专利名称：供冷节能装置及所用蒸汽泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供冷节能装置及所用蒸汽泵，属于热能转移装置和蒸汽驱动装置。
背景技术：
热电厂蒸汽动力循环装置即使采用了超临界参数，回热循环，再热循环等措施后，热效 率仍然很少超过40%，也就是说燃料中的热量只有40%利用了，其余60%除冬季供暖外， 全部白白排入大气造成热污染，这些热量的大部分是从凝汽器排出的，但一直以来因为其温 度水平过低无法得到利用，被认为是无用能量。
近年来，热泵技术得到迅猛发展，并在节能方面大显身手。热泵优点表现在 输出热量=输入热量+从环境中吸收的热量
实践表明热泵输出热量为输入热量的3到4倍。
然而热泵基本都是以高品质的电能驱动，而化学能(煤)到电能的转化率却很低(约 35%)，从整体上来讲没有真正达到节能的目的，也就是说让电厂使用电驱动式热泵节能是 不合算的。但电厂有低品质的能源--蒸汽，蒸汽驱动式热泵应运而生。
如用蒸汽驱动式热泵对用户进行集体供冷。所需蒸汽为汽轮机末级抽气(压力仅需IMP 左右)，对汽轮机发电影响不大。蒸汽产生的机械能直接转化为热泵的机械能，省去了机械 能到电能，电能到机械能的转换损失。热泵从循环冷却水吸收热量，使循环冷却水降到接近 零度，利用原有供热管道对用户实施供冷，建设成本低。循环冷却水回水(20度左右)直 接进凝汽器，不影响凝汽器真空度，且省去了冷却塔的能量损失和水损失(即节能又节水)。 热泵吸收的热量传递到锅炉给水，对给水进行预热，达到节煤的目的，多余的热量还可用于 吸收式制冷，用于冷库或冰糕厂等。总体上讲不仅煤炭释放的热能全部得到利用，达到真正 节能的目的，还吸收了用户室内的多余热量，即为电厂增效，又为人类造福。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种供冷节能装置及所用蒸汽泵，能够使热电厂排放的蒸汽 的热能得到充分利用，减小热能浪费，保护生存环境。
本实用新型所述的供冷节能装置，锅炉蒸汽连通蒸汽泵的驱动仓进气口，蒸汽泵的驱动仓出气口连通凝汽器，凝汽器中凝结水出口连通锅炉回水管，锅炉回水管上设有蒸汽泵的热 端交换器，凝汽器中循环冷却水管依次连通蒸汽泵的冷端交换器和供冷用户散热片，蒸汽泵 的泵仓出口连通蒸汽泵的热端交换器，蒸汽泵的热端交换器通过膨胀阀连通蒸汽泵的冷端交 换器，冷端交换器连通蒸汽泵的泵仓进口。
可增设中间热交换器和二级蒸汽泵或多级蒸汽泵，中间热交换器的一组进出口分别连通 一级蒸汽泵的泵仓出口和经过膨胀阀连通冷端交换器的进口，另一组进出口分别连通二级蒸 汽泵的泵仓进口和经过膨胀阀连通热端交换器的出口。
其中
蒸汽泵包括驱动仓和泵仓，驱动仓包括驱动仓仓体、轴心偏离于仓体内壁型线中心安装 的转子和密封端盖，隔离板将驱动仓仓体内腔分隔为一级仓和二级仓， 一级仓的进气口为驱 动气体进口， 二级仓的出气口为驱动气体排气口， 一级仓的出气口连通二级仓的进气口；
驱动仓中，转子与仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，驱动仓仓体的进口和出口分别 位于隔离处的两侧，转子周边上分布有带缺口的圆形槽口，槽口中配装有两端带轴承的小叶 片，小叶片根部装大轴承，大轴承装在转子的圆形槽口中，小叶片末端装有小轴承并始终与 驱动仓内腔紧密接触，小叶片与槽口间设有弹簧-，
泵仓包括泵仓仓体、泵仓仓体内的叶片和叶轮轴，叶轮轴直径小于泵仓仓体内腔内径， 叶轮轴一侧与泵仓仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，泵仓仓体的进口和出口分别位于隔离 处的两侧，进口为被动介质进口，出口为被动介质出口，叶片穿过叶轮轴上的叶片穿孔并且
始终与泵仓仓体内腔紧密接触；
驱动仓转子轴与泵仓叶轮轴通过联轴器连接。
春秋不需要供冷时，冷却水可直接通过冷端交换器回流至凝汽器，减少热电厂冷却塔的 热损失和水损失。
在实施过程中，可通过配备温度控制器和电磁阀等，实现过程的自动化控制。 本实用新型供冷节能装置简单合理，成本低，实施改造也不影响热电厂的正常运行，不
仅能够轻松实现热电冷联产，还达到了节能减排增效的目的，经济效益、环境效益和社会效
益显著。
蒸汽泵可用作气体循环泵，如热泵和抽气泵，也可用作液体循环泵，如水泵和油泵等。
图l、本实用新型供冷节能装置实施例结构示意图。 图2、本实用新型蒸汽泵实施例结构示意图。图3、蒸汽泵中的驱动仓结构示意图。
图4、小叶片结构示意图。
图5、图4的左侧视图。
图6、图3中的A部放大图。
图7、蒸汽泵中的泵仓结构示意图。
图8、泵仓中的叶片结构示意图。
图9、泵仓中两个叶片的配合结构示意图。
图10、泵仓内壁型线示意图。
图中1、蒸汽锅炉 2、汽轮机 3、蒸汽泵 4、凝汽器 5、水泵 6、冷端交 换器 7、供冷用户 8、膨胀阀 9、水泵 10、热端交换器 11、膨胀阀 12、中 间交换器 13、蒸汽泵 14、端盖 15、 一级仓 16、转子 17、隔离板 18、转子 轴 19、 二级仓 20、轴承 21、联轴器 22、泵仓 23、叶轮轴 24、叶片 25、 端盖 26、驱动进气口 27、出气口 28、连通管 29、雾化器 30、进气口 31、 驱动出气口 32、小叶片 33、小轴承 34、大轴承 35、弹簧 36、介质进口 37、 介质出口。
具体实施方式
结合上述实施例附图对本实用新型作进一步说明。
如图l、图3所示，本实用新型所述的供冷节能装置，为带有中间换热器的二级蒸汽泵 装置，来自蒸汽锅炉l的蒸汽经过蒸汽泵3的驱动仓进气口，蒸汽泵3的驱动仓出气口连通 凝汽器4，凝汽器4中凝结水出口连通蒸汽锅炉1的回水管，蒸汽锅炉1的回水管上设有蒸 汽泵13的热端交换器10，凝汽器4中循环冷却水管依次连通蒸汽泵3的冷端交换器6和供 冷用户7的散热片，蒸汽泵3的泵仓出口依次经过中间换热器12和膨胀阀8进入冷端换热 器6，再回到蒸汽泵3的泵仓进口，蒸汽泵13的泵仓出口依次经过热端交换器10和膨胀阀 U进入中间交换器12，再回到蒸汽泵13的泵仓进口。
如图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，蒸汽泵包括驱动仓和泵仓22，驱动仓包 括驱动仓仓体、轴心偏离于仓体内壁型线中心安装的转子16和密封用端盖14，隔离板17 将驱动仓内腔分隔为一级仓15(为方便理解，图2中一级仓和二级仓进行了分离独立图示)， 和二级仓19， 一级仓15的进气口为驱动进气口26， 二级仓19的出气口为驱动出气口 31， 一级仓15的出气口 27通过连通管28连通二级仓19的进气口 30，进气口 30内可增设液态 驱动介质喷口并设有雾化器29，用于降低排气温度，提高热利用率。驱动仓中，转子16与仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，驱动仓仓体的进口26和出口 27分别位于隔离处的两侧，转子16周边上分布有带缺口的圆形槽口，槽口中配装有两端带 轴承的小叶片32，小叶片32根部装大轴承34，大轴承34装在转子的圆形槽口中，小叶片 32末端装有小轴承33，小叶片32与槽口间设有弹簧35，并在弹簧35的作用下小轴承33 始终与驱动仓内腔紧密接触，驱动;的仓体内腔内壁为圆形或椭圆形。驱动仓仓体内部可不 使用润滑油，避免对蒸汽造成污染。对于小型设备可省去小叶片末端的小轴承33。
泵仓包括泵仓仓体、泵仓仓体内的叶片24和叶轮轴23，叶轮轴23直径小于泵仓仓体 内腔内径，叶轮轴23与泵仓仓体内腔顶部紧密接触形成隔离处，泵仓仓体的介质进口36和 介质出口37分别位于隔离处的两侧，介质出口37上设回止阀，叶片24穿过叶轮轴23上的 叶片穿孔并且与泵仓仓体内腔紧密接触；图7中的叶轮为单叶片叶轮，也可使用双叶片叶轮， 双叶片叶轮的叶片结构如图8所示，两叶片组合情况如图9所示。
泵仓的仓体内腔内壁为非圆形，如图10型线示意图所示，其型线方程为b=L/2 + e-sinA ，式中L为叶片长度，e为图示中圆心O，与圆心O的圆心距(O，为叶轮轴的圆心， O为外圆圆心)，b为圆心O，到叶轮腔内壁的距离(为型线函数，属于变量，随夹角A的变 化而变化)，A为b与X正轴的夹角，范围为0"360度。叶轮腔内壁的非圆形型线设计， 保证叶片边缘始终与仓体内腔内壁紧密接触而形成隔离，既保证气密性，又将叶片摩擦降到 最小。对于大型设备，也可将叶片上安装轴承，进一步减少摩擦。
转子轴18与叶轮轴23通过联轴器21连接，对应转子轴18和叶轮轴23设有轴承20等。
工作原理
在本实用新型供冷节能装置中，从汽轮机2抽气或蒸汽母管中引出蒸汽，经过蒸汽泵3 的一级仓15， 二级仓19，驱动蒸汽泵驱动仓转子运转后排入凝汽器4.驱动仓转子16通 过转子轴18，联轴器21带动泵仓22内叶轮轴23转动。使与之相通的冷端交换器6中的管 路内的低沸点介质流向中间换热器12中与之相通的管路，由于膨胀阀8的作用两边产生压 差。冷端交换器6中的管路内的低沸点介质压力降低，从管外循环冷却水中吸收热量气化， 通过泵仓进入与之相通的中间换热器12管内，压力升高，液化放热，以液态形式经膨胀阀 8雾化回流冷端交换器6管内。中间换热器12内管路之外为另一种低沸点介质，并与蒸汽 泵13的泵仓，热端交换器10内的管路，膨胀陶ll相连通。同理蒸汽泵13将温度进一步 提高后将热量传递给热端交换器10内管外经过的锅炉给水，起到预热的作用。同时循环 冷却水由于被吸走了热量而温度降低(接近0度)，被输送到用户7散热器中，吸收夏季用 户室内的多余热量达到制冷的目的。在本实用新型蒸汽泵中，从驱动进气口 26进入一级仓15内的高压蒸汽驱动转子16转动， 进而通过二级仓19进一步膨胀驱动转子16转动，从二级仓19的驱动出气口 31排入低压凝 汽器4，安装在转子16周边的小叶片32在弹簧35及蒸汽压力的作用下边缘与驱动仓内壁 紧密接触，蒸汽从高压流向低压驱动转子转动。同时，泵仓内叶轮轴23通过联轴器21与驱 动转子16—起转动，并通过叶片24将介质由介质进口 36吸入，从介质出口37排出，并形 成压差，介质出口 37的回止阀避免介质回流。
权利要求1、一种供冷节能装置，其特征在于锅炉蒸汽连通蒸汽泵的驱动仓进气口，蒸汽泵的驱动仓出气口连通凝汽器，凝汽器中凝结水出口连通锅炉回水管，锅炉回水管上设有蒸汽泵的热端交换器，凝汽器中循环冷却水管依次连通蒸汽泵的冷端交换器和供冷用户散热片，蒸汽泵的泵仓出口连通蒸汽泵的热端交换器，蒸汽泵的热端交换器通过膨胀阀连通蒸汽泵的冷端交换器，冷端交换器连通蒸汽泵的泵仓进口。
2、 根据权利要求1所述的供冷节能装置，其特征在于增设中间热交换器和二级蒸汽泵 或多级蒸汽泵，中间热交换器的一组进出口分别连通一级蒸汽泵的泵仓出口和经过膨胀阀连 通冷端交换器的进口，另一组进出口分别连通二级蒸汽泵的泵仓进口和经过膨胀阀连通热端 交换器的出口。
3、 根据权利要求1或2所述的供冷节能装置，其特征在于蒸汽泵包括驱动仓和泵仓， 驱动仓包括驱动仓仓体、轴心偏离于仓体内壁型线中心安装的转子和密封端盖，隔离板将驱 动仓仓体内腔分隔为一级仓和二级仓， 一级仓的进气口为驱动气体进口， 二级仓的出气口为 驱动气体排气口， 一级仓的出气口连通二级仓的进气口；驱动仓中，转子与仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，驱动仓仓体的进口和出口分别位 于隔离处的两侧，转子周边上分布有带缺口的圆形槽口，槽口中配装有两端带轴承的小叶片， 小叶片根部装大轴承，大轴承装在转子的圆形槽口中，小叶片末端装有小轴承并始终与驱动 仓内腔紧密接触，小叶片与槽口间设有弹簧；泵仓包括泵仓仓体、泵仓仓体内的叶片和叶轮轴，叶轮轴直径小于泵仓仓体内腔内径， 叶轮轴一侧与泵仓仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，泵仓仓体的进口和出口分别位于隔离 处的两侧，进口为被动介质进口，出口为被动介质出口，叶片穿过叶轮轴上的叶片穿孔并且 始终与泵仓仓体内腔紧密接触；驱动仓转子轴与泵仓叶轮轴通过联轴器连接。
4、 一种蒸汽泵，其特征在于包括驱动仓和泵仓，驱动仓包括驱动仓仓体、轴心偏离于 仓体内壁型线中心安装的转子和密封端盖，隔离板将驱动仓仓体内腔分隔为一级仓和二级 仓， 一级仓的进气口为驱动气体进口， 二级仓的出气口为驱动气体排气口， 一级仓的出气口 连通二级仓的进气口；驱动仓中，转子与仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，驱动仓仓体的进口和出口分别位 于隔离处的两侧，转子周边上分布有带缺口的圆形槽口，槽口中配装有两端带轴承的小叶片，小叶片根部装大轴承，大轴承装在转子的圆形槽口中，小叶片末端装有小轴承并始终与驱动 仓内腔紧密接触，小叶片与槽口间设有弹簧；泵仓包括泵仓仓体、泵仓仓体内的叶片和叶轮轴，叶轮轴直径小于泵仓仓体内腔内径， 叶轮轴一侧与泵仓仓体内腔一侧紧密接触形成隔离处，泵仓仓体的进口和出口分别位于隔离 处的两侧，进口为被动介质进口，出口为被动介质出口，叶片穿过叶轮轴上的叶片穿孔并且 始终与泵仓仓体内腔紧密接触；驱动仓转子轴与泵仓叶轮轴通过联轴器连接。
专利摘要本实用新型涉及一种供冷节能装置及所用蒸汽泵，属于热能转移装置和蒸汽驱动装置，锅炉蒸汽连通蒸汽泵的驱动仓进气口，蒸汽泵的驱动仓出气口连通凝汽器，凝汽器中凝结水出口连通锅炉回水管，锅炉回水管上设有蒸汽泵的热端交换器，凝汽器中循环冷却水管依次连通蒸汽泵的冷端交换器和供冷用户散热片，蒸汽泵的泵仓出口连通蒸汽泵的热端交换器，蒸汽泵的热端交换器通过膨胀阀连通蒸汽泵的冷端交换器，冷端交换器连通蒸汽泵的泵仓进口；蒸汽泵包括驱动仓和泵仓。能够使热电厂排放的蒸汽的热能得到充分利用，减小热能浪费，保护生存环境。
文档编号F24F5/00GK201302248SQ200820225400
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者殷红波 申请人:殷红波