專利名稱：從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱處理及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法。
背景技術(shù)：
在冶金、化工、建材等行業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的余熱，將這些余熱利用起來可以節(jié)省大量能源。目前余熱利用的最好方法就是生產(chǎn)余熱蒸汽，使用余熱蒸汽可以采暖、真空冶煉、發(fā)電等。但是余熱蒸汽的溫度壓力比較低，在真空冶煉、發(fā)電等場合使用效果不穩(wěn)定、效率低下，大都用在少量采暖上，使得低溫低壓余熱蒸汽的適用場合非常有限，低溫低壓余熱蒸汽不能廣泛應(yīng)用，大量的余熱就得不到利用白白浪費(fèi)。·

發(fā)明內(nèi)容
為了廣泛應(yīng)用低溫低壓余熱蒸汽，使大量余熱能得到充分利用，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法。它使低壓蒸汽轉(zhuǎn)換為高壓蒸汽有了可能，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，解決了低品位熱能利用的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明根據(jù)氣體膨脹規(guī)律選擇膨脹管，使余熱蒸汽在其管內(nèi)進(jìn)行膨脹，余熱蒸汽動能增加、壓力及溫度下降，然后進(jìn)入熱交換器與從高壓蒸汽發(fā)生器出來的低壓中溫余熱蒸汽進(jìn)行間接換熱。前一部分余熱蒸汽溫度低吸收熱量，然后在擴(kuò)壓管內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)壓，其動能下降、壓力及溫度上升。由于這部分余熱蒸汽增加了熱量，其溫度上升幅度大于在膨脹管內(nèi)的下降幅度，最終溫度高于原始溫度，成為高溫蒸汽。后一部分余熱蒸汽溫度高放出熱量，由于其放出大量顯熱和汽化潛熱，這部分余熱蒸汽最終變成凝結(jié)水排放。成為高溫的余熱蒸汽通過蒸汽管道進(jìn)入高壓蒸汽發(fā)生器，在高壓蒸汽發(fā)生器中與高壓給水進(jìn)行間接熱交換，放出熱量溫度降至中溫蒸汽后排出。高壓給水吸收熱量汽化為高壓蒸汽。為了有效利用從高壓蒸汽發(fā)生器排出的中溫余熱蒸汽，節(jié)省余熱蒸汽用量，將中溫余熱蒸汽分成二部分一部分進(jìn)入膨脹管與膨脹過程中的余熱蒸汽混合，混合后的蒸汽繼續(xù)膨脹降溫；另一部分進(jìn)入熱交換器與溫度下降后的混合蒸汽進(jìn)行間接熱交換。從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法目前還沒有，本發(fā)明屬于首創(chuàng)。由于高壓蒸汽的用途非常廣泛，使用本發(fā)明，余熱蒸汽的使用率大幅度提高，大量的余熱就可以得到充分利用，節(jié)能效果非常明顯。


附圖是本發(fā)明的一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
參看附圖，本發(fā)明是一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的工藝，它包括膨脹管I、熱交換器2、擴(kuò)壓管3、凝結(jié)水出口 4、蒸汽管道5、高壓蒸汽發(fā)生器6、高壓給水進(jìn)口 7、高壓蒸汽出口 8。膨脹管I是圓錐管結(jié)構(gòu)，蒸汽在管內(nèi)進(jìn)行膨脹降溫。膨脹管I進(jìn)口端與蒸汽管道5連接，膨脹管I出口端與熱交換器2膨脹蒸汽進(jìn)口端連接，膨脹管I中部通過蒸汽管道5與高壓蒸汽發(fā)生器6低壓蒸汽出口相連；熱交換器2內(nèi)設(shè)有換熱管，管內(nèi)通入膨脹蒸汽，管外通入加熱蒸汽，管內(nèi)外蒸汽可以進(jìn)行熱交換。熱交換器2膨脹蒸汽進(jìn)口端與膨脹管I出口端連接，其膨脹蒸汽出口端與擴(kuò)壓管3進(jìn)口端連接；熱交換器2加熱蒸汽進(jìn)口通過蒸汽管道5與高壓蒸汽發(fā)生器6低壓蒸汽出口相連，其下部底端與凝結(jié)水出口 4連接；擴(kuò)壓管3是圓錐管結(jié)構(gòu)，加熱后的膨脹蒸汽在管內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)壓升溫。擴(kuò)壓管3進(jìn)口端與熱交換器2膨脹蒸汽出口端連接，其出口端通過蒸汽管道5與高壓蒸汽發(fā)生器6低壓蒸汽進(jìn)口相連； 凝結(jié)水出口 4是接口短管，其兩端分別于熱交換器2下部底端、凝結(jié)水管道進(jìn)行連接;高壓蒸汽發(fā)生器6內(nèi)設(shè)有熱交換管，管內(nèi)外兩側(cè)分別通入低壓高溫蒸汽、高壓給水，兩者可以通過管壁進(jìn)行熱交換。高壓蒸汽發(fā)生器6低壓蒸汽進(jìn)口通過蒸汽管道5與擴(kuò)壓管3出口端相連，其低壓蒸汽出口通過蒸汽管道5分別與熱交換器2加熱蒸汽進(jìn)口、膨脹管I中部相連；高壓蒸汽發(fā)生器6下部設(shè)有高壓給水進(jìn)口 7，其上部設(shè)有高壓蒸汽出口 8 ；高壓給水進(jìn)口 7是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發(fā)生器6下部、高壓給水管道進(jìn)行連接；高壓蒸汽出口 8是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發(fā)生器6上部、高壓蒸汽管道進(jìn)行連接。本發(fā)明從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的工作原理如下余熱蒸汽通過蒸汽管道5進(jìn)入膨脹管I進(jìn)行膨脹，壓力和溫度不斷降低，速度逐漸增大。當(dāng)余熱蒸汽降低到一定的壓力后與從高壓蒸汽發(fā)生器6出來的一部分中溫低壓蒸汽混合，混合后的蒸汽在膨脹管I中繼續(xù)降壓降溫膨脹，最后以較高的流速從膨脹管I流出，然后進(jìn)入熱交換器2。在熱交換器2內(nèi)，膨脹蒸汽與直接進(jìn)入的從高壓蒸汽發(fā)生器6出來的另一部分中溫低壓蒸汽通過換熱管進(jìn)行間接熱交換，吸收熱量，然后進(jìn)入擴(kuò)壓管3進(jìn)行擴(kuò)壓升溫。具有高速、低壓、低溫的膨脹蒸汽，進(jìn)入擴(kuò)壓管3以后，速度逐漸降低，壓力和溫度逐步升高，最后蒸汽以較高溫度從擴(kuò)壓管3排出，成為高溫蒸汽。從高壓蒸汽發(fā)生器6出來的另一部分中溫低壓蒸汽，進(jìn)入熱交換器2后，與換熱管內(nèi)的膨脹蒸汽進(jìn)行間接熱交換，放出大量顯熱和汽化潛熱，其最后成為凝結(jié)水，從凝結(jié)水出口 4排出。從擴(kuò)壓管3排出的高溫蒸汽，通過蒸汽管道5進(jìn)入高壓蒸汽發(fā)生器6。在高壓蒸汽發(fā)生器6內(nèi)，高溫蒸汽通過熱交換管加熱高壓給水，加熱后溫度降至中溫從高壓蒸汽發(fā)生器6排出，然后通過蒸汽管道5分別進(jìn)入膨脹管I、熱交換器2進(jìn)行上述工作。高壓給水通過高壓給水進(jìn)口 7進(jìn)入高壓蒸汽發(fā)生器6，在高壓蒸汽發(fā)生器6內(nèi)，高壓給水被高溫蒸汽加熱汽化成為高壓蒸汽。高壓蒸汽通過高壓蒸汽出口 8排出，然后通過高壓蒸汽管道送出。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實(shí)施例的變換、 變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，其特征是余熱蒸汽通過蒸汽管道(5)進(jìn)入膨脹管(I)進(jìn)行膨脹，膨脹降壓到一定的壓力后與從高壓蒸汽發(fā)生器￠)出來的一部分中溫低壓蒸汽混合，混合后的蒸汽在膨脹管(I)中繼續(xù)降壓降溫膨脹，最后以較高的流速從膨脹管(I)流出，然后進(jìn)入熱交換器(2)與直接進(jìn)入的從高壓蒸汽發(fā)生器￠)出來的另一部分中溫低壓蒸汽通過換熱管進(jìn)行間接熱交換，吸收熱量后進(jìn)入擴(kuò)壓管(3)進(jìn)行擴(kuò)壓升溫，最后以較高溫度從擴(kuò)壓管(3)排出，成為高溫蒸汽； 從高壓蒸汽發(fā)生器(6)出來的另一部分中溫低壓蒸汽，進(jìn)入熱交換器(2)后，與換熱管內(nèi)的膨脹蒸汽進(jìn)行間接熱交換，放出熱量后成為凝結(jié)水，從凝結(jié)水出口(4)排出； 從擴(kuò)壓管(3)排出的高溫蒸汽，通過蒸汽管道(5)進(jìn)入高壓蒸汽發(fā)生器￠)，通過熱交換管加熱高壓給水，加熱后溫度降至中溫從高壓蒸汽發(fā)生器(6)排出，然后通過蒸汽管道(5)分別進(jìn)入膨脹管(I)、熱交換器(2); 高壓給水通過高壓給水進(jìn)口(7)進(jìn)入高壓蒸汽發(fā)生器￠)，被高溫蒸汽加熱汽化成為高壓蒸汽，高壓蒸汽通過高壓蒸汽出口(8)排出，然后經(jīng)過高壓蒸汽管道送出。
2.由權(quán)利要求I所述的從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，其特征是包括膨脹管(I)、熱交換器(2)、擴(kuò)壓管(3)、凝結(jié)水出口(4)、蒸汽管道(5)、高壓蒸汽發(fā)生器￠)、高壓給水進(jìn)口(7)、高壓蒸汽出口(8)。
3.由權(quán)利要求I所述的從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，其特征是 膨脹管⑴是圓錐管結(jié)構(gòu)，膨脹管⑴進(jìn)口端與蒸汽管道(5)連接，膨脹管⑴出口端與熱交換器(2)膨脹蒸汽進(jìn)口端連接，膨脹管(I)中部通過蒸汽管道(5)與高壓蒸汽發(fā)生器(6)低壓蒸汽出口相連； 熱交換器(2)內(nèi)設(shè)有換熱管，熱交換器(2)膨脹蒸汽進(jìn)口端與膨脹管(I)出口端連接，其膨脹蒸汽出口端與擴(kuò)壓管(3)進(jìn)口端連接；熱交換器(2)加熱蒸汽進(jìn)口通過蒸汽管道(5)與高壓蒸汽發(fā)生器(6)低壓蒸汽出口相連，其下部底端與凝結(jié)水出口(4)連接； 擴(kuò)壓管(3)是圓錐管結(jié)構(gòu)，擴(kuò)壓管(3)進(jìn)口端與熱交換器(2)膨脹蒸汽出口端連接，其出口端通過蒸汽管道(5)與高壓蒸汽發(fā)生器(6)低壓蒸汽進(jìn)口相連； 凝結(jié)水出口(4)是接口短管，其兩端分別于熱交換器(2)下部底端、凝結(jié)水管道進(jìn)行連接; 高壓蒸汽發(fā)生器出)內(nèi)設(shè)有熱交換管，高壓蒸汽發(fā)生器(6)低壓蒸汽進(jìn)口通過蒸汽管道(5)與擴(kuò)壓管(3)出口端相連，其低壓蒸汽出口通過蒸汽管道(5)分別與熱交換器(2)加熱蒸汽進(jìn)口、膨脹管(I)中部相連；高壓蒸汽發(fā)生器(6)下部設(shè)有高壓給水進(jìn)口(7)，其上部設(shè)有高壓蒸汽出口(8)； 高壓給水進(jìn)口(7)是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發(fā)生器(6)下部、高壓給水管道進(jìn)行連接； 高壓蒸汽出口(8)是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發(fā)生器(6)上部、高壓蒸汽管道進(jìn)行連接。
全文摘要
從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，可以提高余熱蒸汽使用率，節(jié)能效果明顯。其主要有膨脹管、熱交換器、擴(kuò)壓管、凝結(jié)水出口、蒸汽管道、高壓蒸汽發(fā)生器、高壓給水進(jìn)口、高壓蒸汽出口組成。余熱蒸汽進(jìn)入膨脹管與從高壓蒸汽發(fā)生器出來的一部分蒸汽混合后以較高的流速從膨脹管流出，然后進(jìn)入熱交換器與從高壓蒸汽發(fā)生器出來的另一部分蒸汽進(jìn)行間接熱交換，然后進(jìn)入擴(kuò)壓管進(jìn)行擴(kuò)壓升溫成為高溫蒸汽。從高壓蒸汽發(fā)生器出來的另一部分蒸汽放熱成為凝結(jié)水排出。從擴(kuò)壓管排出的高溫蒸汽在高壓蒸汽發(fā)生器內(nèi)加熱高壓給水，降溫后從高壓蒸汽發(fā)生器排出，分別進(jìn)入膨脹管、熱交換器。高壓給水在高壓蒸汽發(fā)生器內(nèi)被高溫蒸汽加熱成為高壓蒸汽后排出。
文檔編號F22B3/00GK102937286SQ201210486868
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者尹華勤 申請人:尹華勤