專利名稱：全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備，尤其一種依靠泵前使凝結(jié)水降溫獲得過(guò)冷度以防止水泵汽蝕，而又與外界絕熱且無(wú)需輸入冷卻水等冷卻介質(zhì)的全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備。
目前，已有的全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備，由于其熱能回收率高，能保證凝結(jié)水水質(zhì)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。在全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，凝結(jié)水從用熱設(shè)備至凝結(jié)水回收設(shè)備水泵入口的流程范圍內(nèi)均處于飽合狀態(tài)，這樣，如何解決水泵汽蝕難題就成為全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)和主要技術(shù)特征。
保證水泵不發(fā)生汽蝕的條件是裝置的有效汽蝕余量(以Δhe表示)大于水泵的必需汽蝕余量(以Δhr表示)，即Δhe＞Δhr式(1)其中Δhr是表示水泵本身汽蝕性能的固定參數(shù)，對(duì)于一定的水泵，Δhr是一個(gè)固定值。
Δhe就是吸入液面上的壓力頭PO/γ在克服吸入管段中的流動(dòng)損失∑hs，并把液體提高h(yuǎn)g后，所剩余的超過(guò)汽化壓力的能量，即Δhe=PO/γ-Pv/γ-hg-Σhs 式(2)由此可推知保證水泵不發(fā)生汽蝕的條件可用下述關(guān)系式表示PO/γ-Pv/γ-hg-hs＞Δhr 式(3)對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的封閉式凝結(jié)水回收裝置，水泵入口凝結(jié)水無(wú)過(guò)冷度，PO等于凝結(jié)水溫度所對(duì)應(yīng)的飽合壓力Pb。
即Pv=Pb=PO 式(4)將式(4)代入式(3)得到水泵防汽蝕條件-hg-Σhs＞Δhr式(5)或-hg＞Δhr+Σhs式(6)公知的封閉式凝結(jié)水回收水箱將凝結(jié)水箱高架，水泵置于水箱下方，并使凝結(jié)水箱中凝結(jié)水液面高于水泵6米～7米，即使hg保持-6米～-7米以上的數(shù)值，從而滿足式(6)的防汽蝕條件，這種方法雖原理簡(jiǎn)單，但必須將水箱高架，安裝、維修及空間布置極不方便，且基建投資高(見(jiàn)圖5)；《中國(guó)能源》(國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)CN11-2902/TK)2000年第四期《“北凝技術(shù)”在化工系統(tǒng)的應(yīng)用》一文公開(kāi)了一種名為“凝結(jié)水回收器”的凝結(jié)水回收設(shè)備，按其文章所述，這種設(shè)備的防汽蝕性能來(lái)源于三部分一、水泵入口管路形狀的特定設(shè)計(jì)；但水泵入口管路形狀的任何改變只能影響水泵進(jìn)口前管路損失∑hs，但因∑hs恒大于零，即便在最理想狀態(tài)下，設(shè)∑hs=0，由式(6)，若要獲得可靠的有效汽蝕余量，必須滿足-hg＞Δhr，由此可知仍需依賴凝結(jié)水液面與水泵的高度差來(lái)滿足水泵防汽蝕條件，這方面較傳統(tǒng)高置凝結(jié)水箱沒(méi)有明顯改進(jìn)，何況任何實(shí)際系統(tǒng)管道阻力總是存在的；二、靠罐內(nèi)二次汽壓力對(duì)水面施壓，給水泵提供一個(gè)正壓水頭防止水泵汽蝕；通過(guò)前面的理論分析已明確，對(duì)于該文所述的封閉式凝結(jié)水回收設(shè)備，在絕熱條件下，因Pv=Pb=PO，無(wú)論二次汽壓力高低，恒有PO/γ-Pv/γ=0，即對(duì)于該文所述的絕熱的封閉式凝結(jié)水回收設(shè)備，Δhe與液面二次汽壓力無(wú)關(guān)，因此靠二次汽壓力防汽蝕是不成立的；三、依靠文章所述的被其命名為“汽蝕消除裝置”的結(jié)構(gòu)，防止低液位時(shí)出現(xiàn)降水漏斗，從而防止水泵汽蝕；但水泵有效汽蝕余量尚未妥善滿足，即使消除了降水漏斗也無(wú)法保證水泵不發(fā)生汽蝕。
可見(jiàn)這種設(shè)備不但無(wú)法從根本上解決封閉式凝結(jié)水回收設(shè)備水泵防汽蝕難題，還因水泵入口管段形狀設(shè)計(jì)成漏斗形，給加工制造帶來(lái)不便，對(duì)于使用者而言付出了大量無(wú)效投資。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可靠防止水泵汽蝕、可低位布置、節(jié)熱節(jié)水的全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下結(jié)構(gòu)一種全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備，有水箱、水泵，其特征在于設(shè)有一密閉的集水罐，用于收集凝結(jié)水，在集水罐上側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水管，在集水罐底端側(cè)壁設(shè)有出水管，該出水管與水泵連接，在集水罐下半部?jī)?nèi)設(shè)置有冷卻盤(pán)管束，該冷卻盤(pán)管束由多組小直徑薄壁金屬管制成，在盤(pán)管束一側(cè)的集水罐側(cè)壁上設(shè)置有一低壓室，該低壓室為一空腔，盤(pán)管束的上端與低壓室連接，盤(pán)管束的下端與一聯(lián)管連接，在該聯(lián)管上設(shè)有節(jié)流孔，在低壓室的上部連接有一噴管，在水泵的出口處連接有一連接管，該連接管伸進(jìn)低壓室內(nèi)，在該連接管的上端設(shè)置有一噴頭，該噴頭對(duì)準(zhǔn)其上部的噴管。
凝結(jié)水回收器工作時(shí)，經(jīng)水泵增壓的凝結(jié)水進(jìn)入噴管，并在噴管中形成高速射流，其引射作用使低壓室中獲得一個(gè)比凝結(jié)水溫度所對(duì)應(yīng)的飽合壓力低的壓力，由于低壓室與盤(pán)管束相連，盤(pán)管束及其聯(lián)管同樣維持一個(gè)低壓力，在集水罐內(nèi)部凝結(jié)水飽合壓力與盤(pán)管束內(nèi)部壓力差的作用下，罐內(nèi)一部分凝結(jié)水經(jīng)聯(lián)管上的節(jié)流孔進(jìn)入盤(pán)管束，由于節(jié)流作用，降壓降溫，使盤(pán)管束維持低溫狀態(tài)。外界飽合凝結(jié)水進(jìn)入集水罐，形成上部二次汽，下部凝結(jié)水的汽水兩相狀態(tài)。汽空間壓力等于上部凝結(jié)水溫度所對(duì)應(yīng)的飽合壓力。飽合凝結(jié)水在進(jìn)入水泵前被盤(pán)管束冷卻，獲得一個(gè)過(guò)冷度，防止水泵發(fā)生汽蝕。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)使飽合凝結(jié)水在泵前過(guò)冷防止水泵汽蝕，可獲得可靠的有效汽蝕余量；無(wú)需通過(guò)加大液面與水泵之間高度差，設(shè)備緊湊，空間布置方便；且雖在泵前使凝結(jié)水降溫過(guò)冷，但無(wú)需從外界輸入冷水等冷媒，設(shè)備整體對(duì)外絕熱，使封閉式凝結(jié)水回收設(shè)備現(xiàn)有技術(shù)中節(jié)熱節(jié)水的優(yōu)點(diǎn)得以全面保持。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1中B-B的剖視示意圖；圖3是
圖1中A向放大局部示意圖；圖4是本實(shí)用新型工作過(guò)程示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)閉式凝結(jié)水回收水箱示意圖。
圖5中將水箱16高架，使液面15與水泵17保持一定的高度差，從而滿足式6要求，達(dá)到防止水泵汽蝕的目的。
參見(jiàn)
圖1、圖2設(shè)有一密閉的集水罐2，用于收集凝結(jié)水，在集水罐2上側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水管1，在集水罐2底端側(cè)壁設(shè)有出水管5，該出水管5與水泵6連接，在集水罐2下半部?jī)?nèi)設(shè)置有冷卻盤(pán)管束3，該冷卻盤(pán)管束3由多組小直徑薄壁金屬管制成，在盤(pán)管束3一側(cè)的集水罐側(cè)壁上設(shè)置有一低壓室7，該低壓室7為一空腔，盤(pán)管束3的上端與低壓室7連接，盤(pán)管束3的下端與一聯(lián)管4連接，在該聯(lián)管4上設(shè)有節(jié)流孔9(見(jiàn)圖3所示)，在低壓室7的上部連接有一噴管8，在水泵6的出口處連接有一連接管18，該連接管18伸進(jìn)低壓室7內(nèi)，在該連接管18的上端設(shè)置有一噴頭19，該噴頭19對(duì)準(zhǔn)其上部的噴管8。
圖4中本實(shí)用新型的凝結(jié)水回收器工作時(shí)，高溫凝結(jié)水延Ⅰ向進(jìn)入，在集水罐2內(nèi)頂部是二次汽形成的汽空間10，其下是飽合凝結(jié)水層11，隨著凝結(jié)水的不斷輸出，飽合凝結(jié)水層11的飽合凝結(jié)水依次向下流動(dòng)，流經(jīng)盤(pán)管束3被冷卻，形成有過(guò)冷度的凝結(jié)水13，有一定過(guò)冷度的凝結(jié)水13進(jìn)入水泵6，保證水泵正常工作的有效汽蝕余量；凝結(jié)水經(jīng)水泵增壓進(jìn)入噴管8，在其中形成高速射流，依靠其引射作用使低壓室7中獲得一個(gè)比凝結(jié)水溫度所對(duì)應(yīng)的飽合壓力低的壓力，由于低壓室與盤(pán)管束相連，盤(pán)管束及其聯(lián)管同樣維持一個(gè)低壓力，在集水罐內(nèi)部壓力與盤(pán)管束內(nèi)部壓力差的作用下，罐內(nèi)一部分凝結(jié)水經(jīng)聯(lián)管4上的節(jié)流孔9進(jìn)入聯(lián)管，由于節(jié)流作用，降壓降溫，形成低溫兩相流體12，低溫流體12流經(jīng)盤(pán)管束3，吸收熱量，使盤(pán)管束維持低溫狀態(tài)，進(jìn)入低壓室7，在噴管8中與射流14卷吸混合，形成輸出流體，沿Ⅱ方向輸出設(shè)備。
本實(shí)用新型的防汽蝕原理是通過(guò)在泵前對(duì)飽合凝結(jié)水降溫，使其獲得一定的過(guò)冷度，Pv<Pb=P0，則(P0/γ-Pv/γ)>0令δP=P0-Pv，則Δhe=(-hg-∑hs)+δP/γ。由上述分析可見(jiàn)，本實(shí)用新型的防汽蝕裝置通過(guò)在泵前使飽合水過(guò)冷，使有效汽蝕余量增加了δP/γ，且雖然泵前水局部過(guò)冷，必然有一個(gè)傳熱過(guò)程，但設(shè)備總體并不向外界散熱，也無(wú)需從外界輸入冷水降溫，即這一過(guò)冷度的獲得并不以損失熱能或水資源為代價(jià)。
權(quán)利要求1一種全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備，有水箱、水泵，其特征在于設(shè)有一密閉的集水罐，在集水罐上側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水管，在集水罐底端側(cè)壁設(shè)有出水管，該出水管與水泵連接，在集水罐下半部?jī)?nèi)設(shè)置有冷卻盤(pán)管束，該冷卻盤(pán)管束由多組小直徑薄壁金屬管制成，在盤(pán)管束一側(cè)的集水罐側(cè)壁上設(shè)置有一低壓室，該低壓室為一空腔，盤(pán)管束的上端與低壓室連接，盤(pán)管束的下端與一聯(lián)管連接，在該聯(lián)管上設(shè)有節(jié)流孔，在低壓室的上部連接有一噴管，在水泵的出口處連接有一連接管，該連接管伸進(jìn)低壓室內(nèi)，在該連接管的上端設(shè)置有一噴頭，該噴頭對(duì)準(zhǔn)其上部的噴管。
專利摘要一種全封閉式蒸汽凝結(jié)水回收設(shè)備,其設(shè)有一密閉的集水罐,在集水罐側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水管與出水管,該出水管與水泵連接,在集水罐下半部?jī)?nèi)設(shè)置有冷卻盤(pán)管束,在集水罐側(cè)壁上設(shè)置有一低壓室,盤(pán)管束的上端與低壓室連接,盤(pán)管束的下端與一設(shè)有節(jié)流孔的聯(lián)管連接,低壓室上部連接一噴管,水泵的出口連接一連接管,該連接管伸進(jìn)低壓室內(nèi),在該連接管的上端設(shè)置有一噴頭,該噴頭對(duì)準(zhǔn)其上部的噴管。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可防止水泵汽蝕、低位布置、節(jié)熱節(jié)水。
文檔編號(hào)F22D11/06GK2438920SQ0025425
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月20日
發(fā)明者韓曉蕾 申請(qǐng)人:韓曉蕾