[实用新型]一种防止蒸汽穿透的隔压装置

说明书

本实用新型公开了属于制冷机或热泵系统领域的一种防止蒸汽穿透的隔压装置；其中U型管进口段、U型管冷却段和U型管出口段顺序相连，U型管进口段与高压腔体液态冷剂水出口相连，U型管出口段与低压腔体液态冷剂水入口相连，通过对U型管冷却段内的流体进行冷却换热，从而防止隔压装置出现蒸汽穿透。本实用新型中将U型管内的工质温度降至闪蒸温度以下，即保证管内不出现蒸汽穿透现象，从而可以大幅提高现有各类吸收机的制冷COP。

技术领域

本实用新型属于制冷机或热泵系统技术领域，具体为一种防止蒸汽穿透的隔压装置。

背景技术

溴化锂吸收式热泵或吸收式制冷机被广泛应用于供暖系统以及各类工业过程当中，机组运行的稳定性以及良好性能是机组设计研发的关键。机组运行在真空环境下，机组内部存在多个腔体，工质(如溴化锂溶液、冷剂水)将在多个腔体之间流动，腔体间一般通过U型管作为流动隔压装置连接，U型管既可提供工质流动通道，又可起到稳定隔绝两个腔体压力的作用。当高压腔体中的工质流向低压腔体，将在流动隔压装置内出现剧烈闪蒸，形成激烈的气液两相流动，造成管内流体平均密度大幅降低，这使得隔压装置(U型管)实际隔压能力比设计值降低60％以上，当U型管两端腔体压差较高时，U型管液位消失，通过液封隔绝两腔体压力作用消失，两个腔体的蒸汽出现穿透。尤其是当冷凝器到蒸发器的冷凝U型管出现蒸汽穿透后，将使得机组制冷量降低，COP大幅降低；因此应采用流程结构优化避免这一问题。

申请人发现，隔压用U型管蒸汽穿透的原因是内部工质流动出现两相流动(相变)的过程，这种真空下出现的自发的闪蒸相变产生气液两相流动过程在吸收式热泵或吸收式制冷机领域首次被发现，在传统两相流动研究领域也很少见，因此现有研究及实用新型中并无可以防止U型管隔压装置蒸汽穿透的装置；当管内出现两相流动时，现有所有机组根本没有高度条件设计那么高的U型管来所需要的维持压力差；具体来说需要约6～8m高的U型管才能维持压差；但是这超过了所有溴化锂吸收式热泵或吸收式制冷机的高度。

针对这一问题，我们提出一种全新的用于防止蒸汽穿透的隔压装置；在溴化锂吸收式热泵或吸收式制冷机机组的流程中寻找合适的冷源，在不影响机组性能的前提下以各种不同的换热方式对通过隔压装置(U型管)的流体进行冷却降温，从而避免两相流动及蒸汽穿透问题；在维持隔压装置(U型管)隔压方式的同时，仅通过的微小改变就可解决吸收机普遍存在的蒸汽穿透问题，从而可以大幅提高现有各类吸收机的制冷COP。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种防止蒸汽穿透的隔压装置，其特征在于，包括：U型管进口段、U型管出口段和U型管冷却段，其中U型管进口段、U型管冷却段和U型管出口段顺序相连，U型管进口段与高压腔体液态冷剂水出口相连，U型管出口段与低压腔体液态冷剂水入口相连，通过对U型管冷却段内的流体进行冷却换热，从而防止隔压装置出现蒸汽穿透。

所述对U型管冷却段内的流体进行冷却换热是将隔压U型管冷却段内流体的温度降至U型管出口段出口压力对应饱和温度以下，确保U型管冷却段和出口段内的流体以纯液态流动。

所述对U型管冷却段内的流体进行冷却换热的实现方式为：由一股低温流体冷却换热或由机组内部直接换热。

所述由一股低温流体冷却换热为：在U型管冷却段外加装换热器与低温流体进行换热，其中换热器的热侧为U型管冷却段，接入换热器冷侧的换热器冷侧管道内的低温流体为机组内冷水剂罐的低温冷剂水、机组的冷却水或者其它可利用的冷源。

所述机组为多级溴化锂吸收式热泵或制冷机，各级U型管进口段和U型管出口段分别与本级冷凝器和本级蒸发器相连；同时采用低一级冷剂水罐的冷剂水作为本级换热器的冷侧流体，且最低一级冷剂水罐的冷剂水同时作为本级换热器的冷侧流体。

所述由机组内部直接换热为：在U型管冷却段和U型管进口段相连的位置以及U型管冷却段和U型管出口段相连的位置分别加装一根横管，加装过横管的U型管冷却段浸没入机组内低温冷剂水罐的冷剂水中；减小了U型管冷却段的流动阻力。