[實用新型]動態(tài)調(diào)節(jié)式變聲速增壓熱交換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720092235.3
• 申請日: 2007-10-15
• 公開（公告）號: CN201121886Y
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 曹輝;王龍江
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽藍海實業(yè)有限公司
• 主分類號: F22G5/12
• 分類號: F22G5/12;F28C3/08
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司
• 代理人: 郭中民

技術領域

本實用新型屬于熱交換技術領域，主要涉及的是一種動態(tài)調(diào)節(jié)式變聲速增壓熱交換器。

背景技術

國內(nèi)公知的變聲速增壓熱交換器只能對流量進行間斷式調(diào)節(jié)，當換熱器熱負荷出現(xiàn)變化，或蒸汽、供回水參數(shù)出現(xiàn)變化系統(tǒng)無法正常運行時，無法進行即時調(diào)節(jié)。如需調(diào)整，只能停止系統(tǒng)正常運行，整體拆開設備，調(diào)整產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即使在熱負荷或運行參數(shù)出現(xiàn)微量變動時，也無法對一定進水流量下的混合物狀態(tài)進行連續(xù)調(diào)節(jié)，而使系統(tǒng)處于非最佳運行狀態(tài)下運行，降低了換熱效率和運行安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的即由此產(chǎn)生，提出一種動態(tài)調(diào)節(jié)式變聲速增壓熱交換器。使系統(tǒng)在汽水參數(shù)發(fā)生變化時，在不停止系統(tǒng)運行的情況下達到連續(xù)動態(tài)調(diào)節(jié)。以使熱交換器內(nèi)汽水混合質(zhì)量比、壓力比始終處于最佳狀態(tài)，有效降低設備運行噪音和運行費用，提高其換熱效率和運行安全性。

本實用新型實行上述目的采取的技術方案是：其主要由前二通、蒸汽噴管、中三通、中二通及擴壓管和后二通，蒸汽噴管同軸設置在中三通內(nèi)，擴壓管嵌套在中二通與后二通之間，在所述的中三通和中二通之間設置有可調(diào)中芯，所述的可調(diào)中芯可做軸向前后水平移動，其中心具有軸向貫通的混合室，該混合室由錐形曲線部分和水平直線部分構(gòu)成，其中錐形曲線部分為流量調(diào)節(jié)段，水平直線部分為狀態(tài)壓力調(diào)節(jié)段。

本實用新型是依據(jù)兩相流汽水混合換熱的理論，結(jié)合計算機、熱力學、流體力學、聲學、機械設計等領域的相關理論，應用連續(xù)方程、能量方程、動量定理、熱力學第一二定律等物理定律推導出用于理論設計的一套基本關系式，在給定蒸汽壓力、冷水壓力、溫度、出水量、沖擊力等設計參數(shù)下，確定熱交換器系統(tǒng)參數(shù)及工藝流程，并選定基本元件的幾何形狀和尺寸研制的節(jié)能環(huán)保型具有多種用途的的產(chǎn)品。其通過兩相流體場汽液混合壓縮時，經(jīng)過絕熱膨脹技術處理后，以射流態(tài)與水在熱交換器混合室瞬間相混合。由于蒸氣釋放大量的汽化潛熱，產(chǎn)生了蒸汽與水兩相流的混合物，形成兩相流體場。當汽水兩相流滿足一定容積比時，場態(tài)激化，熱交換器中的混合物在不變截面管道內(nèi)克服音障，使汽水混合物中的聲速大大低于蒸汽中的聲速(可低至5～10米/秒)，流動速度完成了向亞聲速的轉(zhuǎn)變。此時產(chǎn)生了大量的壓力激波。由于壓力激波的單向傳導特性，使流體在不變截面管道中出現(xiàn)壓力劇增而不回流現(xiàn)象。使輸出混合物的壓力可以大大超過蒸汽壓力，因而達到增壓和瞬時加熱的效果。其能瞬時將水加熱、加壓到設定溫度和壓力，可隨時調(diào)整水溫、水壓，起到即供即熱即有壓力的效果。汽水接觸面積小，在高速汽水流劇烈沖刷下，熱交換器內(nèi)表面不易結(jié)垢。換熱效率高達99.28％，具有自增壓功能，輸出熱水的壓力高于輸入流體的壓力，可減少循環(huán)水泵的數(shù)量及功率，節(jié)省電能，降低能源消耗，減少污染物排放，保護了環(huán)境。每小時最大可達100噸。體積小，重量輕，安裝簡便。

本實用新型通過改善產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)由原固定狀態(tài)變?yōu)榭蛇B續(xù)調(diào)節(jié)狀態(tài)。對變聲速增壓熱交換器內(nèi)部零件可進行動態(tài)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)在汽水參數(shù)發(fā)生變化時，在不停止系統(tǒng)運行的情況下可自動或手動達到新的平衡狀態(tài)。改變混合室內(nèi)部曲線變化，由原線性結(jié)構(gòu)變?yōu)閰^(qū)間性曲線結(jié)構(gòu)，使熱交換器內(nèi)汽水混合質(zhì)量比、壓力比始終處于最佳狀態(tài)。當系統(tǒng)汽水參數(shù)發(fā)生變化時，可通過調(diào)節(jié)噴嘴與混合室的位置，改變噴嘴與混合室的間隙和距離，達到動態(tài)調(diào)節(jié)的目的。其具有以下特點：

1、本實用新型是一種射流式汽水混合增壓熱交換器，其輸出水的壓力可以高于工作蒸汽的壓力，它利用蒸汽的能量來直接加熱水、并使網(wǎng)路水循環(huán)，不需要補充其它能量，節(jié)約電能50％-85％以上，節(jié)約蒸汽10％以上。

2、本實用新型為管狀設備，體積小，重量輕，安裝簡便。長度最大為1038mm，外徑最大為190mm，熱水在換熱器內(nèi)，如同走高速公路，輸水量每小時最大可達100噸。改建項目無需大動現(xiàn)有管路，節(jié)省土建費用。內(nèi)部材料為特種合金鋼，使用壽命15年以上，性能可靠，使用維護運行費用低。

3、操作方便、簡單。能瞬時將水加熱到設定溫度，可隨時調(diào)整水溫，起到即供即熱的效果。汽水接觸面積小，在高速汽水流劇烈沖刷下，熱交換器管狀內(nèi)表面不易結(jié)垢。輸出熱水的壓力較輸入流體的壓力高，具有自增壓功能。使蒸汽、水混合介質(zhì)動壓增大，產(chǎn)生增壓節(jié)能效果。可減少、減少循環(huán)水泵的數(shù)量，節(jié)省電能30％～85％。降低能源消耗，減少污染物排放，保護了環(huán)境，由于在運行中可進行動態(tài)調(diào)節(jié)，可與計算機系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)進行全面自動控制。

4、性能參數(shù)如下表：