專利名稱：小型化雙層管套式盤管減溫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及減溫器裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種小型化雙層管套式盤管減溫器。
背景技術(shù)：
過熱蒸汽是指溫度高于飽和溫度的蒸汽，它的熱量通常以水的焓、潛熱和過熱焓三種形式存在，其中過熱焓的熱量很少。過熱蒸汽的傳熱系數(shù)較低，一般不會直接作為傳熱介質(zhì)使用。由于過熱蒸汽溫度隨熱焓變化大，為控制過熱蒸汽溫度，一般需要對過熱蒸汽進行減溫處理，獲得較穩(wěn)定溫度的過熱蒸汽，以滿足用熱設備的實際需要。減溫器是用來調(diào)節(jié)蒸汽鍋爐輸出蒸汽溫度的主要手段，在一些化工、石油、動力、食品等工業(yè)運行過程中，減溫器主要作用是降低蒸汽溫度，來保護其后的管路和設備。按照減溫方式的不同，減溫器主要分為表面式減溫器和噴水減溫器兩大類，其中表面式減溫器是指一種利用給水或爐水來冷卻蒸汽的面式熱交換器，減溫過程中水與蒸氣不直接接觸。傳統(tǒng)的表面式減溫器多采用U形管、直套管和螺旋管形減溫器。U形管減溫器在使用中蒸汽容易在U形管外壁冷凝，而且U形管彎頭處容易受熱疲勞而斷裂，造成減溫水泄露。普通直套管式減溫器由于減溫水先進入內(nèi)管，溫度最低的減溫水不直接與蒸汽進行熱交換，可避免使用U形管運行時所產(chǎn)生的一些困難，但相對結(jié)構(gòu)比較復雜，且減溫水經(jīng)過減溫器的壓力損失也較大，容易產(chǎn)生應力集中，所以只適合在低、中壓鍋爐上使用。螺旋管形管殼式減溫器由于其構(gòu)造問題，在運行過程中存在發(fā)生振動的可能性，從而可能導致磨損穿孔，影響減溫效果和縮短使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)合理、控溫精度高、占地面積較小、能夠在高中低壓以及超高壓超臨界情況下都可以運行的小型化雙層管套式盤管減溫器。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是小型化雙層管套式盤管減溫器，包括減溫器本體，減溫器本體上設置有可承受高壓、超高壓、甚至超臨界壓力的減溫水進口集箱、過熱蒸汽出口集箱、減溫水出口集箱以及過熱蒸汽進口集箱。減溫器本體的外部設置保溫層殼體，所述的保溫層殼體內(nèi)設置有若干組雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管，所述雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管外管與外管之間設置有固定裝置。由于減溫水與蒸汽逆向熱交換時可能產(chǎn)生振動，受熱時固定裝置可以對盤管間定形，解決了超臨界情況下整體熱膨脹及熱應力的問題，有良好的熱穩(wěn)定性。優(yōu)選地，所述減溫器本體的一側(cè)上設置過熱蒸汽進口集箱和減溫水出口集箱，另一側(cè)設置過熱蒸汽出口集箱和減溫水進口集箱。保證了工作過程中蒸汽由下往上流動，減溫水由上往下流動，兩者形成逆流換熱，增加了換熱效率。優(yōu)選地，所述的減溫水進口集箱、過熱蒸汽出口集箱、減溫水出口集箱以及過熱蒸汽進口集箱的最底端分別設有疏水口，均可承高壓、超高壓、甚至超臨界壓力。設置在減溫水進口集箱和減溫水出口集箱最底端的疏水口主要用于解決在起爐和停爐過程的排水問題，設置在過熱蒸汽出口集箱和過熱蒸汽進口集箱最底端的疏水口則主要用于解決在起爐和停爐過程的排氣問題。同時如果減溫器發(fā)生汽塞、水塞或者“端部效應”等現(xiàn)象，也可以通過疏水口的底部閥門予以處理。優(yōu)選地，所述的雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管中內(nèi)管為減溫水管，過熱蒸汽在內(nèi)管和外管之間的夾套層中流動。優(yōu)選地，所述的內(nèi)管和外管之間焊接有小鋼珠，小鋼珠用以保證雙層管間間隙均
勻，雙層盤管可自由脹縮。優(yōu)選地，所述的內(nèi)管一端水平穿過過熱蒸汽進口集箱后接入減溫水出口集箱，所述的內(nèi)管的另一端水平穿過過熱蒸汽出口集箱后接入減溫水進口集箱。本實用新型的有益效果在于本實用新型采用套式盤管結(jié)構(gòu)，整體熱交換過程起到較大的緩沖作用，能夠承受較大的壓力，可以有效避免熱交換過程中熱偏差、可很好地釋放應力，有效避免阻力過大導致減溫水分布不均或汽化等現(xiàn)象，盤管采用套式形式，由內(nèi)管里的減溫水和夾套層中的蒸汽相互逆流換熱，增加了換熱效率，整體控溫精度經(jīng)過實驗測試可達到±3°C以內(nèi)，相對于只能在中低壓下運行的傳統(tǒng)減溫器，還可以達到在高壓、超高壓和超臨界多種工況下運行。依照熱力結(jié)構(gòu)和強度計算，根據(jù)過熱蒸汽的壓力的大小合理調(diào)控內(nèi)管的減溫水流量，減溫裕度根據(jù)實際測試在50°C內(nèi)可調(diào)。盤管式結(jié)構(gòu)相較于其他類型的換熱面更加密實，可用更少的占地面積達到同樣的減溫效果。

圖1是小型化雙層管套式盤管減溫器的局部剖視圖圖2是小型化雙層管套式盤管減溫器的俯視圖圖3是小型化雙層管套式盤管減溫器本體的剖視圖圖4是圖3所示小型化雙層管套式盤管減溫器本體沿A-A線的放大剖視圖圖5是小型化雙層管套式盤管減溫器本體的俯視圖圖中，盤管1、過熱蒸汽進口 2、過熱蒸汽出口 3、減溫水進口 4、減溫水出口 5、減溫水進口集箱疏水口 6、過熱蒸汽出口集箱疏水口 7、減溫水出口集箱疏水口 8、過熱蒸汽進口集箱疏水口 9、減溫水進口集箱10、過熱蒸汽出口集箱11、減溫水出口集箱12、過熱蒸汽進口集箱13、保溫層殼體14、連接圓鋼段15、異徑接頭16、小鋼珠17。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3、附圖4、附圖5對本實用新型做進一步的詳細描述。本實用新型小型化雙層管套式盤管減溫器包括減溫器本體，如圖2和圖5所示減溫器本體一側(cè)上設置有可承受高壓、超高壓、超臨界壓力的減溫水進口集箱10和過熱蒸汽出口集箱11，另一側(cè)設置有可承受高壓、超高壓、甚至超臨界壓力的減溫水出口集箱12和過熱蒸汽進口集箱13。減溫水進口集箱10、過熱蒸汽出口集箱11、減溫水出口集箱12以及過熱蒸汽進口集箱13的最底端分別設有可承高壓、超高壓、甚至超臨界壓力減溫水進口集箱疏水口 6、過熱蒸汽出口集箱疏水口 7、減溫水出口集箱疏水口 8、過熱蒸汽進口集箱疏水口 9，最頂端分別設有減溫水進口 4、過熱蒸汽出口 3、減溫水出口 5、過熱蒸汽進口 2。如圖3所示減溫器本體的外部設置保溫層殼體14，保溫層殼體14內(nèi)設置有若干組雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管1，內(nèi)管為減溫水管，內(nèi)管與外管之間的夾套層為過熱蒸汽管道。內(nèi)管與外管之間設有小鋼珠17，盤管外管與外管之間焊接有連接圓鋼段15。其中內(nèi)管一端水平穿過過熱蒸汽進口集箱13后接入減溫水出口集箱12，所述的內(nèi)管的另一端水平穿過過熱蒸汽出口集箱11后接入減溫水進口集箱10。如圖2、圖4和圖5所示，減溫水從減溫水進口 4進入減溫水進口集箱10，蒸汽通過過熱蒸汽進口 2進入到過熱蒸汽進口集箱13中。在保溫層殼體14內(nèi)依次設有若干只盤管1，每只盤管I的上端分別與減溫水進口集箱10和過熱蒸汽出口集箱11相連，下端分別與減溫水出口集箱12和過熱蒸汽進口集箱13相連。減溫水進口集箱10中的減溫水從盤管I上端進入到盤管I內(nèi)管中，減溫水沿著內(nèi)管自上而下流動，同時過熱蒸汽進口集箱13中的蒸汽通過盤管I的下端進入到夾套層中，蒸汽在夾套層中自下而上運動，運動過程中減溫水和蒸汽形成逆流換熱，增加了換熱效率。熱交換后的減溫水則從盤管I的下端流出，匯入到減溫水出口集箱12，隨后通過減溫水出口 5排出，預熱后的減溫水可做其他用途。蒸汽通過夾套層向上運動，經(jīng)過盤管I上端的異徑接頭16的位置時改變運動方向，進入到過熱蒸汽出口集箱11后通過過熱蒸汽出口 3排出，在熱交換過程中，盤管I內(nèi)管和外管之間焊接有小鋼珠17保證雙層管間間隙均勻，雙層盤管可自由脹縮。受熱時在盤管外管與外管之間的連接圓鋼段15能夠?qū)ΡP管間定形，有效避免盤管I受熱發(fā)生振動，解決了超臨界下整體熱膨脹及熱應力的問題，有良好的熱穩(wěn)定性。上述結(jié)構(gòu)的減溫器在鍋爐起爐、停爐、維護過程中，由于蒸汽和減溫水的氣壓、溫差等各種參數(shù)都未達到理想狀態(tài)，需要調(diào)試后減溫器可以正常運行，因此需將減溫水進口集箱疏水口 6、過熱蒸汽出口集箱疏水口 7、減溫水出口集箱疏水口 8、過熱蒸汽進口集箱疏水口 9的底部閥門打開，此時蒸汽通過過熱蒸汽出口集箱疏水口 7和過熱蒸汽進口集箱疏水口 9排出，減溫水通過減溫水進口集箱疏水口 6、減溫水出口集箱疏水口 8排出，正常工作時需將各個底部閥門關(guān)閉，如果遇到減溫器發(fā)生汽塞、水塞或者“端部效應”等現(xiàn)象，也可以通過打開底部閥門予以處理。上述結(jié)構(gòu)的減溫器可根據(jù)不同容量的鍋爐，適當?shù)脑黾踊驕p少盤管I的個數(shù)，同時相對應的減溫水進口集箱10、減溫水出口集箱12、過熱蒸汽進口集箱13以及過熱蒸汽出口集箱11也需相應的接長或縮短。本實用新型采用雙層管套式盤管結(jié)構(gòu)，在整體熱交換過程起到較大的緩沖作用，有利于冷熱變化的應力釋放，內(nèi)管與外管中間焊接有小鋼珠保證雙層管間間隙均勻，采用的連接圓鋼段設計有效解決熱膨脹和熱應力問題，相較于其他傳統(tǒng)的減溫器，可以在高中低壓及超高壓超臨界工況下都可以運行，提高了控溫精度、能夠有效避免水塞、氣塞現(xiàn)象，性能更穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.小型化雙層管套式盤管減溫器，包括減溫器本體，減溫器本體上設置有減溫水進口集箱、過熱蒸汽出口集箱、減溫水出口集箱以及過熱蒸汽進口集箱，減溫器本體的外部設置保溫層殼體，其特征在于所述的保溫層殼體內(nèi)設置有若干組雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管，所述雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管外管與外管之間設置有固定裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙層管套式盤管減溫器，其特征在于所述減溫器本體的一側(cè)上設置過熱蒸汽進口集箱和減溫水出口集箱，另一側(cè)設置過熱蒸汽出口集箱和減溫水進口集箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙層管套式盤管減溫器，其特征在于所述的減溫水進口集箱、過熱蒸汽出口集箱、減溫水出口集箱以及過熱蒸汽進口集箱的最底端分別設有疏水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化雙層管套式盤管減溫器，其特征在于所述的雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管中內(nèi)管為減溫水管，過熱蒸汽在內(nèi)管和外管之間的夾套層中流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化雙層管套式盤管減溫器，其特征在于所述的內(nèi)管和外管之間焊接有小鋼珠。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化雙層管套式盤管減溫器，其特征在于所述的內(nèi)管一端水平穿過過熱蒸汽進口集箱后接入減溫水出口集箱，所述的內(nèi)管的另一端水平穿過過熱蒸汽出口集箱后接入減溫水進口集箱。
專利摘要本實用新型公開了一種小型化雙層管套式盤管減溫器，屬于減溫器裝置技術(shù)領(lǐng)域。減溫器本體上設置有減溫水進口集箱、過熱蒸汽出口集箱、減溫水出口集箱以及過熱蒸汽進口集箱，減溫器本體的外部設置保溫層殼體，保溫層殼體內(nèi)設置有若干組雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管，盤管外管與外管之間設置有固定裝置，各個集箱下端設置有疏水口。本實用新型的優(yōu)點是雙層管套式結(jié)構(gòu)的盤管相較于其他換熱面，結(jié)構(gòu)更緊湊穩(wěn)定，能用更少的占地面積達到同樣的換熱效果，提高了控溫精度，還可在高壓超高壓超臨界工況下運行，同時設置的固定部件能夠有效避免整體受熱振動，增強了整體的熱穩(wěn)定性。
文檔編號F22G5/12GK202902259SQ201220644729
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者黃堅, 沈斌斌, 鄧利泉 申請人:克雷登熱能設備(浙江)有限公司