直分汽管上的各层喷嘴的喷汽流量必然不相等。
充汽蓄热时，蒸汽容易从上层喷嘴走捷径大流量快速上升进入蒸汽空间，使蒸汽空间压力迅速增大，而不容易绕远路经过下层喷嘴和深水层再上升进入蒸汽空间。因此，喷入深水层的蒸汽流量越往下越小，水温度越低，水密度越大，蓄热器水空间难以形成以水密度差为动力的上下对流混合快速换热条件，水空间上表面与最下层温度差只能通过长时间缓慢热平衡消除，严重影响充汽蓄热速度。由此可知，充热蒸汽管道空间结构不合理是形成现有蓄热器功能性缺陷的关键原因，需要探索解决。
发明内容
本发明实施例所要解决的问题在于，提供一种低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特点是通过管路结构变化改进充热蒸汽物流状态的模式，将充热蒸汽从蓄热器上方进汽管引入蓄热器后沿等径并联分支管流入水空间最下部的两根水平分汽管，然后再从两根水平分汽管向上均勻喷入整个水空间与水进行热交换。这种蓄热器能克服现有蓄热器缺陷，实现快速高效蓄热，并避免生产运行中被动的人工操作问题。
本发明蓄热器的理论根据来源于流体力学并联管路流量分配规律，以蓄热器内充热蒸汽为四个并联分支管与分汽管相连接“管道系统”(简称管系，按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道。)结构为例，其并联管路数学表达式如下
权利要求
1.一种低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，包括主要由蓄热器壳体、汽水分离装置、 进汽管、出汽管、支座组成的蓄热器本体，充热蒸汽分汽管和蒸汽连接管路，其特征是所述充热蒸汽分汽管沿所述蓄热器长度方向水平设置在蓄热器壳体内水空间下部，所述充热蒸汽分汽管两端封闭，其四分之一长度内侧设有进汽口且上半圆管壁设有多个喷汽孔；所述蒸汽连接管包括一个Z形的第一连接管、两个第二连接管和一个门形的第三连接管，所述第一连接管的一端与所述进气管连通，另一端与所述第三连接管的中部连通，所述第三连接管的两端两个朝下的出汽口分别与两个第二连接管的中部连通，所述第二连接管的两端出汽口分别与所述充热蒸汽分汽管上的进汽口连接。
2.根据权利要求1所述的低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特征是所述充热蒸汽分汽管与所述蓄热器壳体中部的直段部分等长。
3.根据权利要求1所述的低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特征是所述充热蒸汽分汽管、蒸汽连接管、进汽管的管径相等。
4.根据权利要求1所述的低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特征是所述充热蒸汽分汽管上喷汽孔的总截面积为所述进汽管的管孔截面积的4 6倍。
5.根据权利要求1所述的低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特征是所述多个喷汽孔均勻地成多行排列设置于所述充热蒸汽分汽管的上半圆柱上，相邻两行喷汽孔间的夹角相等。
6.根据权利要求1所述的低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特征是所述充热蒸汽分汽管为两根平行设置的直管或者为一根环形管。
7.根据权利要求1所述的低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，其特征是所述充热蒸汽分汽管上的进汽口为两个且分别设在距离所述充热蒸汽分汽管两端四分之一管长的内侧处。
全文摘要
本发明公开了一种低水位水平分汽管下加热喷汽蓄热器，包括蓄热器本体，充热蒸汽分汽管和蒸汽连接管路，所述充热蒸汽分汽管沿所述蓄热器长度方向水平设置在蓄热器壳体内水空间下部，所述充热蒸汽分汽管两端封闭，其四分之一长度内侧设有进汽口且上半圆管壁设有多个喷汽孔；所述蒸汽连接管包括第一连接管、第二连接管和第三连接管，所述第一连接管的一端与所述进气管连通，另一端与所述第三连接管的中部连通，所述第三连接管的两端两个朝下的出汽口分别与两个第二连接管的中部连通，所述第二连接管的两端分别与所述充热蒸汽分汽管内侧进汽口连接。利用本发明的蒸汽蓄热器能提升蓄热器节能减排降碳的经济和社会效益。
文档编号F28D20/00GK102374810SQ201010251700
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者史文锦, 吴伯秋, 邓刚 申请人:北京明诚技术开发有限公司