[发明专利]变声速减温减压增容装置

说明书

技术领域

本发明属于热交换技术领域，主要涉及的是一种变声速减温减压增容装置。

背景技术

众所周知，由汽轮机组或锅炉产生的高压过热或饱和蒸汽，由于其压力和温度过高而无法直接被终端用户直接使用，必须对其进行减温减压。现有的减温减压装置其减压效果主要依靠单独的减压阀进行减压，然后进行混合软化水减温，整套装置为分体安装，占地面积大，安装、维修不方便。由于传统减温减压阀的工作原理是通过节流减压，通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的，这样经过减压阀后蒸汽流量减小，流经减压阀的能量损失也被白白浪费。

发明内容

本发明的目的是提出一种变声速减温减压增容装置。通过改变流通面积，降低蒸汽工作压力。不仅达到减温减压的目的，而且增加了流出装置的蒸汽总容积。具有体积小，重量轻，安装简便。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：其由增速减压段、汽化混合段、注水喷管及增容减压段组成，增速减压段的内管径为渐缩渐扩结构，根据公式dA/A＝(M²-1)dv/v，在超音速情况下通过改变流通截面积使流通截面积的变化速度大于蒸汽容积的增加速度以降低蒸汽压力，其大口径端与汽化混合段连接；设置在汽化混合段上的注水喷管将软化水以雾状、射流态加入其内部使流出的蒸汽总容积增加；增容减压段与汽化混合段的另一端连接，其内管径为渐扩结构，通过改变流通截面积，其中流通截面积与气流压力、速度的关系为dA/A＝((M²-1)/KM²)dp/p，使流通截面积的变化速度大于蒸汽容积的增加速度以降低蒸汽压力。

本发明设置的增速减压段的作用是通过流通截面积的改变，使流通截面积的变化速度大于蒸汽容积的增加速度，以降低蒸汽压力。汽化混合段的作用是在降低后的蒸汽压力下将汽水均匀混合，并使软化水汽化为饱和蒸汽。其在汽化混合段上设置注水喷管，注水喷头是在外力作用下，将软化水以雾状、射流态加入超声速蒸汽内部，软化水吸收蒸汽热量，升温、汽化与蒸汽混合，由于蒸汽的部分热量被软化水吸收，高温高压蒸汽温度、压力下降，变成同一状态下的饱和蒸汽，同时软化水被汽化为饱和蒸汽，流出装置的蒸汽总容积增加。增容减压段是通过流通截面积的改变，使流通截面积的变化速度大于蒸汽容积的增加速度，以降低蒸汽压力。

本发明依据两相流汽水混合换热的理论，结合热力学、流体力学、机械设计等领域的相关理论，应用连续方程、能量方程、动量定理、热力学第一二定律等物理定律推导出用于理论设计的一套基本关系式，在给定蒸汽减压前后压力、冷水压力、温度等设计参数下，确定减温减压系统参数及工艺流程，并选定基本零部件的几何形状和尺寸，研制的具有节能环保型的专用减温减压产品。

通过绝热膨胀技术处理，使1.2MPa以下的高温高压蒸汽在一定压力下达到超声速流速状态，此时发生蒸汽动能和压能的转换，部分压能转换为动能，蒸汽压力下降至进口压力的0.577～0.6倍左右，在一定压力界面上以射流态加入一定量的软化水，(质量比约为蒸汽质量的8％～12％)，利用蒸汽本身的热能(焓值)，使蒸汽与软化水混合压缩，将软化水完全汽化成为一定状态下的饱和蒸汽，由于蒸汽的部分热量被软化水吸收，高温高压蒸汽温度、压力下降，变成同一状态下的饱和蒸汽，同时软化水被汽化为饱和蒸汽，流出装置的蒸汽总容积增加，蒸汽沿一定流通截面积流出减温减压装置。

本发明在工作原理上克服了传统减温减压阀经过减压阀后蒸汽流量减小，能量损失白白浪费的缺陷。通过添加软化水，其质量流量可增加8％～12％，其压力值可下降20～40％，变声速减温减压增容装置为管状设备，体积小，重量轻，安装简便。改建项目无需大动现有管路，节省土建费用。外部材料为普通碳素钢，内部材料为耐腐蚀的特种合金钢，使用寿命15年以上，性能可靠，使用维护运行费用低。具有重大节能、环保技术和经济价值。

附图说明

附图为本发明结构示意图

图中：1、增速减压段，2、汽化混合段，3、注水喷头，4、增容减压段。

具体实施方式

结合附图，给出本发明的实施例如下：