專利名稱：測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是濕蒸汽物性測量的技術領域，是一種測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)
O
背景技術：
濕蒸汽為氣液兩相流，它由氣相的干飽和蒸汽和液相的飽和水這兩部分組成。在 用于石油開采的熱力采油過程中，需要向油井注入濕蒸汽，在化工、食品加工、制藥等工業(yè) 中，也需要使用濕蒸汽。在這些使用濕蒸汽的場合，不僅需要測量濕蒸汽兩相流的流量，而 且還需要測量其中干飽和蒸汽的流量和飽和水的流量。然而，由于濕蒸汽為氣液兩相流，難 于從濕蒸汽兩相流中直接測量出干飽和蒸汽流量和飽和水流量，并且目前市場上還沒有這 樣的商用測量設備。申請?zhí)枮?8251787. 4的實用新型專利，公開了一種分流分相式兩相流體流量計， 該專利的核心技術在于，采用氣液分離器這一裝置來實現把氣液兩相流分離為氣相流體和 液相流體，然后分別測定氣相流體和液相流體的流量。雖然這一技術路線可行，但實施的效 果并不好，其原因為氣液分離器分離出的氣相流含有一些液體，而分離出的液相流又含有 一些氣體，尤其是氣液分離器在分離過程中，分離器容器內產生的積液量波動大，從而導致 所分離出的氣相流體和液相流體的流量波動大。
發(fā)明內容為了克服現有技術在采用分離器分離來測量氣液兩相流分相流量不足，本發(fā)明利 用蒸發(fā)原理，提出一種測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器。本發(fā)明包括濕蒸汽管、濕蒸汽管閥、干飽和蒸汽管、氣體流量表、蒸汽干燥器、蒸發(fā) 器、飽和水管、疏水器、液體流量表、液面穩(wěn)定器和濕蒸汽噴頭；蒸發(fā)器的底部、中部和頂部 分別有濕蒸汽管、飽和水管和于飽和蒸汽管的連接孔，在蒸發(fā)器罐體內下部有濕蒸汽噴頭； 在蒸發(fā)器罐體內中部有液面穩(wěn)定器，并且該液面穩(wěn)定器位于飽和水管連接孔的下方；在蒸 發(fā)器罐體內上部有蒸汽干燥器；濕蒸汽管位于蒸發(fā)器底部；干飽和蒸汽管位于蒸發(fā)器的頂 部，在干飽和蒸汽管內安裝有氣體流量表；并且濕蒸汽管一端與位于蒸發(fā)器內的蒸汽管噴 頭固定連接。所述的飽和水管由入口管道與出口管道固定連接而成，其入口管道為斜向下管 道，其出口管道為水平管道，其入口管道的入口與蒸發(fā)器連通，且與蒸發(fā)器中部區(qū)域的側壁 固定連接。飽和水管的出口段管道內安裝有疏水器和液體流量表；所述的橢圓形的蒸汽干燥器位于蒸發(fā)器上部，其長軸的一端固定在蒸發(fā)器頂部蓋 板處，另一端固定在蒸發(fā)器側面內壁上，并位于干飽和蒸汽管的下方；蒸汽干燥器的平面與 液面穩(wěn)定器平面之間的夾角為45 80度；在蒸汽干燥器的板面上均布有若干個通透孔。所述的液面穩(wěn)定器位于飽和水管的入口管道底之下，并與蒸發(fā)器的內壁固定連 接，在其上分布有若干通透孔。
3[0009]所述的蒸汽管噴頭為一段有管封頭的管子，位于液面穩(wěn)定器之下，其壁面分布有 若干個流體通透孔。所述的氣體流量表所測流量G1、液體流量表(9)所測流量G2，分別為流經濕蒸汽 管的濕蒸汽中所含干飽和蒸汽流量和飽和水流量。所述的蒸發(fā)器的外壁面上敷設有保溫材料層。本發(fā)明利用蒸發(fā)原理，通過蒸發(fā)器內設置的蒸汽干燥器、液面穩(wěn)定器、濕蒸汽噴 頭，并與飽和水管道和其上的疏水器聯合作用，使蒸發(fā)器在工作過程中保持其內的液體質 量恒定。由氣體流量表所測流量、液體流量表所測流量，得出流經濕蒸汽管的濕蒸汽中所含 干飽和蒸汽流量和飽和水流量，并且具有測量準確度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。
圖1是測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器的結構示意圖，其中 1、濕蒸汽管 2、濕蒸汽管閥 3、干飽和蒸汽管 4、氣體流量表 5、蒸汽干燥器 6、蒸發(fā)器 7、飽和水管 8、疏水器9、液體流量表
10、液面穩(wěn)定器 11、濕蒸汽噴頭
具體實施方式
實施例一本實施例是用于測量濕蒸汽所含干飽和蒸汽流量和飽和水流量的蒸發(fā)器，包括濕 蒸汽管1、濕蒸汽管閥2、干飽和蒸汽管3、氣體流量表4、蒸汽干燥器5、蒸發(fā)器6、飽和水管 7、疏水器8、液體流量表9、液面穩(wěn)定器10和濕蒸汽噴頭11。其中，蒸發(fā)器6為用不銹鋼板 制成的圓筒狀容器，其頂部和底部的蓋板均為外凸的弧面蓋板，在蒸發(fā)器6的外圓周表面 敷設有玻璃棉保溫材料。蒸發(fā)器6的底部、中部和頂部分別有濕蒸汽管1、飽和水管7和干 飽和蒸汽管3的連接孔，分別形成了蒸發(fā)器6的一個入口和兩個出口，在蒸發(fā)器6罐體內下 部有濕蒸汽噴頭11 ；在蒸發(fā)器6罐體內中部有液面穩(wěn)定器10，并且該液面穩(wěn)定器10位于飽 和水管7連接孔的下方；在蒸發(fā)器6罐體內上部有蒸汽干燥器5。濕蒸汽管1、干飽和蒸汽管3和飽和水管7均為不銹鋼管。濕蒸汽管1位于蒸發(fā)器6底部，并且該濕蒸汽管1上安裝有濕蒸汽管閥2。干飽和 蒸汽管3位于蒸發(fā)器6的頂部，在干飽和蒸汽管3內安裝有氣體流量表4。濕蒸汽管1與蒸發(fā)器6底部的連接孔焊接連通，并且濕蒸汽管1位于蒸發(fā)器6內 的一端與位于蒸發(fā)器6內的蒸汽管噴頭11固定連接。飽和水管7位于蒸發(fā)器6的中部。飽和水管7包括入口段管道與出口段管道，入 口段管道向蒸發(fā)器6底部傾斜，出口段管道為水平管道。飽和水管7的入口段管道與蒸發(fā) 器6焊接連通，出口段管道與待測干度的主蒸汽管道連接；飽和水管7的出口段管道內安裝 有疏水器8和液體流量表9。為使蒸發(fā)器6內所產生的蒸汽干燥，在蒸發(fā)器6內上部安裝有蒸汽干燥器5。蒸汽 干燥器5為橢圓形的不銹鋼板，其長軸的一端固定在蒸發(fā)器6頂部蓋板處，另一端固定在蒸 發(fā)器6側面內壁上，并位于干飽和蒸汽管3的下方；蒸汽干燥器5的平面與液面穩(wěn)定器10的平面之間的夾角為60度；在蒸汽干燥器5的板面上均布有50個通透孔。在蒸汽干燥器 5的板面上均布有60個通透孔。液面穩(wěn)定器10位于蒸發(fā)器6與飽和水管7的連接孔下方IOmm處。液面穩(wěn)定器10 為圓形不銹鋼薄板。液面穩(wěn)定器10的圓周邊與蒸發(fā)器6的內壁固定連接。液面穩(wěn)定器10 的板面上均勻分布有60個通透孔。蒸汽管噴頭11為一端有管封頭的管子，位于蒸發(fā)器6內的液面穩(wěn)定器10下方、蒸 發(fā)器6底部。蒸汽管噴頭11的管壁圓周上均勻分布60個流體流通孔。本實施例利用蒸發(fā)原理，通過蒸發(fā)器內設置的蒸汽干燥器5、液面穩(wěn)定器10和濕 蒸汽管噴頭11，并與飽和水管道和其上的疏水器聯合作用，使蒸發(fā)器在工作過程中保持其 內的液體質量恒定。氣體流量表4所測流量Gl和液體流量表9所測流量G2，分別為流經濕 蒸汽管1的濕蒸汽中所含干飽和蒸汽流量和飽和水流量。實施例二本實施例是用于測量濕蒸汽所含干飽和蒸汽流量和飽和水流量的蒸發(fā)器，包括濕 蒸汽管1、濕蒸汽管閥2、干飽和蒸汽管3、氣體流量表4、蒸汽干燥器5、蒸發(fā)器6、飽和水管 7、疏水器8、液體流量表9、液面穩(wěn)定器10和濕蒸汽噴頭11。其中，蒸發(fā)器6為用不銹鋼板 制成的圓筒狀容器，其頂部和底部的蓋板均為外凸的弧面蓋板，在蒸發(fā)器6的外圓周表面 敷設有玻璃棉保溫材料。蒸發(fā)器6的底部、中部和頂部分別有濕蒸汽管1、干飽和蒸汽管3 和飽和水管7的連接孔，分別形成了蒸發(fā)器6的一個入口和兩個出口，在蒸發(fā)器6罐體內下 部有濕蒸汽噴頭11 ；在蒸發(fā)器6罐體內中部有液面穩(wěn)定器10，并且該液面穩(wěn)定器10位于飽 和水管7連接孔的下方；在蒸發(fā)器6罐體內上部有蒸汽干燥器5。濕蒸汽管1、干飽和蒸汽管3和飽和水管7均為不銹鋼管。濕蒸汽管1位于蒸發(fā)器6底部，并且該濕蒸汽管1上安裝有濕蒸汽管閥2。干飽和 蒸汽管3位于蒸發(fā)器6的頂部，在干飽和蒸汽管3內安裝有氣體流量表4。濕蒸汽管1與蒸發(fā)器6底部的連接孔焊接連通，并且濕蒸汽管1位于蒸發(fā)器6內 的一端與位于蒸發(fā)器6內的蒸汽管噴頭11固定連接。飽和水管7位于蒸發(fā)器6的中部。飽和水管7包括入口段管道與出口段管道，入 口段管道向蒸發(fā)器6底部傾斜，出口段管道為水平管道。飽和水管7的入口段管道與蒸發(fā) 器6焊接連通，出口段管道與待測干度的主蒸汽管道連接；飽和水管7的出口段管道內安裝 有疏水器8和液體流量表9。為使蒸發(fā)器6內所產生的蒸汽干燥，在蒸發(fā)器6內上部安裝有蒸汽干燥器5。蒸汽 干燥器5為橢圓形的不銹鋼板，其長軸的一端固定在蒸發(fā)器6頂部蓋板處，另一端固定在蒸 發(fā)器6側面內壁上，并位于干飽和蒸汽管3的下方；蒸汽干燥器5的平面與液面穩(wěn)定器10 的平面之間的夾角為80度；在蒸汽干燥器5的板面上均布有50個通透孔。在蒸汽干燥器 5的板面上均布有50個通透孔。液面穩(wěn)定器10位于蒸發(fā)器6與飽和水管7的連接孔下方8mm處。液面穩(wěn)定器10 為圓形不銹鋼薄板。液面穩(wěn)定器10的圓周邊與蒸發(fā)器6的內壁固定連接。液面穩(wěn)定器10 的板面上均勻分布有54個通透孔。蒸汽管噴頭11為一端有管封頭的管子，位于蒸發(fā)器6內的液面穩(wěn)定器10下方、蒸 發(fā)器6底部。蒸汽管噴頭11的管壁圓周上均勻分布50個流體流通孔。[0037] 本實施例利用蒸發(fā)原理，通過蒸發(fā)器內設置的蒸汽干燥器5、液面穩(wěn)定器10和濕 蒸汽管噴頭11，并與飽和水管道和其上的疏水器聯合作用，使蒸發(fā)器在工作過程中保持其 內的液體質量恒定。氣體流量表4所測流量Gl和液體流量表9所測流量G2，分別為流經濕 蒸汽管1的濕蒸汽中所含干飽和蒸汽流量和飽和水流量。
權利要求一種測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器包括濕蒸汽管(1)、濕蒸汽管閥(2)、干飽和蒸汽管(3)、氣體流量表(4)、蒸汽干燥器(5)、蒸發(fā)器(6)、飽和水管(7)、疏水器(8)、液體流量表(9)、液面穩(wěn)定器(10)和濕蒸汽噴頭(11)；蒸發(fā)器(6)的底部、中部和頂部分別有濕蒸汽管(1)、飽和水管(7)和干飽和蒸汽管(3)的連接孔，在蒸發(fā)器(6)罐體內下部有濕蒸汽噴頭(11)；在蒸發(fā)器(6)罐體內中部有液面穩(wěn)定器(10)，并且該液面穩(wěn)定器(10)位于飽和水管(7)連接孔的下方；在蒸發(fā)器(6)罐體內上部有蒸汽干燥器(5)；濕蒸汽管(1)位于蒸發(fā)器(6)底部；干飽和蒸汽管(3)位于蒸發(fā)器(6)的頂部，在干飽和蒸汽管(3)內安裝有氣體流量表(4)；并且濕蒸汽管(1)一端與位于蒸發(fā)器(6)內的蒸汽管噴頭(11)固定連接。
2.如權利要求1所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于飽和水管(7)由 入口管道與出口管道固定連接而成，其入口管道為斜向下管道，其出口管道為水平管道，其 入口管道的入口與蒸發(fā)器(6)連通，且與蒸發(fā)器(6)中部區(qū)域的側壁固定連接；飽和水管 (7)的出口段管道內安裝有疏水器(8)和液體流 量表(9)。
3.如權利要求1所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于橢圓形的蒸汽干 燥器(5)位于蒸發(fā)器(6)上部，其長軸的一端固定在蒸發(fā)器(6)頂部蓋板處，另一端固定在 蒸發(fā)器(6)側面內壁上，并位于干飽和蒸汽管(3)的下方；蒸汽干燥器(5)的平面與液面穩(wěn) 定器(10)平面之間的夾角為45 80度；在蒸汽干燥器(5)的板面上均布有若干個通透 孔。
4.如權利要求1所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于液面穩(wěn)定器(10) 位于飽和水管(7)的入口管道底之下，并與蒸發(fā)器(6)的內壁固定連接，在其上分布有若干 通透孑L。
5.如權利要求1所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于蒸汽管噴頭(11) 為一段有管封頭的管子，位于液面穩(wěn)定器(10)之下，其壁面分布有若干個流體通透孔。
6.如權利要求1所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于氣體流量表(4) 所測流量G1、液體流量表(9)所測流量G2，分別為流經濕蒸汽管(1)的濕蒸汽中所含干飽 和蒸汽流量和飽和水流量。
7.如權利要求所述的測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，其特征在于蒸發(fā)器(6)的外壁 面上敷設有保溫材料層。
專利摘要本實用新型公開了一種測量濕蒸汽分相流量的蒸發(fā)器，包括濕蒸汽管(1)、濕蒸汽管閥(2)、干飽和蒸汽管(3)、氣體流量表(4)、蒸汽干燥器(5)、蒸發(fā)器(6)、飽和水管(7)、疏水器(8)、液體流量表(9)、液面穩(wěn)定器(10)、濕蒸汽噴頭(11)，其中蒸發(fā)器(6)在工作中保持其內所積聚的飽和水體積恒定，它為一剛性容器且外壁面上敷設有保溫材料層，其內安裝有蒸汽干燥器(5)、液面穩(wěn)定器(10)、濕蒸汽噴頭(11)。氣體流量表(4)所測流量G1、液體流量表(9)所測流量G2，分別為流經濕蒸汽管(1)的濕蒸汽中所含干飽和蒸汽流量和飽和水流量，由本實用新型可直接獲得濕蒸汽兩相流的分相流量，且測量準確性高、穩(wěn)定性好。
文檔編號G01F1/00GK201716042SQ201020178860
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者劉曉鋒, 李世武 申請人:西北工業(yè)大學