一种高效汽水换热装置的制作方法

本实用新型属于工业与民用能源应用领域，具体涉及一种将蒸汽的热能与循环水进行高效换热的新型换热装置，快速将蒸汽凝结成水，并获得更低的凝汽压力。

背景技术：

众所周知，供热系统是工业生产和民用生活的重要设施，供热系统运行时需要通过汽-水换热机组或装置使得一定温度的高温蒸汽加热循环水，循环热水在用热设备或用热设施中循环进行热量交换或热量传递，以满足生活用热的需要。汽-水换热过程中的换热速率对节能、降耗有重大意义。另外，汽-水换热机组或装置的结构优化也会对降低占地位置、减少投资、节约资源有重大意义。

现有的汽-水换热机组或装置是直接通过板式换热器或管壳式换热器进行高温蒸汽与循环水相对流通进行热量的传递，由于是两种不同相的介质之间的热量传递，故热能传递速率相对较慢。现有技术中为了提高换热效率而必须加大换热面积，其设备体积都较大，占地面积大，工程项目初投资高，安装不方便，同时压力变化不够大。

技术实现要素：

为了解决现有技术中汽-水换热机组或装置的不同介质之间换热速率慢、为提高换热效率而加大换热面积导致的占位大、投资大等技术问题，本实用新型的目的在于提供一种高效的汽水换热装置，其汽水换热过程分两段完成，首先是低温冷凝水与蒸汽直接接触快速凝结成高温凝结水，其次是在板式换热区水水换热快速完成换热，不同相换热是分子直接接触，同相换热是板式换热，故总的换热效率高、换热速率快。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种高效汽水换热装置包括壳体，其结构要点是壳体内设有进汽区、凝水区和水水板式换热区，进汽区、凝水区、水水板式换热区通过管路顺次连接形成闭合回路；

所述进汽区内设有喷淋装置、蒸汽入口，蒸汽入口与外部蒸汽管路连通，喷淋装置通过管路、设在管路上的冷凝水流量控制阀、设在管路上的冷凝水增压泵与水水板式换热区连接，冷凝水流量控制阀、冷凝水增压泵设在壳体外；

所述进汽区内设有喷淋装置、蒸汽入口，蒸汽入口与外部蒸汽管路连通，喷淋装置通过管路、设在管路上的冷凝水流量控制阀、设在管路上的冷凝水增压泵与水水板式换热区连接，冷凝水流量控制阀、冷凝水增压泵设在壳体外；

所述凝水区内设有多管凝水床，多管凝水床通过至少一个通管与进汽区连通，通管的上方与进汽区连接，通管的下方直接浸入多管凝水床的液面下方，多管凝水床的液面上方设有与壳体外的真空泵连接的接口，多管凝水床的侧面设有水位自动控制器，水位自动控制器与冷凝水增压泵连接，水位自动控制器通过调节冷凝水增压泵的流量来保证多管凝水床的水位；

所述水水板式换热区内设有至少一对换热板组，换热板组具有高温流体通道和低温流体通道，壳体外设有与低温流体通道连接的冷却水循环管路，冷却水循环管路上设有冷却水循环泵，壳体外还设有与高温流体通道连接的冷凝水管路，高温流体通道通过冷凝水管路、顺次设在冷凝水管路上的冷凝水增压泵和冷凝水流量控制阀、与喷淋装置连接。

优选地，进汽区与凝水区之间设有隔板，隔板上设有与通管适配的通孔。

优选地，所述凝水区与水水板式换热区之间设有密封层。

优选地，所述冷却水循环泵通过调节进入水水板式换热区内的低温流体通道内的冷却水水量来控制低温冷凝水的温度。

优选地，所述真空泵用以通过调节真空泵来控制进汽区的气压，气压与高温凝结水温度成正比，即气压越低、高温凝结水温度越低。

优选地，所述多管凝水床的液面下还设有水温控制器，水温控制器与冷凝水流量控制阀连接，水温控制器通过控制冷凝水流量控制阀的开度来调节喷淋装置的流量，用于控制高温凝结水的温度。

优选地，所述水位自动控制器包括电子式水位开关和控制器，电子式水位开关设在多管凝水床内，控制器设在壳体外，控制器控制冷凝水增压泵的流量以稳定凝水区的水位。

优选地，所述水温控制器包括水温传感器和控制器，水温传感器设在多管凝水床内的液面处，控制器设在壳体外，控制器控制高温凝结水的温度。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

（1）高温蒸汽在进汽区及多管凝水床中与低温冷凝水直接接触，即分子间直接接触，快速凝结成高温冷凝水；高温冷凝水在水水板式换热区与循环冷却水进行水-水换热，即同介质热传递，换热速率快；故，快速凝结与快速换热使得本实用新型换热效率非常高、换热速率非常快；

（2）高温蒸汽在多管凝水床中快速凝结成高温冷凝水，单位容积突变（容缩）形成较大的压降，故一方面热交换速率高，另一方面可以获得较高的降压特性，避免了现有汽水换热器中蒸汽流通时设备所导致的较高损耗，还可使设备体积变小，进而使得占位小、投资降低、节省资源；

（3）本实用新型的蒸汽冷凝水回送循环体系与冷却水循环体系是各自独立运行的，即蒸汽水系和冷却水系各自独立运行、不会相互干扰，冷却水的水质只与水源有关，如果水源干净，则可直接用于人们日常生活中，节约了资源。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图中：1-进汽区，11-蒸汽入口，12-喷淋装置，2-凝水区，21-通管，22-水位自动控制器，23-水温控制器，3-水水板式换热区，31-高温流体通道，32-低温流体通道，4-真空泵，5-冷凝水增压泵，6-冷却水循环泵，7-冷凝水流量控制阀，8-壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一，一种高效汽水换热装置包括壳体（8），壳体（8）内设有进汽区（1）、凝水区（2）和水水板式换热区（3），进汽区（1）、凝水区（2）、水水板式换热区（3）通过管路顺次连接形成闭合回路，进汽区（1）与凝水区（2）之间设有隔板，凝水区（2）与水水板式换热区（3）之间设有密封层。所述进汽区（1）内设有喷淋装置（12）、蒸汽入口（11），蒸汽入口（11）与外部蒸汽管路连通，喷淋装置（12）通过管路、设在管路上的冷凝水流量控制阀（7）、设在管路上的冷凝水增压泵（5）与水水板式换热区（3）连接，冷凝水流量控制阀（7）、冷凝水增压泵（5）设在壳体（8）外。所述凝水区（2）内设有多管凝水床，多管凝水床通过设在隔板上的多个通管（21）与进汽区（1）连通，通管（21）的上方与进汽区（1）连接，通管（21）的下方直接浸入多管凝水床的液面下方，多管凝水床的液面上方设有与壳体（8）外的真空泵（4）连接的接口，多管凝水床的侧面设有水位自动控制器（22），水位自动控制器（22）与冷凝水增压泵（5）连接，水位自动控制器（22）通过调节冷凝水增压泵（5）的流量来保证多管凝水床的水位。所述多管凝水床的液面下还设有水温控制器（23），水温控制器（23）与冷凝水流量控制阀（7）连接，水温控制器（23）通过控制冷凝水流量控制阀（7）的开度来调节喷淋装置（12）的流量，用于控制高温凝结水的温度。所述真空泵（4）控制进汽区（1）的气压，气压与高温凝结水温度成正比，即气压越低、高温凝结水温度越低。所述水水板式换热区（3）内设有至少一对换热板组，换热板组具有高温流体通道（31）和低温流体通道（32），壳体（8）外设有与低温流体通道（32）连接的冷却水循环管路，冷却水循环管路上设有冷却水循环泵（6），壳体（8）外还设有与高温流体通道（31）连接的冷凝水管路，高温流体通道（31）通过冷凝水管路、顺次设在冷凝水管路上的冷凝水增压泵（5）和冷凝水流量控制阀（7）、与喷淋装置（12）连接。所述冷却水循环泵（6）通过调节进入水水板式换热区（3）内的低温流体通道（32）内的冷却水水量来控制低温冷凝水温度。

实施例二，所述水位自动控制器（22）包括电子式水位开关和控制器，电子式水位开关设在多管凝水床内，控制器设在壳体（8）外，控制器控制冷凝水增压泵（5）的流量以稳定凝水区的水位。

实施例三，所述水温自动控制器（23）包括水温传感器和控制器，水温传感器设在多管凝水床的高温凝结水液面下，控制器设在壳体（8）外，控制器与冷凝水流量控制阀（7）连接，水温控制器（23）通过控制冷凝水流量控制阀（7）的开度来调节喷淋装置（12）的流量，用于控制高温凝结水的温度。

在循环过程中，通过冷凝水流量控制阀调节喷淋装置的喷淋量控制高温凝结水的温度，同时，通过冷却水循环泵调节进入水水板式换热区的冷却水流量，控制换热后的低温冷凝水的温度，进而保证蒸汽的冷凝温度和凝结速率；水位自动控制器通过调节冷凝水增压泵的流量来保证多管凝水床的水位，以及多余的低温冷凝水分流排出。

高效的汽水换热装置可以根据使用要求增加或减少相应配置。

上上述的水位自动控制器、冷凝水增压泵可单独地、或配套地从市场购买得到，无指定型号。

上述的水温控制器与冷凝水流量控制阀可单独地、或配套地从市场购买得到，无指定型号。

本实用新型的高效的汽水换热装置可应用于蒸汽与水的换热，也可用于其它介质的汽相与液相的换热与相变。

本实用新型的蒸汽冷凝水回送循环体系与冷却水循环体系是各自独立运行的，即蒸汽水系和冷却水系各自独立运行、不会相互干扰。本实用新型的另一种实施例也可将冷凝水排出口与冷却水循环管道连接。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。