水噴霧式過(guò)熱降溫裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水噴霧式(water spray type)過(guò)熱降溫裝置，更為詳細(xì)地講，涉及一種為了維持過(guò)熱蒸汽的合理溫度，使高壓噴霧水直接接觸過(guò)熱蒸汽，最終有效地降低、調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽的溫度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在火力及熱電聯(lián)產(chǎn)用鍋爐(boiler)上安裝過(guò)熱器，以便產(chǎn)生渦輪發(fā)電機(jī)(turbine generator)上所必須的高溫過(guò)熱蒸汽。為了將過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)為所需溫度，需要在過(guò)熱器中安裝過(guò)熱降溫器，使過(guò)熱蒸汽的過(guò)熱程度下降。
[0003]根據(jù)使過(guò)熱蒸汽溫度降溫方法的不同，過(guò)熱降溫器分為表面冷卻式過(guò)熱降溫器和噴霧式過(guò)熱降溫器。因噴霧式過(guò)熱降溫器調(diào)節(jié)溫度的響應(yīng)度好并易于設(shè)定溫度調(diào)節(jié)范圍而被廣泛使用。
[0004]圖1是表示有關(guān)現(xiàn)有的水噴霧型過(guò)熱降溫器的截面圖。
[0005]噴霧式過(guò)熱降溫器向高溫且快速流動(dòng)的蒸汽噴射低溫且高壓的水，從而在噴灑的水蒸發(fā)時(shí)與吸收潛熱的程度對(duì)應(yīng)地降低蒸汽的溫度。
[0006]現(xiàn)有的過(guò)熱降溫器的主要問(wèn)題是水和過(guò)熱蒸汽的混合作用不充分。如此，噴霧水和過(guò)熱蒸汽未完全混合的情況下，蒸汽的降溫效果根據(jù)位置的不同而存在差異，因此，存在測(cè)量過(guò)熱降溫器內(nèi)被降溫的蒸汽的準(zhǔn)確溫度變得困難，同時(shí)，調(diào)節(jié)通過(guò)噴管(Spray Tube)流入的水的流量同樣變得困難。
[0007]此外，如果混合作用不充分，則根據(jù)汽化遲延會(huì)產(chǎn)生因液滴造成的部分磨損或沖擊(shock)等，存在排放水沖擊(blowdown water hammering)等問(wèn)題。
[0008]同時(shí)，因低效率的蒸汽和水的相互作用，隨著發(fā)生混合過(guò)程的管內(nèi)長(zhǎng)度變長(zhǎng)而過(guò)熱降溫裝置的整體大小增大，存在極大地降低空間利用性的問(wèn)題。
[0009]先行文獻(xiàn):美國(guó)公開專利2013-0074788號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是為了解決所述問(wèn)題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種水噴霧式過(guò)熱降溫裝置，其用于提高過(guò)熱降溫效率，可以增強(qiáng)水和過(guò)熱蒸汽的混合作用，防止錯(cuò)誤地測(cè)量被降溫的蒸汽的溫度，并準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)通過(guò)噴管(spray tube)流入的水量，防止因液滴的積累致使管腐蝕或磨損。
[0011]為了達(dá)到所述目的而提出的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置，其可以包括:過(guò)熱降溫管300，過(guò)熱蒸汽移動(dòng)的同時(shí)，所述蒸汽和噴射的水在其內(nèi)部發(fā)生混合作用；以及噴管100，其為了向所述管(tube)內(nèi)流入水，從所述過(guò)熱降溫管300—側(cè)的上部向下方垂直地插入。
[0012]所述過(guò)熱降溫管300包括用于使噴管100前方的蒸汽速度加速化的文丘里管(venturi)部210、220、230，并且所述噴管100包括在插入于所述過(guò)熱降溫管300內(nèi)的部分上向所述過(guò)熱降溫管300內(nèi)部噴射水的噴霧工具，因此所述噴霧工具可以由至少一個(gè)以上的孔口(orifice) 110 構(gòu)成。
[0013]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置，其包括:過(guò)熱降溫管300，過(guò)熱蒸汽移動(dòng)的同時(shí)，所述蒸汽和噴射的水在其內(nèi)部發(fā)生混合作用；以及噴管100，其為了向所述管內(nèi)流入水，從所述過(guò)熱降溫管300 —側(cè)的上部向下方垂直地插入，所述過(guò)熱降溫管300為了防止壓力下降，在內(nèi)部包括線形套管(linear sleeve) 200，所述噴管100在插入于所述過(guò)熱降溫管300內(nèi)的部分上包括向所述過(guò)熱降溫管300內(nèi)部噴射水的噴霧工具，并且所述噴霧工具可以由至少一個(gè)以上的孔口 110構(gòu)成。
[0014]并且，所述孔口 110可以由至少一個(gè)以上的具有多個(gè)噴霧口 121的多孔性孔口 120構(gòu)成。
[0015]所述過(guò)熱降溫管300可以包括葉片(vane) 240或凸起250，所述葉片240或凸起250用于在所述過(guò)熱降溫管300的蒸汽流入部d和所述噴管100之間的內(nèi)部形成渦流。
[0016]另外，各個(gè)所述多孔性孔口 120可以包括多個(gè)噴霧口 121在一定面積上均勻分布的噴霧面。
[0017]所述多孔性孔口 120在所述噴管100的下部具備有相互向上下分離的多個(gè)，各個(gè)所述多孔性孔口 120的噴霧面相互分離而可以形成獨(dú)立的區(qū)域。
[0018]多孔性孔口 120的噴霧面，以所述噴管100的圓柱面的平面展開圖為基準(zhǔn)，可以形成圓形或四邊形的形態(tài)。
[0019]所述噴管100為圓筒形，所述噴管100的多個(gè)噴霧口 121可以以放射形位于所述圓筒的圓柱面的前面部分，并且噴霧口 121的打孔方向可以考慮朝所述圓柱的中心的方向。
[0020]并且，所述多孔性孔口 120的多個(gè)噴霧口 121的大小可以考慮直徑的大小從下部向上部逐漸增加。
[0021]所述噴管100的內(nèi)部還包括具有比所述噴管100的直徑小并且末端開放的開關(guān)調(diào)節(jié)管101，并且所述開關(guān)調(diào)節(jié)管101的外柱面和所述噴管100的內(nèi)柱面接觸，并且包括與所述噴管100的噴霧口 121對(duì)應(yīng)的多個(gè)噴霧口 122，并且所述開關(guān)調(diào)節(jié)管101隨著旋轉(zhuǎn)工具旋轉(zhuǎn)，可以調(diào)節(jié)噴管100的噴霧口 121的開關(guān)程度。
[0022]另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫方法，其包括:蒸汽流入步驟，過(guò)熱蒸汽從過(guò)熱降溫裝置蒸汽流入部d向過(guò)熱降溫管300內(nèi)流入；蒸汽移動(dòng)步驟，通過(guò)所述過(guò)熱降溫管300內(nèi)部來(lái)使蒸汽移動(dòng)；供水步驟，向噴管100內(nèi)部供給水；噴霧步驟，將通過(guò)噴管100輸送的水通過(guò)孔口 110來(lái)噴射；混合步驟，使過(guò)熱的蒸汽和噴射的水在過(guò)熱降溫管300內(nèi)部混合；以及排出步驟，通過(guò)蒸汽排出部a來(lái)使過(guò)熱降溫的蒸汽排出。
[0023]此外，所述噴霧步驟的所述孔口 110可以考慮為至少一個(gè)以上的多孔性孔口 120。
[0024]并且，所述混合步驟可以考慮為，在具備于所述噴管100的前方一側(cè)的過(guò)熱降溫管300的文丘里管(venturi)部210、220、230中，使過(guò)熱的蒸汽和從所述多孔性孔口 120中噴射出的水一起加速，從而增加混合速度。
[0025]在所述蒸汽移動(dòng)步驟中，所述過(guò)熱的蒸汽經(jīng)過(guò)凸起或葉片的同時(shí)可以形成渦流，所述凸起或葉片形成于所述蒸汽流入部d和所述噴管100之間并形成于所述噴管100的內(nèi)部。
[0026]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的所述過(guò)熱降溫裝置具備有文丘里管部，因此在經(jīng)過(guò)文丘里管的頸部時(shí)，根據(jù)伯努利(bernoulli)原理使過(guò)熱蒸汽的速度增大約4倍程度，噴霧的水和蒸汽的混合速度增大并增強(qiáng)過(guò)熱蒸汽降溫效果，從而有效果。
[0027]另一方面，具備通過(guò)多個(gè)噴霧口來(lái)使水噴霧的多孔性孔口，增大水和過(guò)熱蒸汽的接觸面，從而可以促進(jìn)水和過(guò)熱蒸汽的混合作用。
[0028]此外，隨著在過(guò)熱降溫管內(nèi)均勻地發(fā)生混合作用，在所述管內(nèi)測(cè)量溫度時(shí)，減小根據(jù)不同位置而測(cè)量溫度的誤差，因此能夠測(cè)量準(zhǔn)確的管內(nèi)溫度，而且可以準(zhǔn)確地決定之后流入的水量。
[0029]同時(shí)，過(guò)熱蒸汽的蒸發(fā)速度加快，減少未能汽化而向所述管內(nèi)沉淀的液滴的量，從而可以顯著地減少流入噴管的所需水量。
[0030]并且，防止因汽化遲延伴隨的液滴而引起的部分磨損或沖擊等，可以預(yù)防排放水沖擊(blowdown water hammering)等。
[0031]此外，隨著發(fā)生過(guò)熱蒸汽和水的混合過(guò)程的管內(nèi)長(zhǎng)度大幅度地縮短而減小過(guò)熱降溫裝置的整體大小，因此可以提高空間利用性。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是表示現(xiàn)有的水噴霧型過(guò)熱降溫裝置的截面圖。
[0033]圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置的主要結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)截面圖。
[0034]圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置的噴管和過(guò)熱降溫管的截面圖。
[0035]圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置的噴管和過(guò)熱降溫管的截面圖。
[0036]圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在過(guò)熱降溫裝置的過(guò)熱降溫管內(nèi)部形成有葉片(vane)的截面圖，圖6是表示形成有凸起的截面圖。
[0037]圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的適用于過(guò)熱降溫裝置的多孔性孔口及其噴霧面的抽選圖。
[0038]圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的適用于過(guò)熱降溫裝置的多孔性孔口按噴霧口的圓柱方向排列及打孔方向的截面圖。
[0039]圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的適用于過(guò)熱降溫裝置的噴霧口大小調(diào)節(jié)工具的截面圖。
具體實(shí)施例
[0040]參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的水噴霧型過(guò)熱降溫裝置。
[0041]圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置的主要結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)截面圖，圖3及圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)熱降溫裝置的噴管100和過(guò)熱降溫管300的截面圖。
[0042]如圖2至圖4所示，過(guò)熱降溫管300內(nèi)側(cè)為中空，通過(guò)所述空間輸送過(guò)熱的蒸汽。以下說(shuō)明中的前、后的基準(zhǔn)以蒸汽進(jìn)行的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，定義蒸汽排出部a側(cè)為前方，蒸汽流入部d側(cè)為后方。
[0043]過(guò)熱降溫管300的一端為從其他管道流入過(guò)熱蒸汽的蒸汽流入部d，另一端為排出空氣的蒸汽排出部a。所述兩末端構(gòu)成得容易與其他管道等相緊固。
[0044]從過(guò)熱降溫管300的一側(cè)上部朝下方，噴管100的一端垂直插入而使噴管的一端位于過(guò)熱降溫管300的內(nèi)部。此時(shí)，如果插入太深，則妨礙蒸汽的流動(dòng)，如果插入太淺，則會(huì)減小向上部噴霧的效果，因此，優(yōu)選地，噴霧器(spray)的噴霧工具應(yīng)插入至位于過(guò)熱降溫管300的垂直截面上的中央位置。
[0045]過(guò)熱降溫管300內(nèi)部在以插入的噴管100為基準(zhǔn)的前方側(cè)包括用于蒸汽加速化的文丘里管(venturi)部210、220、230。圖2的情況，所述文丘里管部以套管(sleeve) 200的形態(tài)具備于過(guò)熱降溫管300的內(nèi)部，并且具有使套管200的中間部一側(cè)的流路變窄的文丘里管形態(tài)。在套管200的局部上，不僅形成有文丘里管部，并且可在所述過(guò)熱降溫管300的內(nèi)部形成有文丘里管形態(tài)的流路。
[0046]文丘里管部210、220、230的頸部220與直管部相比其直徑小，因此，過(guò)熱蒸汽的流速加快，最終使噴霧水微粒化并使低溫的噴霧水加速蒸發(fā)，從而使得與蒸汽積極地發(fā)生混合作用。
[0047]另外，根據(jù)實(shí)施例，所述套管200可考慮為文丘里管形態(tài)或線形(linear)形態(tài)兩種。換句話說(shuō)，不僅文丘里管形態(tài)，線形形態(tài)中也可考慮包括后述的噴管100和其下部構(gòu)成的實(shí)施例。
[0048]如圖5及圖6所示，在蒸汽流入部d和噴管100之間的空間(以圖2為基準(zhǔn)的c和d之間的空間)的過(guò)熱降溫管300的內(nèi)壁或者套管200的內(nèi)壁上，輸送的過(guò)熱蒸汽形成渦流，之后，優(yōu)選地包括凸起250或葉片(vane) 240，以便與噴霧水的混合作用進(jìn)行得更活躍。
[0049]另外，噴管100的上端與冷卻水供給管連接，下端優(yōu)選為封閉的圓筒形態(tài)。所述噴管1