本发明涉及一种适用于低压工况的组合射流引射式汽水混合加热装置结构设计，用于汽水表面式换热技术，特别是处于真空状态下的表面式换热技术与装置等领域。
背景技术：
换热器是能实现热交换的设备，广泛应用于化工、医药、火力发电等产业，在火电机组中具有重要作用。
火电机组中的低压加热器是一种换热器，低压加热器将机组冷凝水与汽轮机中做过功的蒸汽进行热交换，提高给水温度以提高热力系统的循环效率。目前，国内外热力发电厂低压加热系统主要采用多级面式加热器加热给水，但面式加热器存在高端差、易结垢、凝结水含铜、系统庞大等问题，特别是处于真空状态下的表面式加热器，这种问题更为严重。针对这些问题，有学者提出采用混合式换热器取代面式换热器，如美国等国家已有电厂采用混合式加热器取代面式换热器。
混合式换热器将低温工质和高温工质直接接触混合进行热交换，其换热效果优于面式换热器，可有效降低端差。引射式换热器是一种直接接触式汽水混合换热器，蒸汽作为热源加热冷水，使出口水温提高；工作方式分为射汽式和射水式两种。单管引射式汽水混合加热器具有结构简单，易于加工且成本低，工作稳定，安装维护方便、密封性好等优点，并且混合式加热器克服了面式换热器高端差的缺点，换热系数得到提高，正在逐渐投入工业应用。但现有的单管引射式汽水混合加热器由于结构尺寸的限制，喉管部分不能很长，使汽液混合不充分，导致加热器加热性能和引射性能降低；且单管引射式汽水混合加热器中汽水混合接触面积小于同体积的多管引射式汽水混合加热器，基于弧形引射室的多管引射式汽水混合加热器在拥有上述优点的同时还增大了换热面积，使换热效果得到进一步提升。
关于引射式汽水混合加热器已有研究，目前主要集中于引射蒸汽加热低温水、升高加热器出口压力、减小加热器工作时的振动和噪声等。如裴志刚等提出的引射式汽水混合高效加热器[申请号：201620014486.9]。其利用重力作用来完成竖直流动的蒸汽与从四周进入的冷水的直接换热，不足在于加热器出口压力较小、使用时需将装置整个浸入冷水中；张伏牛等提出的引射、增压高效换热器[申请号：03241417.X]。其对原有汽水混合加热器进行结构改造，得出补水(回水)管与进水腔呈40～50°夹角时流动阻力最小的结论，并通过减小进水腔截面积来增大流速来达到加强换热的目的；侯长君等提出的一种汽、水直接混合式换热器，混合管中后段管壁上按圆周方向均匀设有圆孔以减小振动[申请号：200520106835.1]；童明伟提出的引射式混和加热器[申请号：201710421925.7]其利用喷射水流引射高温蒸汽进行混合换热，节约了面试加热器的管材同时强化了换热，但其所提出的引射式换热结构仍较复杂，只适用于压力较高的工况同时存在较大的端差；关于处于真空状态下的引射式混合加热器的研究仍未取得较大进展。
对引射式汽水混合加热器现状研究后不难发现，关于多管引射式汽水混合加热器在低压、真空条件下的引射性能、换热性能和结构研究较少，其在电厂参数下的研究及应用仍有较大提升空间。目前正缺一种适用于火电厂低压系统下，特别是处于真空状态下的多管引射式汽水混合高效加热器。
技术实现要素：
针对现有的单管引射式汽水混合加热器存在的热效率低、换热端差大等问题，本发明提供了一种组合射流引射式汽水混合加热装置，该加热器能在低压、真空条件下强化引射，强化换热，降低端差，提升热效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种组合射流引射式汽水混合加热装置，包括缩放弧形混合室、扩压室、汽水混合强化室、多个冷凝水引射入口和至少两个蒸汽入口；
所述缩放弧形混合室的一端面与汽水混合强化室的一端面同轴线连接；所述汽水混合强化室的另一端面与扩压室同轴线连接；所述多个冷凝水引射入口与缩放弧形混合室的另一端面连接，且对称分布；所述缩放弧形混合室喉部的管壁接有至少两个蒸汽入口，且沿缩放弧形混合室喉部截面四周均匀分布，各个蒸汽入口的轴线都在缩放弧形混合室轴线的垂直平分线上；所述汽水混合强化室由第一同心异径管、喉管和第二同心异径管三段组成；
所述多个冷凝水引射入口总截面积与汽水混合强化室喉管截面积之比为0.008～0.02；所述汽水混合强化室喉部与扩压室出口截面积比为2～5；所述缩放弧形混合室端面直径与缩放弧形混合室管长比为0.2～0.5；所述多个冷凝水引射入口总截面积与蒸汽入口总截面积之比为0.03～0.07；所述缩放弧形混合室喉部与端面直径比为0.50～0.99。
本发明的原理是：低压、真空条件下，在缩放弧形混合室内，当过冷水通过冷凝水引射入口时，流速增加，压力降低，在冷凝水引射入口的出口处形成低压区；在低压区卷吸从蒸汽入口进入的蒸汽，与过冷水进行混合，汽、水之间进行能量、动量和质量的交换，混合室缩放弧形的结构强化了引射，使汽、水混合更加剧烈；然后进入汽水混合强化室使汽、水混合进一步强化，水温升高，缩放弧形混合室与汽水混合强化室配合形成两级引射，提高了引射效果；最后进入扩压室，水流压力升高，由此完成过冷水的加热过程。
本发明的技术效果是：本发明扩压室出口的温度较单管引射式混合加热器提高了4.26℃；较电厂原有面式低压加热器出口温度提高了2.3℃，加热器端差由4.15℃降低至1.85℃，无因次换热系数提高了23.6％，引射系数提高了22.6％，换热功率增加3993.06KW。本发明提高了加热器性能，针对660MW机组整体效率可提高0.15％，运行一年可节省8514.72t标煤。
附图说明
图1为一种组合射流引射式汽水混合加热装置的立体结构示意图；
图2为一种组合射流引射式汽水混合加热装置的剖面图；
图中，1—缩放弧形混合室；2—扩压室；3—汽水混合强化室；4—冷凝水引射入口；5—蒸汽入口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
如图1、2所示，一种组合射流引射式汽水混合加热装置，包括缩放弧形混合室1、扩压室2、汽水混合强化室3、多个冷凝水引射入口4和至少两个蒸汽入口5。
缩放弧形混合室1的一端面与汽水混合强化室3的一端面同轴线连接；汽水混合强化室3的另一端面与扩压室2同轴线连接；多个冷凝水引射入口4与缩放弧形混合室1的另一端面连接，且对称分布；缩放弧形混合室1喉部的管壁接有至少两个蒸汽入口5，且沿缩放弧形混合室1喉部截面四周均匀分布，各个蒸汽入口5的轴线都在缩放弧形混合室1轴线的垂直平分线上；汽水混合强化室3由第一同心异径管、喉管和第二同心异径管三段组成。
多个冷凝水引射入口4总截面积与汽水混合强化室3喉管截面积之比为0.008～0.02；汽水混合强化室3喉部与扩压室2出口截面积比为2～5；缩放弧形混合室1端面直径与缩放弧形混合室1管长比为0.2～0.5；多个冷凝水引射入口4总截面积与蒸汽入口5总截面积之比为0.03～0.07；缩放弧形混合室1喉部与端面直径比为0.50～0.99。
在本实施例中，冷凝水引射入口4设置为九个，蒸汽入口5设置为四个。
本发明与现有单管引射式汽水混合加热器的测试结果对比如下表：
从测试结果看出：
本发明扩压室出口温度较电厂原有面式低压加热器出口温度提高了2.3℃，加热器端差由4.15℃降低至1.85℃；较单管引射式混合加热器提高了4.26℃，无因次换热系数提高了23.6％，引射系数提高了22.6％，换热功率增加3993.06KW，机组整体效率可提高0.15％；该660MW机组运行一年，可节省8514.72t标煤。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。