一种夹套式双用旋风变温器的制作方法

1.本发明涉及蒸汽降温设备技术领域，具体涉及一种夹套式双用旋风变温器。

背景技术：

2.联合循环热电、石化裂解、动力中心等需要过热蒸汽减温的场合，减温器作为主要过热蒸汽主要减温设备，其使用范围非常广泛。在实际工艺生产中通过每个减温器进行减温，满足下游不同阶段生产设备需要，过热蒸汽的减温精度直接影响下游产品的生产品质。减温器是用水作冷却介质调节过热式再热汽温的装置，其作用是控制和保持过热汽温或再热汽温为规定值，并防止其后的过热器、再热器管壁受热。
3.减温器分表面式和喷水式两类。表面式减温器是一种在圆柱形的筒体内装有u形管或盘香管的间壁式热交换器，以给水作为冷却水在管内流动，对冷却水的水质无特殊要求，但体积大，易产生热疲劳，调节延迟大且调节范围较小，适用于低、中压锅炉。如公开号为cn207865367u的中国专利文献所公开的减温器，采用螺旋式换热管具有增大其换热面积，能快速减温，有效控制减温器内过热蒸汽温度的作用，大幅度提高了减温器灵敏度，为余热锅炉安全运行提供了保障支持。
4.喷水式减温器的工作原理是高温蒸汽从减温器进口端被引入文丘里管，而水经文丘里管喉部喷嘴喷入，形成雾状水珠与高速蒸汽流充分混合，并经一定长度的套管，由另一端引出减温器。这样喷入的水吸收了过热蒸汽的热量而变为蒸汽，使汽温降低。由于对减温水的品质要求很高，有些锅炉利用自制冷凝水作为减温水水源。但现代高参数锅炉的给水品质很高，所以广泛采用锅炉给水作为减温水源，这样就大大减化了设备系统。诸如公开号为cn107709880 a、cn2636182y、cn102588947a均公开了不同的喷水式减温器。
5.针对喷水式减温器，现有技术均是通过插入筒体内的喷嘴喷出冷却水来与高温蒸汽混合的形式，存在以下不便：1.喷嘴以及连接喷嘴供水的管道插入至筒体内，组装困难，提高制造成本；2.喷嘴一般延伸位于筒体中，如此大部分冷却水与过热蒸汽在筒体的中部混合，混合面积小，而只有少部分冷却水从筒体壁面流经，这样从筒体壁面流过的过热蒸汽减温不均匀不充分；进一步的，过热蒸汽与筒体内壁面直接冲击接触，导致筒体壁面温度过高，降低设备使用寿命。
6.再者，受现有喷嘴以及内部结构的限制，现有的减温器只能用于减温，而不适用于加热，因此减温和增温加热要配备单独的设备，占地空间大，工业成本高。

技术实现要素：

7.针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种夹套式双用旋风变温器。
8.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
9.提供一种夹套式双用旋风变温器，包括供过热蒸汽/中温蒸汽朝后流通的筒体，筒体的前端连接有进口连接管道，筒体的后端连接有出口连接管道，其特征是：筒体的靠近前端的外侧设置有环状的夹套，夹套与筒体外壁共同围成环形的分流腔，夹套设置有连通分
流腔的介质流进管；筒体的对应分流腔的侧壁设置有多个喷射孔，多个喷射孔绕筒体的周向分布，喷射孔的中心线与筒体的轴向以及径向均形成角度，以使得经由喷射孔进入的减温水/过热蒸汽沿筒体内壁螺旋地朝后流动形成水膜/蒸汽膜。
10.作为进一步具体方案，筒体包括朝后依次布置的直筒状的喷筒和内径逐渐缩小的旋风筒，所述夹套以及喷射孔布置于喷筒，以在喷筒以及旋风筒内形成所述水膜/蒸汽膜。
11.作为进一步具体方案，筒体还包括设置于喷筒后端的内径朝前逐渐增大的过渡段和位于旋风筒前端的直筒状的二次混合筒。
12.作为进一步具体方案，多个所述喷射孔布置在所述筒体的同一径向截面上。
13.作为进一步具体方案，多个所述喷射孔布置在所述筒体的不同径向截面上，不同径向截面的喷射孔在筒体轴向对齐或错开布置，不同径向截面的喷射孔的所述角度相同或不同。
14.作为进一步具体方案，多个所述喷射孔绕所述筒体周向等间距均匀分布；或多个所述喷射孔绕所述筒体周向非等间距非均匀分布。
15.作为进一步具体方案，所述介质流进管的端口设置有进口法兰组件。
16.作为进一步具体方案，所述介质流进管的数量为一条或两条以上。
17.作为进一步具体方案，所述分流腔设置有疏水阀。
18.本发明的有益效果：
19.本发明的一种夹套式双用旋风变温器，实际应用中，用作减温器时，在筒体的前端流入过热蒸汽，而在介质流进管流入减温水，过热蒸汽经由减温水降温后从筒体后端流出；而用作加热器时，筒体的前端流入中压蒸汽，而在介质流进管流入过热蒸汽，中压蒸汽经由高压蒸汽加热后从筒体的后端流出。与现有技术相比，具有以下优点：
20.(1)用作减温时，沿筒体内壁螺旋的减温水水膜能够充分与过热蒸汽相互之间水汽混合接触，换热效果好，过热蒸汽减温更均匀；用作加热器时，沿筒体内壁螺旋的过热蒸汽形成蒸汽膜，旨在隔绝而不在于汽汽混合，能够保护中间的中压蒸汽顺利通过，中压蒸汽不会因为遇冷壁面而凝结，因此不需要整个筒体都充满饱和过热蒸汽，过热蒸汽少，达到节能效果。在以上前提下能够缩短变温器整体的长度，降低制造成本和提高经济效益；
21.(2)用作减温时，筒体内壁与过热蒸汽之间存在一层减温水水膜，且水膜汽化能够带走大量热量，有效降低筒体侧壁温度，减少过热蒸汽对筒壁的热冲击，延长使用寿命；
22.(3)减温水/过热蒸汽螺旋流动，对筒体内壁冲击压力小；
23.(4)筒体内无传统的减温水喷嘴以及文丘里管，结构简单，制造方便。
附图说明
24.图1为实施例中的一种夹套式双用旋风变温器的结构示意图。
25.图2为实施例中的一种夹套式双用旋风变温器的另一视角的结构示意图。
26.图3为另一实施例的结构示意图，示出了两排的喷射孔。
27.图4为图3的其一径向截面剖视图。
28.图5为图3另一径向截面的剖视图，主要与图4共同示出不同截面的喷射孔角度以及布置的差异。
29.附图标记：
30.筒体1、过渡段11、喷筒12、旋风筒13、二次混合筒14、喷射孔15；
31.夹套2、分流腔3、介质流进管4、进口法兰组件5；
32.进口连接管道6、出口连接管道7。
具体实施方式
33.以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。
34.本实施例的一种夹套式双用旋风变温器，能够用作减温器或加热器，以下以减温器为例说明，如图1和图2所示，包括供过热蒸汽由左向右朝后流通的横向布置的筒体1，筒体1的前端连接有进口连接管道6用于流入过热蒸汽，筒体1的后端连接有出口连接管道7用于流出减温后的过热蒸汽，作为改进的是：筒体1的靠近前端的外侧设置有环状的夹套2，夹套2与筒体1外壁共同围成环形的分流腔3，夹套2设置有连通分流腔3的介质流进管4，本例的介质流进管4数量为两条，其中一条对应的分流腔3处设置有疏水阀以在使用后排放。介质流进管4的端口设置有进口法兰组件5用于连接外围的供水机构。筒体1的对应分流腔3的侧壁设置有多个喷射孔15，多个喷射孔15绕筒体1的周向分布，喷射孔15的中心线与筒体1的轴向形成角度α，而与径向形成角度β，以使得使用时减温水从介质流进管4进入分流腔3分流后，经由喷射孔15进入筒体1内的减温水沿筒体1内壁螺旋地朝后(图中由左向右)流动形成水膜。实际中根据工艺条件，经过cfd模拟计算，确定喷射孔15的数量、孔径以及角度大小。
35.与现有技术相比，由于过热蒸汽有蒸发的趋势而往筒体1壁面流动，因此沿筒体1内壁螺旋的减温水水膜能够充分与过热蒸汽接触，换热效果好，过热蒸汽减温更均匀，在此前提下能够缩短减温器的长度，降低制造成本和提高经济效益。筒体1内壁与过热蒸汽之间存在一层减温水水膜，且水膜汽化能够带走大量热量，有效降低筒体1侧壁温度，减少过热蒸汽对筒壁的热冲击，延长使用寿命。减温水螺旋流动，对筒体1内壁冲击压力小。筒体1内无传统的减温水喷嘴以及文丘里管，结构简单，制造方便。
36.实际中改为用作加热器时，结构几乎不变，而在进口连接管道6流入中温蒸汽，对应在介质流进管4流入过热蒸汽。由此可见，筒体1前端流进的是过热蒸汽/中温蒸汽，而介质流进管流进的是减温水/过热蒸汽，很明显，此处的“/”代表的是“或”关系，即“进口连接管道6流入中温蒸汽-介质流进管4流入过热蒸汽-筒体1内形成水膜”一一对应；而“进口连接管道6流入中温蒸汽-介质流进管4流入过热蒸汽-筒体1内形成蒸汽膜”一一对应。
37.本实施例中，筒体1包括朝后依次布置的内径朝前逐渐增大的过渡段11、直筒状的喷筒12、内径逐渐缩小的旋风筒13和直筒状的二次混合筒14，所述夹套2以及喷射孔15布置于喷筒12，以在喷筒12以及旋风筒13形成所述水膜/蒸汽膜。
38.本实施例中，如图1和图2所示，多个所述喷射孔15布置在所述筒体1的同一径向截面上。实际中可以改为如图3至图5所示，多个所述喷射孔15布置在所述筒体1的不同径向截面上，图3是呈两个环形布置，即两排，实际可以改为多排。只要如图4和图5所示，不同径向截面的喷射孔15在筒体轴向错开布置，实际根据需要可改为对齐布置。图4和图5不同径向截面的喷射孔15的所述角度相同，实际可根据需求可改为不同。本实施例中，多个所述喷射孔15绕所述筒体1周向等间距均匀分布；实际中可以改为多个所述喷射孔15绕所述筒体1周向非等间距非均匀分布。因此能够根据过热蒸汽流动情况，在过热蒸汽趋向流通较多的位
置布置更密布的喷射孔15，或调整喷射孔15的角度形成更大水流的水膜，以更有针对性地接触减温。
39.另外需要说明的是，在申请人作出本案的创新改进之后，在查新过程中检索到如下对比文件，公开号为cn205592935u的中国专利文献公开了一种蒸汽降温器，通过分流腔向各个喷嘴流入冷却介质，冷却介质从筒体1周围向中间高速喷入混合腔中，然而其强调喷嘴的喷射方向与蒸汽的气流方向垂直，而且使用了喷嘴旨在混合腔形成微细喷雾。一方面在该对比文件强调减温水喷射方向与蒸汽气流方向垂直的前提下，本领域技术人员没有动机启示打破其局限而逆向而行之改为其它方向，更不容易想到将减温水方向设计为倾斜螺旋流动；另一方面，该对比文件的细微喷雾和本案的形成水膜在工作方式上大相径庭，对比文件的喷嘴只能避免过热蒸汽冲击喷嘴所在位置，而筒体1的其它位置依然存在被冲击温度过高的问题，而本案螺旋的水膜能够大面积覆盖筒体1内壁，因此对比文件无法达到本案螺旋形成水膜所带来的效果。综上所述，该对比文件不影响本案的创造性。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
43.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

技术特征：

1.一种夹套式双用旋风变温器，包括供过热蒸汽/中温蒸汽朝后流通的筒体，筒体的前端连接有进口连接管道，筒体的后端连接有出口连接管道，其特征是：筒体的靠近前端的外侧设置有环状的夹套，夹套与筒体外壁共同围成环形的分流腔，夹套设置有连通分流腔的介质流进管；筒体的对应分流腔的侧壁设置有多个喷射孔，多个喷射孔绕筒体的周向分布，喷射孔的中心线与筒体的轴向以及径向均形成角度，以使得经由喷射孔进入的减温水/过热蒸汽沿筒体内壁螺旋地朝后流动形成水膜/蒸汽膜。2.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：筒体包括朝后依次布置的直筒状的喷筒和内径逐渐缩小的旋风筒，所述夹套以及喷射孔布置于喷筒，以在喷筒以及旋风筒内形成所述水膜/蒸汽膜。3.根据权利要求2所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：筒体还包括设置于喷筒后端的内径朝前逐渐增大的过渡段和位于旋风筒前端的直筒状的二次混合筒。4.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：多个所述喷射孔布置在所述筒体的同一径向截面上。5.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：多个所述喷射孔布置在所述筒体的不同径向截面上，不同径向截面的喷射孔在筒体轴向对齐或错开布置，不同径向截面的喷射孔的所述角度相同或不同。6.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：多个所述喷射孔绕所述筒体周向等间距均匀分布；或多个所述喷射孔绕所述筒体周向非等间距非均匀分布。7.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：所述介质流进管的端口设置有进口法兰组件。8.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：所述介质流进管的数量为一条或两条以上。9.根据权利要求1所述的一种夹套式双用旋风变温器，其特征是：所述分流腔设置有疏水阀。

技术总结

本发明涉及蒸汽降温设备技术领域，具体涉及一种夹套式双用旋风变温器，包括筒体，筒体的靠近前端的外侧设置有环状的夹套，夹套与筒体外壁共同围成环形的分流腔，夹套设置有连通分流腔的介质流进管；筒体的对应分流腔的侧壁设置有多个喷射孔，多个喷射孔绕筒体的周向分布，喷射孔的中心线与筒体的轴向以及径向均形成角度，使用时经由喷射孔进入的减温水沿筒体内壁螺旋地朝后流动形成水膜。与现有技术相比，作为减温器时，筒体内壁与过热蒸汽之间存在减温水水膜，且水膜汽化能够带走大量热量，换热效果好，减温更均匀，有效降低筒体侧壁温度，减少过热蒸汽对筒壁的热冲击，延长使用寿命；筒体内无传统的减温水喷嘴以及文丘里管，制造方便。制造方便。制造方便。