喷射式大温差换热装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型给出喷射式大温差换热装置，它的结构包括：蒸发器、喷射器、冷凝器和一些连接管路；它在外形上分为左中右三大块：左方是立式的多级蒸发器，右方是立式的多级冷凝器，在蒸发器和冷凝器每级之间，设有蒸汽喷射器相连接；从供热管网来的有一定压力的高温水，通过喷射器引射蒸发器内的低压水蒸汽，形成中等压力的汽水混合物进入冷凝器；进入冷凝器的汽水混合物，对供暖循环水进行加热，蒸汽凝结并溶入其余水中形成中温水，中温水从冷凝器的出水口流出，再流进蒸发器；经过从上到下的几个蒸发室逐级蒸发，中温水降温变为低温水，低温水从蒸发器底部排水口排出，流回热网的回水管道。
【专利说明】
喷射式大温差换热装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及热工技术，特别是涉及一种喷射式大温差换热装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国城市建设的不断发展，地区发展和供热需求之间的矛盾也日趋凸显。所有城市城区面积都在不断扩大，主城区规模化小区不断增加，老城区每年大幅新增面积，新城区的面积也不断扩大。从当前城市的热源和热网供热能力上看，远远满足不了城市快速发展的需要。供热如果跟不上，将会使城市发展遭遇瓶颈。
[0003]为解决这一事关城市发展和百姓切身利益的矛盾，各地普遍启动了集中供热工程建设，新增供热面积，新增工程投资。具体包括新建管网工程、部分老网改造工程、新建中继栗站、集控调度中心，新建换热站及换热站改造工程等。
[0004]供热改造工程分为热源侧和热网侧。
[0005]热源侧一般包括机组供热改造及供热首站建设工程，具体为发电厂和热电公司新增入网供热面积，新城区锅炉房热网供热面积，区域供热公司热网供热面积等。
[0006]热网侧主要是对老城区超期服役的管道进行更换，供热管道更换后能够有效的控制跑冒滴漏，大大减少因管道漏泄导致的停热次数，极大改善和提高供热效果。
[0007]某老城区于1983年9月实现集中供热，管网截至目前已经运行27年。经测量，1985年安装的老管网管径由原来安装时的I Omm减薄到4-6_，而且局部腐蚀严重，并在供热期经常出现漏泄现象。供热管网部分管道已超期服役，在供热期间经常出现管道漏泄现象，导致供热质量下降。如果不进行改造，一旦发生管道漏泄，就得阶段性停热，这会对居民生活造成很大的影响。热电公司投资对老城区供热管网进行改造，更换所有减薄和腐蚀的管道，改造范围管网全长约5公里，涉及57万平米供热面积，约合用户5000户，投入资金1700万元。工程改造完成后，大大提高该区域供热质量和供热的稳定性。经过管网改造，主城区热源充足，能够承受居民、商铺和企业的正常供热。
[0008]某电厂供热主管网建设使用年限大多数都在18年以上，有的甚至长达30年。这部分管网由于建设时间长，再加上建设时期技术工艺落后，至使保温、防护层严重破损，管网老化、腐蚀严重。近几年，主管网泄漏事故频繁发生，每个运行期都发生几十次。在每次主管网抢修过程中，抢修人员都面临95°C以上高压、高温水的威胁，每次抢修泄水都长达30多小时，造成大面积居民住宅停热，部分地下管网冻裂的严重局面。集中供热二次网方面存在的问题也较为突出，尤其是早期建筑和近年来并网的弃管小锅炉房供热楼栋，管网老化腐蚀程度之重、数量之多已经严重威胁城市供热安全和影响居民用户的正常生活。
[0009]某供热集团供热管网长度666公里，其中一次网长165公里，二次网长501公里。1995年以前建设约为400公里。由于大多数管网建设时间长、老化腐蚀严重，致使管网系统跑冒滴漏十分严重，散热损失达到0.35吉焦/平方米.年。热力管网每公里平均温降都在2°C以上，管网系统平均失水率约为3%。由于失水量大，热量丢失严重，几乎所有的一次网、二次网都存在着不同程度的水力失调问题，由于管网老化又无法科学调节，因此供热企业在供热中难以保证用户的供热质量。
[0010]几十年来，集中供热事业为我国城市的发展建设和人民生活水平的提高做出了重大贡献。如今大面积的集中供热管网老化、腐蚀严重已经成为影响集中供热的突出问题，严重威胁着城市的供热安全和百姓正常生活。
[0011]实施集中供热管网改造已是做好城市供热工作的当务之急。通过管网改造可大大降低管网的跑冒滴漏，降低能源消耗节约能源，提高能源利用率;通过管网改造可使供热企业大量应用新技术、新工艺，提高供热企业的科学调节能力，提高整体供热水平;通过管网改造可全面提升供热系统安全和供热保障能力，不断提高广大居民用户的用热质量，造福百姓。实施集中供热管网改造是利国利民之举，早实施早受益。
[0012]实施集中供热管网改造工程，重点就是拆除废旧供热管道，铺设供热新管道，这需要投入巨大资金。如何能做到利用现有管道，或可以铺设较少或较细的管道，只花费较少的投资，同样可以达到需要的供热量呢?这是设计和施工科技工作者经常思考的问题。
【实用新型内容】
[0013]针对新建或改造老旧供热管网，解决供热管网普遍存在的供热量不足的问题，本实用新型给出一种能降低热网回水温度，从而增大供热管网供热量的大温差换热装置。
[0014]一种喷射式大温差换热方法，它的具体步骤是:
[0015](I)从供热管网来的部分高温水，进入第一级喷射器，喷射器利用有一定压力的高温水为驱动力，引射蒸发器第一级蒸发室内的低压水蒸汽，二者混合形成中等压力的汽水混合物，从喷射器喷出，进入冷凝器的第一级冷凝室；
[0016](2)同样，从供热管网来的部分高温水，进入第二级喷射器，喷射器利用有一定压力的高温水为驱动力，引射蒸发器第二级蒸发室内的低压水蒸汽，二者混合形成中等压力的汽水混合物，从喷射器喷出，进入冷凝器的第二级冷凝室；
[0017](3)进入冷凝器的汽水混合物，对供暖循环水进行加热；加热升温后的供暖循环水，对热用户进行供热；
[0018](4)在冷凝器各级内，汽水混合物通过间壁对供暖循环水进行加热后，蒸汽凝结并与其余水混合，形成中温水，中温水从冷凝器流出，流进蒸发器；
[0019](5)中温水进入蒸发器后，经过从上到下的几个蒸发室逐级蒸发，中温水降温变为低温水，经过蒸发器的底部排水口，流回热网的回水管道；
[0020](6)冷凝器的各级冷凝室均外接抽气栗，连续排出进入冷凝器内部的空气，以保证冷凝器高效正常工作。
[0021]一种降低热网回水温度的大温差换热装置，它的结构包括:蒸发器、喷射器、冷凝器和一些连接管路;它在外形上分为左中右三大块:左方是立式的多级蒸发器，右方是立式的多级冷凝器，在蒸发器和冷凝器每级之间，设有蒸汽喷射器相连接;它的工作流程为
[0022]从供热管网来的有一定压力的高温水进入热水管，热水管出水分别进入几个分水管；
[0023]部分热水作为驱动力，通过第一个分水管进入第一级喷射器，引射蒸发器的第一级蒸发室内的低压水蒸汽，形成中等压力的汽水混合物，从第一级喷射器的出口喷出，进入冷凝器的第一级冷凝室；
[0024]部分热水作为驱动力，通过第二个分水管进入第二级喷射器，引射蒸发器地第二级蒸发室内的低压水蒸汽，形成中等压力的汽水混合物，从第二级喷射器的出口喷出，进入冷凝器的第二级冷凝室；
[0025]进入冷凝器的汽水混合物，对供暖循环水进行加热；汽水混合物中的蒸汽凝结并溶入其余水中形成中温水，中温水从冷凝器的出水口流出，再流进蒸发器;各级冷凝室外接抽气栗，排出冷凝室内漏入的空气；
[0026]在蒸发器中，中温水经过从上到下的几个蒸发室逐级蒸发，中温水降温变为低温水，低温水从蒸发器底部排水口排出，流回热网的回水管道。
[0027]所述蒸发器，它是一个立式喷淋的蒸发器，它的结构包括:进水口、上封头、第一级蒸汽出口、第一级筛板、第一级蒸发室、筒体、第二级筛板、第二级蒸发室、第二级蒸汽出口、下封头和出水口 ；
[0028]中温水通过蒸发器顶部的进水口进入蒸发器，通过第一级筛板的众多孔道向下喷淋，进入第一级蒸发室，立刻部分蒸发，蒸发产生的蒸汽，通过第一级蒸汽出口流出；
[0029]第一级蒸发室蒸发剩余水，通过第二级筛板向下喷淋流淌，进入第二级蒸发室，立刻部分蒸发，蒸发产生的蒸汽通过第二级蒸汽出口流出；
[0030]经过两级蒸发的剩余水成为低温水，从蒸发器下部的出水口，经水栗排出。
[0031]所述喷射器，它的结构包括:吸纳室、喷嘴、吸入管、渐缩管、喉管、渐扩管;从热网来的高温水通过喷嘴增速减压闪蒸后，形成高速汽水流，进入吸纳室，同时，蒸发器被抽蒸汽从吸入管进入吸纳室，高速汽水流吸纳被抽蒸汽，两股流体混合均压，再经渐缩管、喉管和渐扩管，增压并形成汽水混合流体后，经过出口排出。
[0032]所述冷凝器，它的外形是上下两级叠落的板式换热器，它的结构包括:热水出口、第一级蒸汽进口、第一级冷凝室、第一级气水管、第一级气水室、第一级进水口、第二级冷凝室、第二级蒸汽进口、第二级出水口、第二级气水管、第二级气水室、热水进口 ；汽水混合流体通过冷凝器的第一级蒸汽进口，进入冷凝器的第一级冷凝室后，通过冷凝器的板式间壁向供暖循环水传热，蒸汽放热后凝结，与其余水混合，通过第一级气水管、第一级气水室，向下流到第级二冷凝室;第一级冷凝室内漏入的空气，从第一级气水室的顶部抽出；
[0033]同样，汽水混合流体通过冷凝器的第二级蒸汽进口，进入冷凝器的第二级冷凝室，向供暖循环水传热，蒸汽放热后凝结，与其余水混合，包括上一级流下的水，一起通过第二级气水管、第二级气水室向外流出；第二级冷凝室内漏入的空气，从第二级气水室的顶部抽出。
【附图说明】
[0034]图1是本实用新型喷射式大温差换热方法示意图；
[0035]图2是本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的总体图；
[0036]图3是本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的蒸发器结构图；
[0037]图4是本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的喷射器结构图；
[0038]图5是本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的冷凝器结构图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细描述。
[0040]图1给出了本实用新型喷射式大温差换热方法示意图。
[0041]对照图中的大温差换热示意图，说明大温差换热方法的具体步骤如下:
[0042]I，经过进水口 401，从供热管网来的部分高温水，进入第一级喷射200，喷射器利用有一定压力的高温水为驱动力，引射蒸发器100第一级蒸发室内的低压水蒸汽，二者混合形成中等压力的汽水混合物，从喷射器喷出，进入冷凝器300的第一级冷凝室；
[0043]2，同样的，从供热管网来的部分高温水，进入第二级喷射器，喷射器利用有一定压力的高温水为驱动力，引射蒸发器100第二级蒸发室内的低压水蒸汽，二者混合形成中等压力的汽水混合物，从喷射器喷出，进入冷凝器300的第二级冷凝室；
[0044]3，进入冷凝器的汽水混合物，对供暖循环水进行加热。加热升温后的供暖循环水，从出水口 302流出冷凝器，对热用户进行供热;供暖循环水完成供热后，从进水口 310流回冷凝器；
[0045]4，在冷凝器内，汽水混合物通过间壁对供暖循环水进行加热后，蒸汽凝结并与其余水混合，形成中温水，中温水从冷凝器出水口312流出，再流进蒸发器顶部的进水口；
[0046]5，中温水进入蒸发器后，经过从上到下的几个蒸发室逐级蒸发，中温水降温变为低温水，低温水从蒸发器的底部排水口排出，流回热网的回水管道。
[0047]6，冷凝器的各级冷凝室通过汽水管304外接抽气栗，连续排出进入冷凝器内部的空气，以保证冷凝器高效正常工作。
[0048]图2给出了本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的总体图。
[0049]本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的总体结构，它的构造包括:蒸发器100、喷射器200、冷凝器300和一些连接管路。在外形上分为左中右三大块:左方是立式的多级蒸发器100，右方是立式的多级冷凝器300，在蒸发器100和冷凝器300每级之间有水平的蒸汽喷射器200。
[0050]它的工作流程为
[0051 ] I，从供热管网来的有一定压力的高温水，通过热水进口 401进入热水管400;
[°°52] 2，热水管400的出水进入水平连接几个分水管，其中，通过第一个分水管402，部分热水进入喷射器200;
[0053]3，喷射器200利用供热管网来的有一定压力的高温水为驱动力，引射蒸发器100第一级蒸发室105内的低压水蒸汽，二者混合形成中等压力的汽水混合物，从喷射器200的出口 206喷出，进入冷凝器300的第一级冷凝室307 ；
[0054]4，蒸发器100是多级蒸发器，部分热水通过热水管400水平连接的第二个分水管403，通过喷射器，引射蒸发器100第二级蒸发室109内的低压水蒸汽，二者混合形成中等压力的汽水混合物，进入冷凝器300的第二级冷凝室308 ；
[0055]5，冷凝器300是多级冷凝器，进入冷凝器300的汽水混合物，对供暖循环水进行加热。供暖循环水的回水从热水进口 310进入多级的冷凝器，加热升温后的供暖循环水从多级的冷凝器的热水出口 302流出，对热用户进行供热；
[0056]6，在冷凝器300内，汽水混合物通过间壁对供暖循环水进行加热后，蒸汽凝结并溶入水中形成中温水，中温水从冷凝器的下部的出水口311流出，通过管路312流进蒸发器100顶部的进水口 101;
[0057]7，中温水进入蒸发器100后，经过从上到下的几个蒸发室逐级蒸发，中温水降温变为低温水，低温水从蒸发器100的底部排水口 110排出，并流回热网的回水管道。
[0058]8，冷凝器300的第一冷凝室307的底部外接一个气水管304，它连接气水室305。气水室305的顶部连接抽气栗，排出第一冷凝室307内部的空气。气水室305的底部306连接排水管，排出第一冷凝室307内的中温水，送到下一级冷凝室。
[0059]9，冷凝器300的第二冷凝室308，即最后一个冷凝室，它的底部的气水管连接气水室309。气水室309的顶部连接抽气栗，排出第二冷凝室309内部的空气。气水室309的底部311连接排水管312，将排出冷凝器的中温水送到蒸发器进水口 1I。
[0060]图3给出了本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的蒸发器结构图。
[0061]本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的蒸发器100，它的外形是一个立式的压力容器，它的结构包括:进水口 101、上封头102、第一级蒸汽出口 103、第一级筛板104、第一级蒸发室105、筒体106、第二级筛板108、第二级蒸发室109、第二级蒸汽出口 107、下封头111和出水口 110。
[0062]中温水通过蒸发器顶部的进水口101进入蒸发器，再通过第一级筛板104的众多孔道向下喷淋，向下进入蒸发器内的第一级蒸发室105。第一级蒸发室105内的压力低于喷淋的中温水对应的饱和压力，所以，中温水进入第一级蒸发室105后立刻部分蒸发，也称作是闪蒸或扩容。
[0063]第一级蒸发室105蒸发产生的蒸汽，通过第一级蒸汽出口103流出，进入第一级喷射器。
[0064]第一蒸发室105蒸发剩余水，通过第二级筛板108向下喷淋流淌，进入第二级蒸发室。
[0065]第二级蒸发室内的压力低于喷淋水温度对应的饱和压力，所以，喷淋水进入第二级蒸发室后立刻部分蒸发，蒸发产生的蒸汽通过第二级蒸汽出口 107流出，再进入第二级喷射器。
[0066]最终，经过两级蒸发的剩余水成为低温水，从下部的出水口111向下流出。由于下降高度差产生静压，低温水压力升高，变成不饱和水，再经水栗排出。
[0067]筛板是多孔板，它的作用是:
[0068]I，对于给定的水流量，筛孔总流通面积的计算，应保证筛板上的水层厚度不低于5厘米，以使上下蒸发室的汽相空间不相通；
[0069]2，从筛板喷淋流下的水流表面，应有足够的面积，以保证水蒸发的换热需要；
[0070]3，筛板上的水流通孔的直径，通常为6?8毫米，不能小6毫米，以防止堵塞。
[0071 ]图4给出了本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的喷射器结构图。
[0072]本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的喷射器200的总体结构包括:喷嘴、吸纳室和扩压器。具体为:吸纳室202、喷嘴203、吸入管207、渐缩管204、喉管205、渐扩管206。扩压器由渐缩管204、喉管205和渐扩管206组成。
[0073]喷射器外接的两个进出管为:高温水的进口201，汽水混合物的出口 208。
[0074]高压的高温水经过进口 201，通过喷嘴203增速减压闪蒸后，形成高速汽水流，进入吸纳室202。同时，被抽蒸汽从吸入管207进入吸纳室202。高速汽水流吸纳被抽蒸汽，两种流体混合均压，再经扩压器的渐缩管204、喉管205和渐扩管206后，增压并形成汽水混合流体后，经过出口 208排出。
[0075]高速汽水流吸纳被抽蒸汽形成混合流，又再被减速增压排出的过程是气流自身运动完成的，故喷射器实质是流体喷射栗。
[0076]图5给出了本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的冷凝器结构图。
[0077]本实用新型喷射式大温差换热装置实施例的冷凝器300，它的外形是上下两级叠落的板式换热器，它的结构包括:热水出口 302、第一级蒸汽进口 301、第一级冷凝室307、第一级气水管304、第一级气水室305、第一级进水口303、第二级冷凝室、第二级蒸汽进口、第二级出水口、第二级气水管、第二级气水室、热水进口。
[0078]第一级喷射器的出口喷出的汽水混合流体，通过冷凝器的第一级蒸汽进口301，进入冷凝器的第一级冷凝室307后，通过冷凝器的板式间壁向供暖循环水传热，汽水混合流体的蒸汽放热后凝结，沿着换热壁面向下流淌，与其余水混合，通过第一级气水管304、第一级气水室305，向下流到第级二冷凝室。第一级冷凝室307内漏入的空气，从第一级气水室305的顶部抽出。
[0079]同样，第二级喷射器的出口喷出的汽水混合流体，通过冷凝器的第二级蒸汽进口，进入冷凝器的第二级冷凝室后，通过冷凝器的板式间壁向供暖循环水传热，汽水混合流体的蒸汽放热后凝结，沿着换热壁面向下流淌，与其余水混合，包括上一级流下的水，通过第二级气水管、第二级气水室，向外流出。第二级冷凝室内漏入的空气，从第二级气水室的顶部抽出。
【主权项】
1.一种喷射式大温差换热装置，它的结构包括:蒸发器、喷射器、冷凝器和一些连接管路；它在外形上分为左中右三大块:左方是立式的多级蒸发器，右方是立式的多级冷凝器，在蒸发器和冷凝器每级之间，设有蒸汽喷射器相连接;热水管的进口与供热管网连通，热水管出口分别与几个分水管连通，每个分水管与对应的一个喷射器连通。2.按照权利要求1所述的一种喷射式大温差换热装置，其特征在于:所述蒸发器，它是一个立式喷淋的蒸发器，它的结构包括:进水口、上封头、第一级蒸汽出口、第一级筛板、第一级蒸发室、筒体、第二级筛板、第二级蒸发室、第二级蒸汽出口、下封头和出水口。3.按照权利要求1所述的一种喷射式大温差换热装置，其特征在于:所述喷射器，它的结构包括:吸纳室、喷嘴、吸入管、渐缩管、喉管、渐扩管。4.按照权利要求1所述的一种喷射式大温差换热装置，其特征在于:所述冷凝器，它的外形是上下两级叠落的板式换热器，它的结构包括:热水出口、第一级蒸汽进口、第一级冷凝室、第一级气水管、第一级气水室、第一级进水口、第二级冷凝室、第二级蒸汽进口、第二级出水口、第二级气水管、第二级气水室、热水进口。
【文档编号】F24D3/04GK205664460SQ201521018596
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年12月5日
【发明人】李伟, 李金峰, 佟博儒, 尚德敏
【申请人】哈尔滨工大金涛科技股份有限公司