专利名称：立式过热蒸汽蓄热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热能动力装置，具体的说，是一种立式的过热蒸汽蓄热器。
背景技术：
蒸汽蓄热器主要用于热负荷波动的供热和用热系统，将高温高压蒸汽的热量存于容器内的水中，使其成为过饱和水，通过闪蒸产生连续二次蒸汽。传统的蒸汽蓄热器只能输出饱和蒸汽，含水量较大，不能用于饱和蒸汽发电。而且饱和蒸汽容易凝结成水，不能进行长距离输送，更无法并入过热蒸汽管网。在先专利《自动微过热的变压蓄热器》(授权公开号CN200952909Y)提供了一种可以输出过热度为3飞。C和10-20°C的过热蒸汽的卧式蓄热器，可用于饱和蒸汽发电和冶金精炼炉RH炉VD炉用气。但由于罐体为卧式布置，占地面积较大，过热度较低，仍然不能并入过热蒸汽热网。因此，必须开发研制占地面积小、蒸汽过热度高的立式过热蒸汽蓄热器。
发明内容
本发明目的在于提供一种占地面积小，可输出较高过热度的过热蒸汽的立式过热
蒸汽蓄热器。本发明的立式过热蒸汽蓄热器，包括底座和安装在底座上的蓄热器本体，蓄热器本体为上部和下部都连接有球形封头的立式圆筒，蓄热器本体侧壁上设置有充热口，蓄热器本体顶部设置有放热口，蓄热器本体内的底部安装有蒸汽喷射加热器，蒸汽喷射加热器与充热口内端连接，充热口外端通过阀门与外接蒸汽源相连，蓄热器本体内的中部安装有加热筒式加热器，蓄热器本体内的上部安装有高温高压过热器，蓄热器本体上方安装有拉瓦尔管再热器，放热口外端与拉瓦尔管再热器连接，拉瓦尔管再热器连接有蒸汽输出管。优选的是，蒸汽喷射加热器与加热筒式加热器之间的蓄热器本体内设置有内部充满不锈钢丝屑的圆形挡箱，挡箱的上表面和下表面都设置有气孔，挡箱内不锈钢丝屑的厚度为 IOOmm 300mm。优选的是，蒸汽喷射加热器与加热筒式加热器之间平行设置有多个孔板，每个孔板上的孔的孔径和位置都不相同。优选的是，所述的孔板至少设置有5个。优选的是，所述的蒸汽喷射加热器为倒置的锥型喷射箱，喷射箱的顶面设置有若干个喷孔，喷射箱底部通过管路与充热口内端连接。优选的是，蓄热器本体内的中部自下而上安装有多个加热筒式加热器。优选的是，所述的加热筒式加热器，包括连接有多个加热筒的分配支管，与分配支管对应的蓄热器本体侧壁上都设置有充热口，分配支管都通过管路与对应的充热口内端连接。优选的是，所述的加热筒式加热器至少安装3个，每个加热筒式加热器的分配支管上至少安装141个加热筒。
优选的是，所述的加热筒包括外套筒、安装在外套筒内的内套筒和喷头，内套筒的侧壁上设置有若干个通孔，喷头与分配支管通过管路连接。优选的是，所述的高温高压过热器包括对称设置的两个圆柱状联箱，两个联箱之间竖直方向设置有多个过热管层，过热管层由多个等距平行设置的过热管组成，过热管两端都分别与两个联箱连接，相邻过热管层的过热管不在同一竖直轴线上，每个过热管层中相邻的两个过热管之间的距离小于3mm，与高温高压过热器对应的蓄热器本体的侧壁上设置有高温高压蒸汽输入口和高温高压蒸汽输出口，一个联箱通过管路与高温高压蒸汽输入口内端相连，另一个联箱通过管路与高温高压蒸汽输出口内端连接，高温高压蒸汽输入口外端通过阀门与高温高压蒸汽源连接。优选的是，所述的过热管层至少设置有7个，每个过热管层设置的过热管至少有60个。优选的是，所述的拉瓦尔管再热器安装有多个，拉瓦尔管再热器包括罐体，罐体上都设置有入口和出口，与拉瓦尔管再热器对应的蓄热器本体的外壁上都设置有放热口，放热口外端都通过阀门与对应的拉瓦尔管再热器罐体的入口相连，拉瓦尔管再热器罐体的内都安装有与出口相连的拉瓦尔管，拉瓦尔管再热器罐体的侧壁上设置有辅助进气口，辅助进气口通过管路与高温高压蒸汽输出口连接，拉瓦尔管再热器罐体上的出口都通过管路与蒸汽输出管连接，拉瓦尔管再热器罐体的入口内端安装有波纹板百叶窗式汽水分离器，拉瓦尔管再热器罐体内的拉瓦尔管的入口上安装有管孔式汽水分离器。优选的是，拉瓦尔管再热器至少安装有4个。本发明的有益效果是立式过热蒸汽蓄热器的蓄热器本体为立式，占地面积小，设置有蒸汽喷射加热器、加热筒式加热器、高温高压过热器和拉瓦尔管再热器，可输出过热度为5(noo°c的过热蒸汽，可并入过热蒸汽热网中。过热蒸汽产生过程中无振动、无噪声、无水击，蒸汽喷射加热器向蓄热器本体内喷入蒸汽，提高了蒸汽进入速度的同时增加了喷出蒸汽的温度，热量输入速度快，蒸汽喷射加热器与加热筒式加热器之间设置的挡箱或孔板，可防止蒸汽喷射加热器喷射造成的喷溅，同时增加了换热面积，减少了热量损失，拉瓦尔管再热器罐体内的波纹板百叶窗式汽水分离器和管孔式汽水分离器可去除蒸汽中的水，保证了输出的过热蒸汽的质量，加热筒式加热器、高温高压过热器和拉瓦尔管再热器都通过阀门与相应蒸汽源连接，通过阀门，控制加热筒式加热器的接入数量、高温高压过热器的接入与否、拉瓦尔管再热器的接入数量，以及控制加热筒式加热器、高温高压过热器和拉瓦尔管再热器输入蒸汽的温度和压力，使蓄热器可输出过热度为5(T10(TC的过热蒸汽，也可输出过热度为3飞。C和1(T15°C的过热蒸汽，适用范围广，使用灵活性强。在热负荷波动较大的供热或用热系统中使用，可提高锅炉的燃烧效率，提高机组的运行热效率，提高能源的利用率，具有节能减排的巨大效益。
附图1为带有挡箱结构的立式过热蒸汽蓄热器的透视结构 附图2为带有孔板结构的立式过热蒸汽蓄热器的透视结构 附图3为立式过热蒸汽蓄热器的俯视 附图4为立式过热蒸汽蓄热器高温高压过热器部分的俯视结构图； 附图5为立式过热蒸汽蓄热器加热筒式加热器的加热筒的透视结构 附图6为立式过热蒸汽蓄热器拉瓦尔管再热器的剖视图。
具体实施例方式本发明的立式过热蒸汽蓄热器，如图1至2所示，包括底座I和安装在底座I上的蓄热器本体2，蓄热器本体2为上部和下部都连接有球形封头3的立式圆筒4，蓄热器本体2侧壁上设置有充热口 5，蓄热器本体2顶部设置有放热口 6，蓄热器本体2内的底部安装有蒸汽喷射加热器7，蒸汽喷射加热器7与充热口 5内端连接，充热口 5外端通过阀门与外接蒸汽源8相连，蓄热器本体2内的中部安装有加热筒式加热器9，蓄热器本体2内的上部安装有高温高压过热器10，蓄热器本体2上方安装有拉瓦尔管再热器11，放热口 6外端与拉瓦尔管再热器11连接，拉瓦尔管再热器11连接有蒸汽输出管12。如图1所示，蒸汽喷射加热器7与加热筒式加热器9之间的蓄热器本体2内设置有内部充满不锈钢丝屑13的圆形挡箱14，挡箱14的上表面和下表面都设置有气孔，挡箱14内不锈钢丝屑13的厚度为100mnT300mm。如图2所示，蒸汽喷射加热器7与加热筒式加热器9之间也可平行设置有多个孔板15，每个孔板15上的孔的孔径和位置都不相同，孔板15至少设置5个。蒸汽喷射加热器7为倒置的锥型喷射箱16，喷射箱16的顶面设置有若干个喷孔，喷射箱16底部通过管路与充热口 5内端连接。蓄热器本体2内的中部自下而上安装有多个加热筒式加热器9。加热筒式加热器9，包括连接有多个加热筒17的分配支管18，与分配支管18对应的蓄热器本体2侧壁上都设置有充热口 5，分配支管18都通过管路与对应的充热口 5内端连接。加热筒式加热器9至少安装3个，每个加热筒式加热器9的分配支管18上至少安装141个加热筒17。如图5所示，加热筒17包括外套筒19、安装在外套筒19内的内套筒20和喷头21，内套筒20的侧壁上设置有若干个通孔，喷头21与分配支管18通过管路连接。如图4所示，高温高压过热器10包括对称设置的两个圆柱状联箱22，两个联箱22之间竖直方向设置有多个过热管层，过热管层由多个等距平行设置的过热管23组成，过热管23两端都分别与两个联箱22连接，相邻过热管层的过热管22不在同一竖直轴线上，每个过热管层中相邻的两个过热管22之间的距离小于3mm，过热管层至少设置有7个，每个过热管层设置的过热管23至少有60个。与高温高压过热器10对应的蓄热器本体2的侧壁上设置有高温高压蒸汽输入口 24和高温高压蒸汽输出口 25，一个联箱22通过管路与高温高压蒸汽输入口 24内端相连，另一个联箱22通过管路与高温高压蒸汽输出口 25内端连接，高温高压蒸汽输入口 24外端通过阀门与高温高压蒸汽源连接。如图3所示，拉瓦尔管再热器11至少安装有4个，拉瓦尔管再热器11包括罐体26，罐体26上都设置有入口 27和出口 28，与拉瓦尔管再热器11对应的蓄热器本体2的外壁上都设置有放热口 6，放热口 6外端都通过阀门与对应的拉瓦尔管再热器11罐体26的入口 27相连，如图6所示，拉瓦尔管再热器11罐体26的内都安装有与出口 28相连的拉瓦尔管29，拉瓦尔管再热器11罐体26的侧壁上设置有辅助进气口 30，辅助进气口 30通过管路与高温高压蒸汽输出口 25连接，拉瓦尔管再热器11罐体26上的出口 28都通过管路与蒸汽输出管12连接，拉瓦尔管再热器11罐体26的入口 27内端安装有波纹板百叶窗式汽水分离器31，拉瓦尔管再热器11罐体26内的拉瓦尔管29的入口上安装有管孔式汽水分离器32。蓄热器本体2内装有软化水或除盐水，充水系数(即蓄热器的有效容积)为75% 80%。设定蓄热器本体2内的压力为P，外接蒸汽源8的压力为P1，蒸汽输出管12外端的压力为P2。需要输出过热度为5(T10(TC的过热蒸汽时，工作过程如下
当蓄热器内的压力？〈 1时，充热口 5外端的阀门打开，蓄热器充热，通过蒸汽喷射加热器7的喷孔将外接蒸汽源8中的蒸汽喷入水中，依次通过分配支管18和加热筒17将外接 蒸汽源8中的蒸汽喷入水中，使蓄热器内的压力上升，温度提高，直至蓄热器内的压力P=P1时，充热口 5外端的阀门关闭，蓄热器停止充热。 当蓄热器内的压力P>P2时，放热口 6处的全部阀门打开，蓄热器放热，使蓄热器内的压力下降，温度降低，过饱和水闪击蒸发为饱和蒸汽，直至蓄热器内的压力P=P2时，放热口 6处的全部阀门关闭，蓄热器停止放热。蓄热器的充热和放热可同时进行。高温高压蒸汽源通过高温高压蒸汽输入口 24向高温高压过热器10输入高温高压且恒温恒压的过热蒸汽，高温高压且恒温恒压的过热蒸汽从高温高压蒸汽输入口 24进入，依次通过联箱22、过热管23和另一个联箱联箱22，从高温高压蒸汽输出口 25流出，然后依次通过管路和辅助进气口 30，进入拉瓦尔管再热器11罐体26内的拉瓦尔管29中。饱和蒸汽上升，流过高温高压过热器10交错排布的过热管层，被高温高压过热器10的过热管23加热成过热蒸汽。过热蒸汽继续上升，通过放热口 6和拉瓦尔管再热器11罐体26的入口 27以及波纹板百叶窗式汽水分离器31，进入拉瓦尔管再热器11的罐体26内，通过拉瓦尔管29入口上安装的管孔式汽水分离器32进入拉瓦尔管29，并从拉瓦尔管再热器11罐体26的出口28流出到蒸汽输出管12。进入拉瓦尔管29的过热蒸汽加速并绝热膨胀，使从拉瓦尔管29中流出的蒸汽为过热度更高的过热蒸汽，多个拉瓦尔管再热器11的同时对过热蒸汽进行加热和过热膨胀，使汇入蒸汽输出管12的过热蒸汽的过热度达到5(TlO(rC，通过蒸汽输出管12将过热蒸汽送入过热蒸汽热网，供给用户使用。在过热蒸汽工作过程中，若关闭高温高压蒸汽输入口 24外端的阀门，停止向高温高压过热器10内输入高温高压蒸汽，同时在蓄热器放热时只打开两个放热口 6，此时饱和蒸汽直接上升流入拉瓦尔管再热器11罐体26中，拉瓦尔管再热器11罐体26内的拉瓦尔管29将饱和蒸汽加速并提高饱和蒸汽的温度，使饱和蒸汽加热成过热蒸汽，两个拉瓦尔管再热器11的拉瓦尔管29同时对过热蒸汽进行加热，使汇入蒸汽输出管12的过热蒸汽的过热度为1(T15°C，通过蒸汽输出管12将过热蒸汽输送给真空冶炼的VD炉或RH炉使用。在过热蒸汽工作过程中，若关闭高温高压蒸汽输入口 24外端的阀门，停止向高温高压过热器10内输入高温高压蒸汽，同时在蓄热器放热时只打开一个放热口 6，此时拉瓦尔管再热器11输出的过热蒸汽的过热度为3飞。C，通过蒸汽输出管12将过热蒸汽输送给饱和蒸汽发电机使用。
权利要求
1.一种立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，包括底座(I)和安装在底座(I)上的蓄热器本体(2)，蓄热器本体(2)为上部和下部都连接有球形封头(3)的立式圆筒(4)，蓄热器本体(2 )侧壁上设置有充热口( 5 )，蓄热器本体(2 )顶部设置有放热口( 6 )，蓄热器本体(2 )内的底部安装有蒸汽喷射加热器(7 )，蒸汽喷射加热器(7 )与充热口( 5 )内端连接，充热口( 5 )外端通过阀门与外接蒸汽源(8)相连，蓄热器本体(2)内的中部安装有加热筒式加热器(9)，蓄热器本体(2)内的上部安装有高温高压过热器(10)，蓄热器本体(2)上方安装有拉瓦尔管再热器(11)，放热口(6)外端与拉瓦尔管再热器(11)连接，拉瓦尔管再热器(11)连接有蒸汽输出管(12)。
2.根据权利要求1所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，蒸汽喷射加热器(7)与加热筒式加热器(9)之间的蓄热器本体(2)内设置有内部充满不锈钢丝屑(13)的圆形挡箱(14)，挡箱(14)的上表面和下表面都设置有气孔，挡箱(14)内不锈钢丝屑(13)的厚度为1 OOmnT^OOmm。
3.根据权利要求1所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，蒸汽喷射加热器(7)与加热筒式加热器(9)之间平行设置有多个孔板(15)，每个孔板(15)上的孔的孔径和位置都不相同。
4.根据权利要求3所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的孔板(15)至少设置有5个。
5.根据权利要求1所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的蒸汽喷射加热器(7)为倒置的锥型喷射箱(16)，喷射箱(16)的顶面设置有若干个喷孔，喷射箱(16)底部通过管路与充热口(5)内端连接。
6.根据权利要求1所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，蓄热器本体(2)内的中部自下而上安装有多个加热筒式加热器(9)。
7.根据权利要求6所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的加热筒式加热器(9)，包括连接有多个加热筒(17)的分配支管(18)，与分配支管(18)对应的蓄热器本体(2)侧壁上都设置有充热口( 5 )，分配支管(18 )都通过管路与对应的充热口( 5 )内端连接。
8.根据权利要求7所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的加热筒式加热器(9)至少安装3个，每个加热筒式加热器(9)的分配支管(18)上至少安装141个加热筒(17)。
9.根据权利要求7所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的加热筒(17)包括外套筒(19)、安装在外套筒(19)内的内套筒(20)和喷头(21)，内套筒(20)的侧壁上设置有若干个通孔，喷头(21)与分配支管(18)通过管路连接。
10.根据权利要求1所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的高温高压过热器(10)包括对称设置的两个圆柱状联箱(22)，两个联箱(22)之间竖直方向设置有多个过热管层，过热管层由多个等距平行设置的过热管(23 )组成，过热管(23 )两端都分别与两个联箱(22)连接，相邻过热管层的过热管(22)不在同一竖直轴线上，每个过热管层中相邻的两个过热管(22)之间的距离小于3mm，与高温高压过热器(10)对应的蓄热器本体(2)的侧壁上设置有高温高压蒸汽输入口(24)和高温高压蒸汽输出口(25)，一个联箱(22)通过管路与高温高压蒸汽输入口(24)内端相连，另一个联箱(22)通过管路与高温高压蒸汽输出口(25)内端连接，高温高压蒸汽输入口(24)外端通过阀门与高温高压蒸汽源连接。
11.根据权利要求10所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的过热管层至少设置有7个，每个过热管层设置的过热管(23)至少有60个。
12.根据权利要求10所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，所述的拉瓦尔管再热器(11)安装有多个，拉瓦尔管再热器(11)包括罐体(26)，罐体(26)上都设置有入口(27)和出口( 28)，与拉瓦尔管再热器(11)对应的蓄热器本体(2)的外壁上都设置有放热口(6)，放热口(6)外端都通过阀门与对应的拉瓦尔管再热器(11)罐体(26)的入口(27)相连，拉瓦尔管再热器(11)罐体(26)的内都安装有与出口(28)相连的拉瓦尔管(29)，拉瓦尔管再热器(11)罐体(26 )的侧壁上设置有辅助进气口( 30 )，辅助进气口( 30 )通过管路与高温高压蒸汽输出口( 25 )连接，拉瓦尔管再热器(11)罐体(26 )上的出口( 28 )都通过管路与蒸汽输出管(12)连接，拉瓦尔管再热器(11)罐体(26)的入口(27)内端安装有波纹板百叶窗式汽水分离器(31)，拉瓦尔管再热器(11)罐体(26)内的拉瓦尔管(29)的入口上安装有管孔式汽水分离器(32)。
13.根据权利要求12所述的立式过热蒸汽蓄热器，其特征在于，拉瓦尔管再热器(11)至少安装有4个。
全文摘要
一种立式过热蒸汽蓄热器，包括底座和安装在底座上的蓄热器本体，蓄热器本体内的底部安装有蒸汽喷射加热器，蒸汽喷射加热器与充热口内端连接，蓄热器本体内的中部安装有加热筒式加热器，蓄热器本体内的上部安装有高温高压过热器，蓄热器本体上方安装有拉瓦尔管再热器。立式过热蒸汽蓄热器占地面积小，蓄热器可输出过热度为50~100℃的过热蒸汽，可并入过热蒸汽热网中，也可输出过热度为3~5℃和10~15℃的过热蒸汽，适用范围广，使用灵活性强。在热负荷波动较大的供热或用热系统中使用，可提高锅炉的燃烧效率，提高机组的运行热效率，提高能源的利用率，具有节能减排的巨大效益。
文档编号F28D20/00GK103017584SQ20121053210
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者张德时, 赵宽 申请人:张德时, 赵宽