專利名稱：高效蒸汽供熱系統(tǒng)的構(gòu)成方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效蒸汽供熱系統(tǒng)的構(gòu)成方法及其裝置。
公知的間接加熱蒸汽供熱系統(tǒng)(簡稱“現(xiàn)行系統(tǒng)”。)由熱源(A)、輸汽管網(wǎng)(B)、用熱設(shè)備(可以是多個(gè)設(shè)備)(C)、疏水閥(每臺(tái)用熱設(shè)備必須配用)(D)、回水管網(wǎng)(E)和凝結(jié)水回水站(F)等各部構(gòu)成。也有在疏水閥后即將凝結(jié)水就地排放的?，F(xiàn)行系統(tǒng)的構(gòu)成如

圖1示。這種系統(tǒng)的熱能利用率很低。構(gòu)成現(xiàn)行系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是疏水閥，系統(tǒng)能否以較高的熱能利用率運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備也是疏水閥。眾所周知，我國現(xiàn)在使用的疏水閥大多數(shù)由于技術(shù)上、工藝方面和檢測手段等諸多原因而質(zhì)量很差，將其用于系統(tǒng)，導(dǎo)致大量一次汽通過疏水閥損失掉。為了提高現(xiàn)行系統(tǒng)的熱能利用率，國內(nèi)外的專業(yè)技術(shù)人員幾乎都把改善和提高疏水閥的性能作為研究方向。值得指出的是現(xiàn)行系統(tǒng)即是使用了優(yōu)質(zhì)疏水閥，其熱能利用率的提高也是有限的。因?yàn)楝F(xiàn)行系統(tǒng)的構(gòu)成理論不夠完備。實(shí)踐證明每臺(tái)用熱設(shè)備均配置疏水閥，使回水管網(wǎng)中的凝結(jié)水呈汽液兩相流動(dòng)狀態(tài)，特別是有大量一次汽漏入的情況下，使凝結(jié)水不能有效地回收，也難于利用回水管網(wǎng)中的低品位能蒸汽(閃蒸汽或二次汽)。
近些年來，首先在日本、美國等國陸續(xù)出現(xiàn)了所謂凝結(jié)水輸送機(jī)和高溫凝結(jié)水回收裝置，隨后在我國也引進(jìn)或參考外來技術(shù)研制了相似的產(chǎn)品，具有一定的節(jié)能效果，是最新的節(jié)能產(chǎn)品。但是，這些產(chǎn)品僅僅是在凝結(jié)水已經(jīng)聚集的情況下解決不用凝結(jié)水泵輸送的問題，而并不具備提高用熱設(shè)備熱能利用率和回收蒸汽凝結(jié)水的能力。因而，它不可能大幅度提高現(xiàn)行系統(tǒng)的熱能利用率。因?yàn)?，這些產(chǎn)品都不涉及現(xiàn)行系統(tǒng)的構(gòu)成方法，仍然靠疏水閥來承擔(dān)阻汽排水作用。
本發(fā)明認(rèn)為，要大幅度提高蒸汽供熱系統(tǒng)的熱能利用率、特別是用熱設(shè)備的熱能利用率，必須提出一種新的系統(tǒng)構(gòu)成方法以形成新的系統(tǒng)形式方能實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明之目的在于提供一種高效蒸汽供熱系統(tǒng)的構(gòu)成方法及其裝置，取消現(xiàn)行系統(tǒng)用熱設(shè)備配置的疏水閥，實(shí)行各用熱設(shè)備的集中疏水，保證一次汽不漏入回水管網(wǎng)，全部回收蒸汽凝結(jié)水，使系統(tǒng)內(nèi)用熱設(shè)備的熱能利用率提高到90%以上，從而使系統(tǒng)總熱能利用率得以大幅度的提高。
本發(fā)明涉及的系統(tǒng)(以下簡稱“新系統(tǒng)”)和裝置依賴下述原理成立;
a.準(zhǔn)均壓原理指用汽壓力相等的所有用熱設(shè)備之用汽壓力應(yīng)保持基本一致，達(dá)到用汽系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)壓力呈準(zhǔn)均壓狀態(tài)，使汽水分離在用熱設(shè)備中完成;
b.集中疏水原理指取消現(xiàn)行系統(tǒng)內(nèi)配置于用熱設(shè)備的疏水閥，代之以一個(gè)可靠性高的自動(dòng)排水裝置(H)來完成眾多設(shè)備的集中疏水。該裝置(H)內(nèi)設(shè)有雙層大厚度水封層以阻止一次汽泄漏;
c.凝結(jié)水過冷原理指凝結(jié)水經(jīng)過專設(shè)的過冷器取得比回水管網(wǎng)末端背壓下飽和溫度低一個(gè)溫度差值(即過冷度)后才能進(jìn)入回水管網(wǎng)。對(duì)凝結(jié)水過冷度的調(diào)節(jié)可以由電動(dòng)或氣動(dòng)或自力式調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn);
d.靜壓輸送原理指凝結(jié)水的輸送依憑自身擁有的壓力(接近用汽系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓力。)來實(shí)現(xiàn)，而不消耗新蒸汽;
e.單一液相流動(dòng)原理指凝結(jié)水進(jìn)入回水管網(wǎng)前已取得過冷度，進(jìn)入回水管網(wǎng)后不再呈汽液兩相流動(dòng)狀態(tài)，而為單一的液相流動(dòng)。由此閃蒸汽(或二次汽)不再產(chǎn)生，低品位能蒸汽的應(yīng)用問題以及難于利用而造成的熱能損失也不再存在了。
依憑上述原理構(gòu)成的新系統(tǒng)如圖2示。
試將圖2與圖1進(jìn)行比較，不難發(fā)現(xiàn)，新系統(tǒng)是將用熱設(shè)備所構(gòu)成的內(nèi)系統(tǒng)、疏水環(huán)節(jié)、回水管網(wǎng)等部納入一個(gè)統(tǒng)一的研究范圍。用熱設(shè)備不再使用疏水閥進(jìn)行疏水，而采用了自動(dòng)排水裝置(H)來實(shí)現(xiàn)集中疏水。這樣，一切進(jìn)入用熱系統(tǒng)的新蒸汽不釋放出所攜帶的潛熱就不可能轉(zhuǎn)入回水管網(wǎng)參與工質(zhì)循環(huán)。同時(shí)凝結(jié)水擁有接近新蒸汽的壓力，可以順利地去到凝結(jié)水收集地而無從損失。閃蒸汽(或二次汽)不再存在和產(chǎn)生。據(jù)計(jì)算，凝結(jié)水為取得過冷度而損失的熱能約占供入用熱設(shè)備內(nèi)系統(tǒng)總熱能的5%。這是新系統(tǒng)構(gòu)成理論唯一損失熱能的環(huán)節(jié)。其他如設(shè)備和內(nèi)部管道的散熱損失可以通過設(shè)計(jì)施工來保證低于4%，這不屬于新系統(tǒng)構(gòu)成理論上的弊端。
本發(fā)明涉及的裝置(即自動(dòng)排水裝置H)是新系統(tǒng)能否成功的關(guān)鍵設(shè)備。該裝置中的自動(dòng)排水閥(X)可以是氣控閥、電控閥或機(jī)械控制閥。在過冷器(Y)中凝結(jié)水為取得過冷度，可以采用水冷或風(fēng)冷來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明與現(xiàn)行系統(tǒng)比較具有下列優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、取消了配置于用熱設(shè)備的疏水閥、降低系統(tǒng)造價(jià)、減少了維修工作量、消除了現(xiàn)行系統(tǒng)存在的各種問題、解決了全部回收凝結(jié)水的問題，使用熱設(shè)備的熱能利用率提高到90%以上。
圖1為現(xiàn)行系統(tǒng)的方框圖。
圖2為本發(fā)明所涉及系統(tǒng)的方框圖。
圖3為自動(dòng)排水裝置(H)的正剖視圖。
圖4為雙閥芯密封組件(W)正剖視圖。
附圖及實(shí)施例新系統(tǒng)內(nèi)的凝結(jié)水聚集于凝結(jié)水干管后再經(jīng)過過濾器從進(jìn)水管(1)進(jìn)入自動(dòng)排水閥(X)，進(jìn)水管(1)下面的擋片(2)阻止凝結(jié)水直接作用于浮子(3)上，內(nèi)腔壁設(shè)置的若干筋條(4)對(duì)浮子(3)限位，使其只能上下運(yùn)動(dòng)。雙閥芯密封組件(W)閥孔的開閉與小閥芯(5)下端小球所在腔能否形成低壓區(qū)有關(guān)。當(dāng)浮子(3)壓于小閥芯(5)上時(shí)，閥孔處于關(guān)閉狀態(tài)。
當(dāng)凝結(jié)水充盈閥內(nèi)后，浮子(3)起浮，小閥芯(5)借助小彈簧(6)伸張力的作用上升，使小球下部所在腔成了低壓區(qū)，在壓差的作用下閥孔被打開，凝結(jié)水排放。當(dāng)凝結(jié)水降至某一設(shè)定低水位時(shí)，浮子(3)重新壓于小閥芯(5)上，同時(shí)在內(nèi)壓力的作用下可靠地關(guān)閉了閥孔，留于閥內(nèi)的凝結(jié)水就成了水封層，與水封容器(Z)構(gòu)成了雙重水封，可有效地阻止蒸汽的泄漏。過冷器(Y)的內(nèi)腔是凝結(jié)水通道，置于腔內(nèi)的若干管子(7)內(nèi)是冷卻介質(zhì)通道。排出的凝結(jié)水在此產(chǎn)生過冷度后進(jìn)入水封容器(Z)，當(dāng)自動(dòng)排水閥(X)閥孔打開后，在工作壓力的作用下水封容器(Z)內(nèi)的凝結(jié)水被壓向凝結(jié)水回收地。為了控制過冷度，在過冷器(Y)的冷卻介質(zhì)出口管路上安裝有膜盒調(diào)節(jié)閥(8)，其開度大小受測溫頭(9)控制。測溫頭(9)內(nèi)裝有膨脹系數(shù)大的介質(zhì)，當(dāng)進(jìn)入水封容器(Z)凝結(jié)水的溫度偏離設(shè)定值時(shí)，測溫頭(9)內(nèi)的介質(zhì)或膨脹或收縮，使膜盒調(diào)節(jié)閥(8)的開度改變，冷卻介質(zhì)的流量也相應(yīng)變化，使過冷度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.高效蒸汽供熱系統(tǒng)的構(gòu)成方法及其裝置，包括熱源(A)、輸汽管網(wǎng)(B)、用熱設(shè)備(C)、回水管網(wǎng)(E)、一個(gè)可以上下浮動(dòng)的浮子(3)和雙閥芯密封組件(W)，其特征是，本發(fā)明涉及的系統(tǒng)取消了用熱設(shè)備配置的疏水閥，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備集中疏水，自動(dòng)排水裝置(H)有一個(gè)自動(dòng)排水閥(X)、一個(gè)過冷器(Y)和水封容器(Z)，自動(dòng)排水閥(X)和水封容器(Z)都與過冷器(Y)連接，自動(dòng)排水閥(X)可以為電控閥或氣控閥或機(jī)械式控制閥，過冷器(Y)的冷卻介質(zhì)可以為水或空氣，對(duì)凝結(jié)水過冷度的調(diào)節(jié)可以由電動(dòng)或氣動(dòng)或自力式調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是自動(dòng)排水閥(X)進(jìn)水管(1)的下端有一擋片(2)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是自動(dòng)排水閥(X)的內(nèi)腔有若干筋條(4)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是雙閥芯密封組(W)設(shè)置在自動(dòng)排水閥(X)的底部。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是浮子(3)的底部與小閥芯(5)的頂部接觸。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是過冷器(Y)的內(nèi)腔設(shè)置有若干管子(7)。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是測溫頭(9)設(shè)置在水封容器(Z)的內(nèi)上部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效蒸汽供熱系統(tǒng)的構(gòu)成方法及其裝置。公知的蒸汽供熱系統(tǒng)采用疏水閥承擔(dān)阻汽排水任務(wù)，系統(tǒng)熱能利用率很低。本發(fā)明提出了一種蒸汽供熱系統(tǒng)新的構(gòu)成方法及其裝置，取消現(xiàn)行系統(tǒng)配置于用熱設(shè)備的疏水閥，實(shí)行多設(shè)備的集中疏水，引入了自動(dòng)控制技術(shù)，全部回收蒸汽凝結(jié)水，維持介質(zhì)的再循環(huán)。新系統(tǒng)中設(shè)備的熱能利用率達(dá)90％以上，從而大幅度提高了供熱系統(tǒng)的熱能利用率。
文檔編號(hào)F24D1/02GK1034260SQ8810037
公開日1989年7月26日 申請(qǐng)日期1988年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月17日
發(fā)明者田中學(xué), 田中榮 申請(qǐng)人:田中學(xué), 田中榮