专利名称：一种乏汽回收装置的制作方法
技术领域：
本发明属于低》显余热回收领域，具体涉及到利用冷水引射低温低压蒸 汽，回收乏汽热能及凝结水，节约能源和水资源，降低工业生产过程所消 耗的能源的乏汽回收装置。
背景技术：
余热回收利用是提高工业生产过程的能源利用率、提高企业效益的有 效措施。低温余热回收是工业余热回收的难点，其关键问题是投资成本及 余热回收效益之间的矛盾。以工业生产中广泛存在的乏汽回收为例，由于 乏汽压力为大气压，且一般含有各种不凝结气体，其中有些组分还有腐蚀 性，采用常规的面式加热器回收其热量，投资大、系统复杂、可靠性低，
使得余热回收的成本较高；另一方面，考虑到加热器结垢的影响，对所加 热的流体要求较高， 一般要求比较干净的冷水，其所产生的热水温度不高， 在工业流程中的用途有限；而工业流程中需要加热的流体一般都含有多种 组分，会在加热面上产生结垢，造成换热管的腐蚀和磨损。目前我国很多 工业企业中，所产生的低压乏汽直接排入大气，既浪费了宝贵的能源和水 资源，又污染了环境。研究开发低压乏汽的高效回收问题是工业余热回收 领域所面临的迫切问题。
喷射技术可利用高压流体的能量引射低压流体，已得到广泛应用。目 前单相气体的喷射技术己基本成熟，汽液两相喷射技术正在完善之中，已 有工业应用；但现有的汽液两相喷射技术不能用于乏汽回收，其主要原因 有(1)乏汽回收过程的乏汽压力很低， 一般在大气压力附近，在低乏汽 压力下要保证出口流体的加热温度，其工作参数与现有的汽液两相喷射升
压加热技术完全不同；(2)乏汽中一般含有液滴和大量的不凝结气体，而 这些不凝结气体对汽液两相喷射过程的影响很大；(3)所加热的流体中一 般含有固体颗粒，因此装置内是复杂的汽液固三相流动，不是单纯的汽液 两相过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、无运动部件的乏汽回收装置， 这种装置采用了喷射技术，解决了现有喷射技术用于乏汽回收中出现的各 种问题，可利用含有固体溶解物及颗粒的冷水引射乏汽，回收低压乏汽的 热量和凝结水，使所加热的流体温度升高，从而节约能源和水资源。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括三通以及对称设置 在三通两侧的前端板和后端板，在前端板上均匀布置有二组以上的水喷 嘴，且在水喷嘴的入口还设置有水旋流器，后端板上对称设置有二组以上 的与水喷嘴相对应的混合腔，水喷嘴的出口设置在该混合腔内，且该混合 腔的入口通道内位于水喷嘴出口的外侧还套装有汽旋流器，所说的后端板 的外侧还设置有与混合腔相连通的后管段。
本发明的水喷嘴及混合腔分别通过水喷嘴定位环和混合腔定位环安 装在前、后盖板上，且水喷嘴和混合腔在同一轴线上；后端板的前后分别 设置有调整水喷嘴与混合腔间距的调整垫；水喷嘴的内部流动通道为渐縮 -水平状结构，渐縮段的倾斜度为1:3 1:5;渐縮段的外壁面为圆柱面， 水平段的外壁面为倾斜锥体，其倾斜度为1:12 1:20;混合腔的内部通道 为渐縮-水平-渐扩状结构，渐縮段的倾斜度为1:8 1:15，水平段长度为其直径的0.1 0.5倍，渐扩段的倾斜度为1:15 1:30;混合腔水平段的 截面面积为水喷嘴出口面积的1.2 3倍；混合腔外表面为两个同心圆柱 面，其中进口端直径小于出口端直径；水旋流器为轴流式，叶片数目为5 10片，出口旋转倾角为20 5 0°;汽旋流器为轴流式，叶片数目为8 2 0片，出口旋转倾角为30 50°;水旋流器叶片倾角与汽旋流器叶片倾 角方向相反。
本发明将带有一定压力的冷水通过收縮式的水喷嘴产生高速射流，其 压力降低到乏汽压力以下，与经过三通进入的低压乏汽充分混合形成混合 气流，在变截面的混合腔内产生激波，乏汽中的蒸汽凝结，实现混合流体 升压和加热，从而实现乏汽的高效回收。由于本发明采用了喷射加热技术， 装置内流体的速度都很高，同时采用了旋流技术，强化了汽液两相之间的 混合过程，并使流动的扰动增大，可解决冷水中固体物质的结垢和堵塞问 题；对喷射装置内流道的几何结构进行了优化，从而可使装置在低乏汽压 力及蒸汽中含有不凝结气体的状况下工作；由于乏汽的压力低、密度小， 设计了较大的进气通道，采用多管喷射单元组合的方式来提高其乏汽回收 能力。
图1是本发明的整体结构示意图2是本发明前、后盖板8、 9的结构示意图3是本发明水喷嘴6的结构示意图4是本发明混合月空4的结构示意图5是本发明三通3的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图l， 2， 5，本发明包括三通3以及对称设置在三通3两侧的前 端板8和后端板9，在前端板8上均匀布置有三组呈120。对称布置水喷嘴 6，且在水喷嘴6的入口还设置有水旋流器7，后端板9上对称设置有三组 与水喷嘴6相对应的混合腔4，水喷嘴6及混合腔4分别通过水喷嘴定位 环11和混合腔定位环2安装在前、后盖板8、 9上，且水喷嘴6和混合腔 4在同一轴线上，水喷嘴6的出口设置在该混合腔4内，且该混合腔4的 入口通道内位于水喷嘴6出口的外侧还套装有汽旋流器5，水旋流器7为 轴流式，叶片数目为5 10片，出口旋转倾角为20 5 0°;汽旋流器5 为轴流式，叶片数目为8 2 0片，出口旋转倾角为30 50。；水旋流器5 叶片倾角与汽旋流器7叶片倾角方向相反，由于水、汽旋流装置的作用， 使得进入混合腔4的流体产生了强烈的旋转作用，加速了汽液两相的混合 过程，抑制了固体颗粒的沉积，后端板9的前后还分别设置有调整水喷嘴 6与混合腔4间距的调整垫1，以满足不同的运行条件，所说的后端板9 的外侧还设置有与混合腔4相连通的后管段10。
参见图3，本发明的水喷嘴6的内部流动通道为渐縮-水平状结构，渐 縮段12的倾斜度为1:3 1:5;渐縮段12的外壁面为圆柱面，水平段13 的外壁面为倾斜锥体，其倾斜度为1:12 1:20。
参见图4，本发明的混合腔4的内部通道为渐縮-水平-渐扩状结构， 渐縮段14的倾斜度为1:8 1:15，水平段15长度为其直径的0. 1 0.5 倍，渐扩段16的倾斜度为1:15 1:30;混合腔4中的水平段15的截面面 积为水喷嘴6出口面积的1. 2 3倍；混合腔4外表面为两个同心圆柱面， 其中进口端直径小于出口端直径。
本发明将带有一定压力的冷水通过收縮式的水喷嘴6产生高速射流， 其压力降低到乏汽压力以下，与经过三通进入的低压乏汽在混合腔4内充 分混合形成混合气流，在变截面的混合腔4内产生激波，乏汽中的蒸汽凝 结，实现混合流体升压和加热，从而实现乏汽的高效回收。
本发明利用多相喷射技术实现了低压乏汽的高效回收，与传统方法相 比，装置尺寸小，结构及系统简单，易加工，成本低；不受结垢、腐蚀及
不凝结气体的影响，适于工业过程的乏汽回收，可节约宝贵的能源和水资 源，在低温余热回收方面有广阔的应用前景。
权利要求
1、一种乏汽回收装置，包括三通(3)以及对称设置在三通(3)两侧的前端板(8)和后端板(9)，其特征在于在前端板(8)上均匀布置有二组以上的水喷嘴(6)，且在水喷嘴(6)的入口还设置有水旋流器(7)，后端板(9)上对称设置有二组以上的与水喷嘴(6)相对应的混合腔(4)，水喷嘴(6)的出口设置在该混合腔(4)内，且该混合腔(4)的入口通道内位于水喷嘴(6)出口的外侧还套装有汽旋流器(5)，所说的后端板(9)的外侧还设置有与混合腔(4)相连通的后管段(10)。
2、 根据权利要求1所述的乏汽回收装置，其特征在于所说的水喷 嘴(6)及混合腔(4)分别通过水喷嘴定位环(11)和混合腔定位环(2) 安装在前、后盖板(8、 9)上，且水喷嘴(6)和混合腔(4)在同一轴线 上。
3、 根据权利要求1所述的乏汽回收装置，其特征在于所说的后端 板(9)的前后分别设置有调整水喷嘴(6)与混合腔(4)间距的调整垫(1)。
4、 根据权利要求1所述的乏汽回收装置，其特征在于所说的水喷 嘴(6)的内部流动通道为i 縮-水平状结构，渐縮段(12)的倾斜度为1:3 1:5;渐缩段(12)的外壁面为圆柱面，水平段(13)的外壁面为倾斜锥 体，其倾斜度为1:12 1:20。
5、 根据权利要求1所述的乏汽回收装置，其特征在于所说的混合 腔(4)的内部通道为渐縮-水平-渐扩状结构，渐縮段(14)的倾斜度为 1:8 1:15，水平段(15)长度为其直径的0.1 0. 5倍，渐扩段(16)的 倾斜度为1:15 1:30;混合腔(4)中的水平段(15)的截面面积为水喷 嘴(6)出口面积的1.2 3倍；混合腔(4)外表面为两个同心圆柱面， 其中进口端直径小于出口端直径。
6、根据权利要求1所述的乏汽回收装置，其特征在于所说的水旋 流器(7)为轴流式，叶片数目为5 10片，出口旋转倾角为20 5 0°; 汽旋流器(5)为轴流式，叶片数目为8 2 0片，出口旋转倾角为30 50°;水旋流器(5)叶片倾角与汽旋流器(7)叶片倾角方向相反。
全文摘要
一种乏汽回收装置，包括三通以及对称设置在三通两侧的前端板和后端板，在前端板上均匀布置有二组以上的水喷嘴，且在水喷嘴的入口还设置有水旋流器，后端板上对称设置有二组以上的与水喷嘴相对应的混合腔，水喷嘴的出口设置在该混合腔内，且该混合腔的入口通道内位于水喷嘴出口的外侧还套装有汽旋流器，所说的后端板的外侧还设置有与混合腔相连通的后管段。本发明将带有一定压力的冷水通过收缩式的水喷嘴产生高速射流，其压力降低到乏汽压力以下，与经过三通进入的低压乏汽在混合腔内充分混合形成混合气流，在变截面的混合腔内产生激波，乏汽中的蒸汽凝结，实现混合流体升压和加热，从而实现乏汽的高效回收。
文档编号F28C3/08GK101169313SQ200710019030
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者严俊杰, 刘继平, 种道彤, 邢秦安 申请人:西安交通大学