[发明专利]减温器及其喷嘴

说明书

一种蒸汽辅助的环式减温器包括限定了轴向流动路径的环形体以及延伸通过环形体的壁的一个或多个喷嘴。所述喷嘴中的每一个喷嘴连接至分离的冷却水歧管和雾化蒸汽歧管，以将彼此分离的冷却水和雾化蒸汽通过喷嘴引导至喷射点。每个喷嘴的雾化头将冷却水和雾化蒸汽相结合，以形成喷水云，其被径向地喷入轴向流动路径。喷嘴包括一个或多个流动通道插入件，其限定分离的第一和第二流体流动路径，用于引导冷却水和雾化蒸汽分别通过喷嘴。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月8日提交的美国临时申请No.61/901583的优先权，出于所有目的，其内容通过引用明确地全面结合于此。

技术领域

本发明涉及减温器，其通常用在电力和过程工业中的流体和气体管线上(例如蒸汽管线)，并进一步涉及用于减温器的喷嘴。

背景技术

减温器用于许多工业流体和气体管线中，以将过热的过程流体和气体的温度降低到期望的设定点温度。例如，减温器用于电力工业中以冷却过热的蒸汽。减温器将雾化的冷却水或其它流体的精细喷雾，在此被称为喷水云，喷入蒸汽管，过程蒸汽流动通过该蒸汽管。喷水云中水滴的蒸发降低了过程蒸汽的温度。通过调整一个或多个控制变量，例如喷射冷却水的体积比率和/或冷却水的温度，能够控制所得到的温度下降。也能调节喷水云中单独液滴的尺寸和/或喷水云的模式来控制温度下降所需的时间。

典型地，喷水云需要位于喷射点下游的直管的一定的最小长度或行程，以确保单个的雾化水滴基本上完全蒸发。否则，当在蒸汽管中遇到弯管或裂口时，喷水云可能会冷凝或不完全蒸发。直管的这个长度或行程通常被称为“下游管道长度”。温度传感器通常也位于下游管道长度的端部，以感测蒸汽所产生的温度下降。

减温器通常有两种主要功能之一：机械雾化或蒸汽辅助。机械雾化的减温器仅靠冷却水机械流动通过雾化头，以在喷水云中雾化冷却水。冷却水流入雾化头，其形成喷水云并将喷水云喷入蒸汽管道。

蒸汽辅助的减温器包括雾化头，其将蒸汽的高速气流与冷却水的水流相结合以雾化冷却水并产生喷水云，蒸汽的高速气流被称为雾化蒸汽。在蒸汽辅助的减温器中，喷水云中单个液滴的大小通常比在机械雾化减温器中的小，因此，在蒸汽管道内蒸发得更快。因此，蒸汽辅助的减温器可被用于更短的下游管道长度可获得的应用中。

图1示出了一个典型的蒸汽辅助的插入式减温器10。减温器10包括径向突出到蒸汽管12中的插入管11，蒸汽管12携带过程蒸汽。插入管11将单个雾化头13设置在管横截面的中心区域。雾化头13被引导为沿着管12的轴线19轴向地喷射喷水云14。如在此所使用的，术语轴向地用来表示喷水云14的轴线相比于对准管的半径更近地成角度地对准管的轴线19，优选地与轴线19间小于约45°，更优选地与轴线19间小于约5-10°，最优选地平行或同轴于管12的轴线19。雾化蒸汽控制阀15控制雾化蒸汽向减温器10的流动。喷水控制阀16控制冷却水向减温器10的流动。插入管11将雾化蒸汽和冷却水的每一个分别引导至雾化头13。雾化头13混合雾化蒸汽和冷却水，并将所得喷水云轴向地喷入过程蒸汽的流动气流中。然而，主体管11可在过程蒸汽的流动中引起涡流和旋涡。这些旋涡可能在减温器上引起不期望的振动或有其他不期望的影响。此外，对于这种类型的减温器，在减温器10与温度传感器18之间的下游管道长度17可以为30英尺或更多，这取决于许多因素，由于在许多工业环境中的空间限制，其可能会产生问题。