一种蒸汽蓄热器及其充热装置的制作方法

本实用新型涉及加热工程技术领域，特别涉及一种蒸汽蓄热器及其充热装置。

背景技术：

炉外真空精炼系统(RH)设备，是一种生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备，其中真空泵是RH精炼的核心设备，其靠蒸汽喷射产生高速射流作为真空动力。即蒸汽系统的稳定性对RH炉能否正常运行起到关键作用。而蒸汽来源一般为转炉烟道余热锅炉通过吸收转炉烟气中的热量产生的饱和蒸汽，由于转炉生产的间歇性以及热负荷的波动性，来自转炉烟道余热锅炉的蒸汽也是间断的，且产汽量波动较大，此时需要设置能将间断产生的蒸汽变成连续稳定的蒸汽输出的蒸汽蓄热器来实现前后端的有效衔接。

在实际运行过程中，现有蒸汽蓄热器存在充热效果差，充热能力低下的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种蒸汽蓄热器及其充热装置，解决现有技术中蓄热器充热效果不理想，蓄热能力未被充分利用的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种蒸汽蓄热器充热装置，包括：

蒸汽分配总管，用于连接蒸汽源获取蒸汽并分配给下游结构；

蒸汽分配支管，与所述蒸汽分配总管相连，用于获取蒸汽；

蒸汽喷头，设置在所述蒸汽分配支管上，用于对外喷出蒸汽；

其中，所述蒸汽分配支管上对称设置两排喷嘴安装孔，所述喷嘴安装 孔内安装所述蒸汽喷嘴；

所述喷嘴安装孔开口方向与竖直方向的夹角θ的范围25°～45°。

进一步地，所述蒸汽喷嘴包括：喷嘴主体；

所述喷嘴主体内开设一气流通路；

所述气流通路包括：气流入口通路以及阈值连通的气体出口通路；

所述气流入口通路的管径，在气流流动方向上由大到小递减；所述气体出口通路在在气流流动方向上由小到大递增。

进一步地，所述气流通路还包括：气流过渡通路；

所述气流过渡通路连接在所述气流入口通路和所述气流出口通路；

所述气流过渡通路管径与所述气流入口通路和所述气流出口通路的最小值一致。

进一步地，所述喷头安装孔的开设密度为4～20个/立方米。

进一步地，所述蒸汽分配支管上开设泪孔。

一种蒸汽蓄热器，包括：蓄热器以及设置在其内部的充热装置；

所述充热装置包括：

蒸汽分配总管，用于连接蒸汽源获取蒸汽并分配给下游结构；

蒸汽分配支管，与所述蒸汽分配总管相连，用于获取蒸汽；

蒸汽喷头，设置在所述蒸汽分配支管上，用于对外喷出蒸汽；

其中，所述蒸汽分配支管上对称设置两排喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔内安装所述蒸汽喷嘴；

所述喷嘴安装孔开口方向与竖直方向的夹角θ的范围25°～45°。

进一步地，所述蒸汽喷嘴包括：喷嘴主体；

所述喷嘴主体内开设一气流通路；

所述气流通路包括：气流入口通路以及阈值连通的气体出口通路；

所述气流入口通路的管径，在气流流动方向上由大到小递减；所述气体出口通路在在气流流动方向上由小到大递增。

进一步地，所述气流通路还包括：气流过渡通路；

所述气流过渡通路连接在所述气流入口通路和所述气流出口通路；

所述气流过渡通路管径与所述气流入口通路和所述气流出口通路的最小值一致。

进一步地，所述喷头安装孔的开设密度为4～20个/立方米。

进一步地，所述蒸汽分配支管上开设泪孔。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的蒸汽蓄热器充热装置，通过蒸汽分配支管上侧成对称分布的蒸汽喷嘴安装口的角度控制，实现充热能力的有效提升；具体来说，通过25°～45°的角度设定，使得蒸汽流横向动量处于较高水平，从而提升水的横向混合程度，进而使得水空间温度分布更趋于均匀，水平方向充热效果越好；另一方面，保证蒸汽射流的竖直方向具备较大的分量，使得蒸汽喷射引起循环扰动强度远大于密度差引起的自然对流，因此，整体的传热效果越好。

进一步地，通过喷嘴的气流通路的管径变换设计，使得蒸汽的流速得到变换，即提升流速，使得对蓄热器内的水的进行高速冲击，使得充分接触混合，提升传热效率，从而大幅提升充热能力；还通过设置可靠的高密度喷嘴，仅以增大蒸汽与水环境的接触面积，提升充热性能和效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的蒸汽蓄热器充热装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的蒸汽分配支管的结构示意图；

图3为本实用新型提供的蒸汽喷嘴的机构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种蒸汽蓄热器及其充热装置，解决现有技术中蓄热器充热效果不理想，蓄热能力未被充分利用的技术问题；达到了提升冲热效果和蓄热能力的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

通过喷嘴的喷射角度控制，使得蒸汽与水环境的冲击混合效果最佳；通缩配合喷嘴的数量和喷速控制，进一步提升混合效果和接触面积，使得传热效果得到提升，进而提升充热能力。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1～图3，一种蒸汽蓄热器充热装置，包括：

蒸汽分配总管2，用于连接蒸汽源获取蒸汽并分配给下游结构；

蒸汽分配支管3，与所述蒸汽分配总管2相连，用于获取蒸汽；

蒸汽喷头4，设置在所述蒸汽分配支管3上，用于对外喷出蒸汽。

其中，所述蒸汽分配支管3上对称设置两排喷嘴安装孔5，所述喷嘴安装孔5内安装所述蒸汽喷嘴4；从而构成完整蒸汽流动通路。

优选的，所述喷嘴安装孔5开口方向与竖直方向的夹角θ的范围25°～45°。具体来说，安装在蒸汽分配支管3上侧成对称分布，蒸汽喷嘴安装口5角度θ对充热效果影响很大，θ角越大，蒸汽流横向动量越大，水的横向混合越充分，水空间温度分布更趋于均匀，水平方向充热效果越好；θ角越小，蒸汽射流的竖直方向分量越大，由于蒸汽喷射引起循环扰动强度远大于密度差引起的自然对流，因此，水循环扰动越强，整体的传热效果越好。

所述蒸汽喷嘴4包括：喷嘴主体；所述喷嘴主体内开设一气流通路。

所述气流通路包括：气流入口通路以及阈值连通的气体出口通路；

所述气流入口通路的管径，在气流流动方向上由大到小递减；所述气体出口通路在在气流流动方向上由小到大递增。

从而使得经由管路而来的蒸汽，流速得到提升，从而具备给更大的动量，能够充分增大雨水环境的接触面，更好的传热，从而提升冲热效果。

所述气流通路还包括：气流过渡通路。

所述气流过渡通路连接在所述气流入口通路和所述气流出口通路；所述气流过渡通路管径与所述气流入口通路和所述气流出口通路的最小值一致。从而形成稳流结构，使得整气流能够保持相对统一的方向冲击水环境。

进一步地，所述喷头安装孔的开设密度为4～20个/立方米。使得蒸汽与水环境的接触面积保持在较高水平，便于传热，提升冲热效果。

所述蒸汽分配支管上开设泪孔。便于排除积液。

本实施例还提供了一种基于上述充热结构的蓄热器。

一种蒸汽蓄热器，包括：蓄热器1以及设置在其内部的充热装置。

所述充热装置包括：

蒸汽分配总管2，用于连接蒸汽源获取蒸汽并分配给下游结构；

蒸汽分配支管3，与所述蒸汽分配总管2相连，用于获取蒸汽；

蒸汽喷头4，设置在所述蒸汽分配支管3上，用于对外喷出蒸汽。

其中，所述蒸汽分配支管3上对称设置两排喷嘴安装孔5，所述喷嘴安装孔5内安装所述蒸汽喷嘴4；从而构成完整蒸汽流动通路。

优选的，所述喷嘴安装孔5开口方向与竖直方向的夹角θ的范围25°～45°。具体来说，安装在蒸汽分配支管3上侧成对称分布，蒸汽喷嘴安装口5角度θ对充热效果影响很大，θ角越大，蒸汽流横向动量越大，水的横向混合越充分，水空间温度分布更趋于均匀，水平方向充热效果越好；θ角越小，蒸汽射流的竖直方向分量越大，由于蒸汽喷射引起循环扰动强度远大于密度差引起的自然对流，因此，水循环扰动越强，整体的传 热效果越好。

所述蒸汽喷嘴4包括：喷嘴主体；所述喷嘴主体内开设一气流通路。

所述气流通路包括：气流入口通路以及阈值连通的气体出口通路；

所述气流入口通路的管径，在气流流动方向上由大到小递减；所述气体出口通路在在气流流动方向上由小到大递增。

从而使得经由管路而来的蒸汽，流速得到提升，从而具备给更大的动量，能够充分增大雨水环境的接触面，更好的传热，从而提升冲热效果。

所述气流通路还包括：气流过渡通路。

所述气流过渡通路连接在所述气流入口通路和所述气流出口通路；所述气流过渡通路管径与所述气流入口通路和所述气流出口通路的最小值一致。从而形成稳流结构，使得整气流能够保持相对统一的方向冲击水环境。

进一步地，所述喷头安装孔的开设密度为4～20个/立方米。使得蒸汽与水环境的接触面积保持在较高水平，便于传热，提升冲热效果。

所述蒸汽分配支管上开设泪孔。便于排除积液。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的蒸汽蓄热器充热装置，通过蒸汽分配支管上侧成对称分布的蒸汽喷嘴安装口的角度控制，实现充热能力的有效提升；具体来说，通过25°～45°的角度设定，使得蒸汽流横向动量处于较高水平，从而提升水的横向混合程度，进而使得水空间温度分布更趋于均匀，水平方向充热效果越好；另一方面，保证蒸汽射流的竖直方向具备较大的分量，使得蒸汽喷射引起循环扰动强度远大于密度差引起的自然对流，因此，整体的传热效果越好。

进一步地，通过喷嘴的气流通路的管径变换设计，使得蒸汽的流速得到变换，即提升流速，使得对蓄热器内的水的进行高速冲击，使得充分接触混合，提升传热效率，从而大幅提升充热能力；还通过设置可靠的高密 度喷嘴，仅以增大蒸汽与水环境的接触面积，提升充热性能和效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。