[实用新型]减温器及用于蒸汽辅助的环式减温器的喷嘴

说明书

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

本实用新型涉及减温器，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。

图2示出了典型的机械雾化环式减温器20，其解决了蒸汽辅助的插入式减温器10的一些限制。环式减温器20将一个或多个喷水云径向地喷入过程蒸汽的流动中，而不是像在插入式减温器10中那样轴向地喷入。环式减温器20包括环形体21和围绕环形体21的圆周设置的一个或多个喷嘴22。环形体21可以是轴向管段，过程蒸汽轴向地移动通过该管段。喷水歧管23向喷嘴22提供冷却水。喷水歧管23由各种管制成，其将喷嘴22连接至冷却水源。每个喷嘴22具有沿环形体21的内表面设置的雾化头24。雾化头24将喷水云径向地喷入蒸汽的轴向流中。环式减温器20克服了或显著地降低了可能发生在插入式减温器10中的涡流旋涡和振动的问题，因为环式减温器20不具有主体管11。环式减温器20为具有更大差异的蒸汽流动特征的蒸汽线路提供更多的灵活性，因为喷嘴22的数量可以增加或减少，以提供更多或更少的冷却喷水进入过程蒸汽中。另外，环式减温器20的下游管道长度经常短于插入式减温器10的下游管道长度，因为喷嘴22径向地喷射喷水云。然而迄今为止，环式减温器已限于机械雾化种类。

实用新型内容

为解决现有技术中环式减温器已经限于机械雾化种类的局限性，根据本实用新型的一些方面，提供了一种蒸汽辅助的环式减温器，其不包括面临旋涡脱落问题的插入式管。在该方面的一些布置示例中，减温器包括具有围绕环形体设置的雾化头的一个或多个喷嘴，以及向每个喷嘴提供冷却水和雾化蒸汽的单独的歧管。