專利名稱：一種基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全可控的強(qiáng)化傳熱技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及一種基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煙氣余熱回收利用方面，通過(guò)不同的相變換熱技術(shù)方案來(lái)控制煙氣側(cè)受熱面的腐蝕和結(jié)灰速度，取得較好的效果。分控相變換熱技術(shù)通過(guò)對(duì)冷源換熱和熱源換熱分別獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)了更高的換熱控制的可靠性和精度，提高了余熱回收的效益，也使得系統(tǒng)應(yīng)用的適應(yīng)性得到很大提高。由于流動(dòng)阻力的影響，冷源換熱器冷凝的相變壓力必然低于熱源換熱器蒸發(fā)的相變壓力，因而冷源換熱器冷凝的飽和冷凝液的溫度相對(duì)熱源換熱器飽和蒸發(fā)液的飽和溫度必然存在過(guò)冷度。由于蒸汽在冷源換熱器冷凝過(guò)程中，會(huì)在壁面產(chǎn)生液膜，液膜的熱阻使冷凝液產(chǎn)生過(guò)冷無(wú)法避免。另外，由于設(shè)計(jì)工況下的換熱器面積、換熱系數(shù)和換熱溫差等參數(shù)難以適應(yīng)變工況下和不同季節(jié)的實(shí)際相變換熱量，加之液位波動(dòng)等因素的影響，因而相變換熱過(guò)程總伴隨產(chǎn)生冷凝液過(guò)冷和蒸汽過(guò)熱的情況；過(guò)冷液和過(guò)熱汽的存在會(huì)降低相變換熱器的換熱能力，同時(shí)，由于自然循環(huán)的存在，過(guò)冷液進(jìn)入熱源換熱器還會(huì)使蒸發(fā)換熱面下部壁面溫度低于平均溫度，安全余量不足，很容易產(chǎn)生局部的低溫腐蝕，降低設(shè)備的壽命。由于設(shè)備布置空間的限制和設(shè)備安裝標(biāo)高的不統(tǒng)一，造成相變換熱系統(tǒng)中液位和換熱控制不統(tǒng)一，傳統(tǒng)相變換熱系統(tǒng)對(duì)于提高設(shè)備集成性所具有的困難較難適應(yīng)，在一個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目中，往往需要多套獨(dú)立的相變換熱裝置各自獨(dú)立工作。這不僅造成設(shè)備利用率降低，也使得控制系統(tǒng)的冗余度較低；不僅設(shè)備總造價(jià)較高，也使得系統(tǒng)的可靠性降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱源換熱器2、冷源換熱器20和低溫液箱23，其特征在于，所述熱源換熱器2和冷冷源換熱器20 通過(guò)蒸汽管和冷凝液管相互連通形成分控相變換熱回路，在該回路上設(shè)有對(duì)其進(jìn)行控制的氣流調(diào)節(jié)閥及液流調(diào)節(jié)閥，所述系統(tǒng)還包括高溫?fù)Q熱器14、低溫?fù)Q熱器22和高溫液箱8 ；所述熱源換熱器2頂部的熱源蒸汽母管經(jīng)熱源排汽調(diào)節(jié)閥16后分為兩支管，其中第一蒸汽管支管經(jīng)高溫?fù)Q熱器14與冷源換熱器20的上集箱連通，并且在高溫?fù)Q熱器14與冷源換熱器20之間設(shè)置冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17，第二蒸汽管支管與經(jīng)低溫液箱23和低溫?fù)Q熱器22與冷源換熱器20的下集箱連通，并且在低溫液箱23前設(shè)置旁路汽流調(diào)節(jié)閥18 ；所述低溫液箱23經(jīng)冷凝液管路與高溫?fù)Q熱器14連通，所述的高溫?fù)Q熱器14底部經(jīng)冷凝液管路與高溫液箱8連通，高溫液箱8底部的冷凝液管路分成兩支管，其中第一冷凝管支管與低溫?fù)Q熱器22連通，并且在該支路上設(shè)置再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27，第二冷凝管支管與熱源換熱器2的下集箱連通，并且在該支路上設(shè)置熱源通液閥1。所述熱源換熱器2和冷源換熱器20為兩個(gè)或以上，所述兩個(gè)或以上的熱源換熱器2之間采取并聯(lián)設(shè)置，并且在該并聯(lián)冷凝管支管上設(shè)有熱源通液閥1，在該并聯(lián)蒸汽管支管上設(shè)有隔離閥；所述兩個(gè)或以上的冷源換熱器20之間采取并聯(lián)設(shè)置，并且在該并聯(lián)蒸汽管支管和該并聯(lián)冷凝管支管上分別設(shè)有隔離閥。所述冷源換熱器20的并聯(lián)蒸汽管支管隔離閥和冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17之間設(shè)置排空閥19，用于排出系統(tǒng)內(nèi)的不凝氣體；所述低溫液箱23和高溫?fù)Q熱器14之間冷凝液管路上設(shè)置循環(huán)泵沈；所述高溫液箱8底部的冷凝液管母管上設(shè)置升壓泵5 ；所述高溫液箱8內(nèi)部設(shè)置高溫液箱加熱器7，用于加熱高溫液箱8內(nèi)的冷凝液，以降低其過(guò)冷度；所述低溫?fù)Q熱器22上設(shè)有補(bǔ)液閥21，用于向系統(tǒng)內(nèi)添加循環(huán)液工質(zhì)；所述低溫?fù)Q熱器22內(nèi)部設(shè)有低溫液箱加熱器對(duì)，用于加熱低溫液箱23內(nèi)的冷凝液，以降低其過(guò)冷度。所述熱源換熱器2的吸熱管束中設(shè)置蒸發(fā)液溫度傳感器3，用于測(cè)量監(jiān)控各自熱源換熱器內(nèi)部的溫度；所述熱源換熱器2的上集箱和下集箱之間設(shè)置蒸發(fā)液液位傳感器4，用于測(cè)量監(jiān)控各自熱源換熱器內(nèi)部的液位；所述熱源換熱器2并聯(lián)蒸汽管支管上隔離閥和熱源排汽調(diào)節(jié)閥16之間設(shè)置熱源蒸汽壓力傳感器15，用于測(cè)量監(jiān)控?zé)嵩凑羝腹軆?nèi)的蒸汽壓力；所述高溫液箱8上設(shè)置高溫液箱溫度傳感器6和高溫液箱液位傳感器9，分別用于測(cè)量監(jiān)控高溫液箱8內(nèi)的溫度和液位；所述低溫液箱23上設(shè)置低溫液箱溫度傳感器25，用于測(cè)量監(jiān)控低溫液箱23。本實(shí)用新型的基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)操作方式包括以下步驟通過(guò)熱源換熱器2從外部熱源流體吸收熱量，使其內(nèi)部的液體蒸發(fā)為蒸汽，該蒸汽經(jīng)熱源排汽調(diào)節(jié)閥16后分為至少兩路，其中一路進(jìn)入高溫?fù)Q熱器14，與從低溫液箱23進(jìn)入高溫?fù)Q熱器14的冷凝液進(jìn)行熱交換，以降低蒸汽的過(guò)熱度和冷凝液的過(guò)冷度，經(jīng)熱交換后的蒸汽進(jìn)入冷源換熱器20冷凝為冷凝液，同時(shí)將熱量釋放給外部冷源流體；另外一路蒸汽經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18、低溫液箱23和低溫?zé)峤粨Q器22進(jìn)入冷源換熱器20的下集箱，該蒸汽上行進(jìn)入下集箱的過(guò)程中與下行經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器22進(jìn)入低溫液箱23的冷凝液發(fā)生熱交換，部分蒸汽冷凝放出熱量，同時(shí)降低了冷凝液的過(guò)冷度；該蒸汽未凝結(jié)的部分進(jìn)入冷源換熱器20后冷凝放出熱量，以繼續(xù)降低冷凝液的過(guò)冷度，所述從低溫液箱23進(jìn)入高溫?fù)Q熱器14的冷凝液熱交換后得到的冷凝液過(guò)冷度降低，該冷凝液經(jīng)高溫液箱8后分成兩路，其中一路進(jìn)入熱源換熱器2的下集箱，另外一路經(jīng)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22。通過(guò)并聯(lián)的熱源換熱器2從外部吸收熱量產(chǎn)生的蒸汽為兩路，兩路蒸汽經(jīng)支管隔離閥后合并于蒸汽管母管，通過(guò)熱源排汽調(diào)節(jié)閥16控制，然后分別經(jīng)前述蒸汽支管通過(guò)蒸
4汽管支管設(shè)置的冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17和旁路汽流調(diào)節(jié)閥18控制，進(jìn)入并聯(lián)的冷源換熱器20 中，高溫液箱8中的冷凝液通過(guò)一冷凝液支路經(jīng)熱源通液閥1控制，進(jìn)入并聯(lián)的熱源換熱器2，冷凝液經(jīng)另一支路通過(guò)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27控制，進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22。所述高溫?zé)峤粨Q器14為混合式換熱器或表面式換熱器。所述熱源通液閥1的開(kāi)度控制方法為熱源通液閥1的開(kāi)度依據(jù)蒸發(fā)液液位傳感器4的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)蒸發(fā)液液位傳感器4測(cè)得的液位高于蒸發(fā)液液位設(shè)定值時(shí)，熱源通液閥關(guān)小，反之開(kāi)大，以保持該液位與該設(shè)定值的一致。熱源排汽調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度的控制方法為熱源排汽調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度依據(jù)熱源蒸汽壓力傳感器15和蒸發(fā)液溫度傳感器3的測(cè)量信號(hào)值進(jìn)行綜合控制，控制系統(tǒng)對(duì)測(cè)量信號(hào)值進(jìn)行綜合運(yùn)算后，輸出對(duì)熱源排汽調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度控制指令，以保持該測(cè)量信號(hào)值與控制系統(tǒng)的設(shè)定值的一致；當(dāng)該測(cè)量信號(hào)值該測(cè)量信號(hào)值與相應(yīng)設(shè)定值的偏差大于偏差設(shè)定值時(shí)，將發(fā)出禁止升壓泵5循環(huán)泵沈啟動(dòng)運(yùn)行、全開(kāi)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27、熱源通液閥1的指令，將系統(tǒng)的存水都排放到低溫液箱23。當(dāng)熱源蒸汽壓力傳感器15測(cè)量的蒸汽壓力與熱源蒸汽壓力的設(shè)定值發(fā)生偏差， 則控制系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)節(jié)氣流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以糾正該運(yùn)行偏差，使測(cè)量值與設(shè)定值保持一致。冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17和旁路汽流調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)度控制方法為冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17和旁路汽流調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)度通過(guò)低溫液箱溫度傳感器25的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行控制；當(dāng)?shù)蜏匾合錅囟葌鞲衅?5的測(cè)量值低于低溫液箱23溫度設(shè)定值時(shí)，冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17的開(kāi)度減小，同時(shí)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)度開(kāi)大，以使更多的熱源蒸汽與冷凝液發(fā)生逆流換熱，提高冷凝液的溫度，降低冷凝液的過(guò)冷度；當(dāng)?shù)蜏匾合錅囟葌鞲衅?5的測(cè)量值低于低溫液箱23溫度設(shè)定值的偏差值大于設(shè)定值一時(shí)，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示啟動(dòng)低溫液箱加熱器M以降低該偏差；當(dāng)該偏差值進(jìn)一步加大到大于設(shè)定值二時(shí)，發(fā)出禁止循環(huán)泵沈啟動(dòng)運(yùn)行的指令。再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27開(kāi)度的控制方法為再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27的開(kāi)度通過(guò)高溫液箱液位傳感器9測(cè)量的液位信號(hào)進(jìn)行控制，以保持高溫液箱8液位測(cè)量值與高溫液箱8液位設(shè)定值一一致；當(dāng)高溫液箱液位測(cè)量值低于高溫液箱液位設(shè)定值一時(shí)，再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27的開(kāi)度開(kāi)大，反之關(guān)小，當(dāng)高溫液箱液位傳感器9的測(cè)量值低于設(shè)定值二時(shí)，將發(fā)出禁止升壓泵5 啟動(dòng)運(yùn)行的指令；當(dāng)高溫液箱溫度傳感器6的測(cè)量值低于高溫液箱溫度設(shè)定值的偏差值大于設(shè)定值一時(shí)，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示啟動(dòng)高溫液箱加熱器7以降低該偏差；當(dāng)該偏差值進(jìn)一步加大到大于設(shè)定值二時(shí)，將發(fā)出全開(kāi)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27的指令，將存水都排放到低溫液箱23。根據(jù)本實(shí)用新型的以具體實(shí)施方式
，本實(shí)用新型的基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)組成和工作方式為熱源換熱器組由多個(gè)熱源換熱器并聯(lián)組成，如圖1中熱源換熱器組由兩個(gè)熱源換熱器2并聯(lián)組成，兩個(gè)熱源換熱器2在下聯(lián)箱分別連接有熱源通液閥1，各自出口上聯(lián)箱分別連接有蒸汽關(guān)斷閥(圖中未示出)，關(guān)閉熱源換熱器各自的熱源通液閥和關(guān)斷閥可以使該熱源換熱器從熱源換熱器組中隔離出來(lái)。熱源換熱器從外部吸收熱源放熱流體煙氣(熱源流體也可為生產(chǎn)工藝尾氣等)的熱量，使其內(nèi)部的蒸發(fā)液(系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)工質(zhì)為水，也可使用氟利昂、氨等)蒸發(fā)為蒸汽，各熱源換熱器產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)前述蒸汽關(guān)斷閥后匯集起來(lái)進(jìn)入熱源蒸汽母管，通過(guò)安裝在該熱源蒸汽母管上的熱源排汽調(diào)節(jié)閥16后又分為兩路。該熱源蒸汽其中一路經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18后進(jìn)入低溫液箱23，之后由連接管路依次進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22和冷源換熱器20下聯(lián)箱，該蒸汽在冷源換熱器20將釋放的熱量傳遞給冷源吸熱流體，同時(shí)冷凝為冷凝液，然后從冷源換熱器20下聯(lián)箱由前述連接管路再依次返回進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22和低溫液箱23。前述經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18后進(jìn)入低溫液箱 23的蒸汽，在由低溫液箱23向冷源換熱器20流動(dòng)過(guò)程中，一直與前述冷凝液進(jìn)行著換熱， 蒸汽被冷卻且部分被凝結(jié)，同時(shí)放出熱量加熱前述冷凝液，降低了冷凝液的過(guò)冷度。熱源排汽調(diào)節(jié)閥16后的該熱源蒸汽另一路進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器14進(jìn)行換熱。高溫?zé)峤粨Q器14可以為混合式換熱器也可以為表面式換熱器，從高溫?zé)峤粨Q器14換熱后的蒸汽降低了過(guò)熱度，再流經(jīng)冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17后，進(jìn)入冷源換熱器20的上聯(lián)箱。該蒸汽在冷源換熱器20將釋放的熱量傳遞給冷源吸熱流體，同時(shí)冷凝為冷凝液， 然后從冷源換熱器20下聯(lián)箱由前述連接管路依次進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22和低溫液箱23。該冷凝液在冷源換熱器20、低溫?zé)峤粨Q器22以及流向低溫液箱23的連接管路及設(shè)備中，可與前述流經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18、低溫液箱23、低溫?zé)峤粨Q器22后進(jìn)入冷源換熱器20的蒸汽換熱，通過(guò)該逆流換熱過(guò)程，冷凝液降低了過(guò)冷度。從低溫液箱23流出的冷凝液經(jīng)循環(huán)泵沈升壓后進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器14，與前述進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器14的蒸汽換熱，通過(guò)換熱該冷凝液降低了過(guò)冷度，之后進(jìn)入高溫液箱8。從高溫液箱8流出的冷凝液經(jīng)升壓泵5升壓后分為兩路。其中一路依次經(jīng)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27、低溫?zé)峤粨Q器22返回到低溫液箱23 ；另一路分別經(jīng)由熱源通液閥1進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的熱源換熱器2的下聯(lián)箱，在熱源換熱器吸熱成為蒸發(fā)液。該蒸發(fā)液吸熱蒸發(fā)后進(jìn)入熱源換熱器上聯(lián)箱開(kāi)始新的傳熱循環(huán)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型將蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱的相變參數(shù)分別各自獨(dú)立控制。蒸發(fā)相變?cè)O(shè)備和冷凝相變?cè)O(shè)備之間的連接管路和設(shè)備采用了調(diào)節(jié)閥隔離，且蒸發(fā)相變?cè)O(shè)備與調(diào)節(jié)閥之間沒(méi)有其它設(shè)備的擾動(dòng)影響，分控性能更可靠。本實(shí)用新型采用多參數(shù)的組合來(lái)實(shí)施多元、多層次的控制，被控參數(shù)不受冷熱源參數(shù)分布均勻性的影響，一致性更好。由于調(diào)節(jié)特性更好，控制精度和可靠性更高。熱源換熱器內(nèi)相變換熱飽和溫度波動(dòng)幅度小、波動(dòng)時(shí)間短，可顯著降低熱源換熱管的低溫腐蝕幾率。本實(shí)用新型通過(guò)高低溫兩級(jí)換熱器來(lái)降低冷凝液過(guò)冷度和蒸汽過(guò)熱度，使得換熱效率得到提高，熱源換熱器的上下壁溫更為均勻一致，安全性和經(jīng)濟(jì)性更好。本實(shí)用新型的分控相變換熱技術(shù)通過(guò)設(shè)備分組、分步控制，可擺脫安裝空間和標(biāo)高的限制，更方便進(jìn)行換熱設(shè)備的組合和布置，系統(tǒng)的集成性更高，可以更低的成本提高設(shè)備利用率和控制系統(tǒng)的冗余度。由于本實(shí)用新型的換熱技術(shù)可更精確、更均勻、可靠地控制換熱管壁溫，不僅提高了換熱器設(shè)備的壽命，還可比其它技術(shù)將換熱管壁溫安全余量減小，將煙氣排煙溫度降低更多，回收更多熱量，有更高的節(jié)能減排效益。本實(shí)用新型通過(guò)換熱器智能化的分組、分步控制、多種安全監(jiān)控措施和輔助加熱措施等，可不分季節(jié)，從機(jī)組啟動(dòng)到停運(yùn)全過(guò)程進(jìn)行高效的煙氣余熱回收利用。

[0059]圖1為本實(shí)用新型基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)示意圖。[0060]附圖標(biāo)識(shí)[0061]1、熱源通液閥2、熱源換熱器3、蒸發(fā)液溫度傳感器[0062]4、蒸發(fā)液液位傳感器5、升壓泵6、高溫液箱溫度傳感器[0063]7、高溫液箱加熱器8、高溫液箱9、高溫液箱液位傳感器[0064]14、高溫?zé)峤粨Q器15、熱源蒸汽壓力傳感器16、熱源排汽調(diào)節(jié)閥[0065]17、冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥18、旁路汽流調(diào)節(jié)閥19、排空閥[0066]20、冷源換熱器21、補(bǔ)液閥22、低溫?zé)峤粨Q器[0067]23、低溫液箱24、低溫液箱加熱器25、低溫液箱溫度傳感器[0068]26、循環(huán)泵27、再循環(huán)調(diào)節(jié)閥
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型的分控相變換熱技術(shù)的系統(tǒng)組成、工作過(guò)程和特性進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明熱源換熱器組由多個(gè)熱源換熱器并聯(lián)組成，如圖1中熱源換熱器組由兩個(gè)熱源換熱器2并聯(lián)組成，兩個(gè)熱源換熱器2在下聯(lián)箱分別連接有熱源通液閥1，各自出口上聯(lián)箱分別連接有蒸汽關(guān)斷閥(圖中未示出)，關(guān)閉熱源換熱器各自的熱源通液閥和關(guān)斷閥可以使該熱源換熱器從熱源換熱器組中隔離出來(lái)。熱源換熱器從外部吸收熱源放熱流體煙氣(熱源流體也可為生產(chǎn)工藝尾氣等)的熱量，使其內(nèi)部的蒸發(fā)液(系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)工質(zhì)為水，也可使用氟利昂、氨等)蒸發(fā)為蒸汽，各熱源換熱器產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)前述蒸汽關(guān)斷閥后匯集起來(lái)進(jìn)入熱源蒸汽母管，通過(guò)安裝在該熱源蒸汽母管上的熱源排汽調(diào)節(jié)閥16后又分為兩路。該熱源蒸汽其中一路經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18后進(jìn)入低溫液箱23，之后由連接管路依次進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22和冷源換熱器20下聯(lián)箱，該蒸汽在冷源換熱器20將釋放的熱量傳遞給冷源吸熱流體，同時(shí)冷凝為冷凝液，然后從冷源換熱器20下聯(lián)箱由前述連接管路再依次返回進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22和低溫液箱23。前述經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18后進(jìn)入低溫液箱 23的蒸汽，在由低溫液箱23向冷源換熱器20流動(dòng)過(guò)程中，一直與前述冷凝液進(jìn)行著換熱， 蒸汽被冷卻且部分被凝結(jié)，同時(shí)放出熱量加熱前述冷凝液，降低了冷凝液的過(guò)冷度。熱源排汽調(diào)節(jié)閥16后的該熱源蒸汽另一路進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器14進(jìn)行換熱。高溫?zé)峤粨Q器14可以為混合式換熱器也可以為表面式換熱器，從高溫?zé)峤粨Q器14換熱后的蒸汽降低了過(guò)熱度，再流經(jīng)冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17后，進(jìn)入冷源換熱器20的上聯(lián)箱。[0074]該蒸汽在冷源換熱器20將釋放的熱量傳遞給冷源吸熱流體，同時(shí)冷凝為冷凝液， 然后從冷源換熱器20下聯(lián)箱由前述連接管路依次進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器22和低溫液箱23。該冷凝液在冷源換熱器20、低溫?zé)峤粨Q器22以及流向低溫液箱23的連接管路及設(shè)備中，可與前述流經(jīng)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18、低溫液箱23、低溫?zé)峤粨Q器22后進(jìn)入冷源換熱器20的蒸汽換熱，通過(guò)該逆流換熱過(guò)程，冷凝液降低了過(guò)冷度。從低溫液箱23流出的冷凝液經(jīng)循環(huán)泵沈升壓后進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器14，與前述進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q器14的蒸汽換熱，通過(guò)換熱該冷凝液降低了過(guò)冷度，之后進(jìn)入高溫液箱8。從高溫液箱8流出的冷凝液經(jīng)升壓泵5升壓后分為兩路。其中一路依次經(jīng)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27、低溫?zé)峤粨Q器22返回到低溫液箱23 ；另一路分別經(jīng)由熱源通液閥1進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的熱源換熱器2的下聯(lián)箱，在熱源換熱器吸熱成為蒸發(fā)液。該蒸發(fā)液吸熱蒸發(fā)后進(jìn)入熱源換熱器上聯(lián)箱開(kāi)始新的傳熱循環(huán)。前述冷源換熱器20可由多組加裝出、入口隔離閥門(mén)的換熱器分組并聯(lián)構(gòu)成冷源換熱器組，并聯(lián)的每分組均可通過(guò)關(guān)閉出、入口隔離閥門(mén)使之與母管系統(tǒng)隔離。蒸發(fā)液溫度傳感器3安裝在熱源換熱器上，用于測(cè)量監(jiān)控各自熱源換熱器內(nèi)部的溫度。蒸發(fā)液液位傳感器4安裝在熱源換熱器2上，用于測(cè)量監(jiān)控各自熱源換熱器內(nèi)部的液位。熱源蒸汽壓力傳感器15安裝在熱源排汽調(diào)節(jié)閥16前的熱源蒸汽母管上，用于測(cè)量監(jiān)控?zé)嵩凑羝腹軆?nèi)的蒸汽壓力。高溫液箱8上安裝有高溫液箱溫度傳感器6和高溫液箱液位傳感器9，分別用于測(cè)量監(jiān)控高溫液箱8內(nèi)的溫度和液位；安裝在高溫液箱8上的高溫液箱加熱器7可用于高溫液箱8內(nèi)的冷凝液溫度過(guò)低時(shí)，加熱該冷凝液以降低其過(guò)冷度。低溫液箱23上安裝有低溫液箱溫度傳感器25和低溫液箱加熱器M，分別用于測(cè)量監(jiān)控低溫液箱23內(nèi)的溫度和在低溫液箱23內(nèi)的冷凝液溫度過(guò)低時(shí)，加熱該冷凝液以降低其過(guò)冷度。排空閥19安裝在冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17與冷源換熱器20的換熱器分組入口隔離閥門(mén)之間的蒸汽母管上，用于排出系統(tǒng)內(nèi)的不凝氣體。補(bǔ)液閥21安裝在低溫液箱加熱器M上，用于向系統(tǒng)內(nèi)添加和補(bǔ)充循環(huán)液工質(zhì)。系統(tǒng)的運(yùn)行控制工作過(guò)程和特性為熱源通液閥1的開(kāi)度可分別依據(jù)蒸發(fā)液液位傳感器4的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)蒸發(fā)液液位傳感器測(cè)得的液位高于蒸發(fā)液液位設(shè)定值時(shí)，熱源通液閥關(guān)小，反之開(kāi)大，以保持該液位與該設(shè)定值的一致。熱源排汽調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度可依據(jù)熱源蒸汽壓力傳感器15和蒸發(fā)液溫度傳感器3 的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行綜合控制，控制系統(tǒng)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行綜合運(yùn)算后，輸出對(duì)熱源排汽調(diào)節(jié)閥 16的開(kāi)度控制指令。蒸發(fā)液溫度傳感器的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較，二者的較小值或平均值作為被控制參數(shù)，與熱源蒸發(fā)液溫度的設(shè)定值進(jìn)行控制運(yùn)算，計(jì)算結(jié)果的輸出信號(hào)來(lái)控制調(diào)節(jié)熱源排汽調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度，以保持該被控制參數(shù)與該熱源蒸發(fā)液溫度設(shè)定值的一致。若該被控制參數(shù)與該熱源蒸發(fā)液溫度設(shè)定值的偏差大于設(shè)定值時(shí)，將發(fā)出禁止循環(huán)泵26啟動(dòng)運(yùn)行、全開(kāi)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27、熱源通液閥1的指令，將系統(tǒng)的存水都排放到低溫液箱23。當(dāng)熱源蒸汽壓力傳感器15測(cè)量的蒸汽壓力與熱源蒸汽壓力的設(shè)定值發(fā)生偏差， 則控制系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)節(jié)氣流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以糾正該運(yùn)行偏差，使測(cè)量值與設(shè)定值保持一致。冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17和旁路汽流調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)度依據(jù)低溫液箱溫度傳感器25的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)?shù)蜏匾合錅囟葌鞲衅?5的測(cè)量值低于低溫液箱溫度設(shè)定值時(shí)，冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥17的開(kāi)度減小，同時(shí)旁路汽流調(diào)節(jié)閥18的開(kāi)度開(kāi)大，以使更多的熱源蒸汽與冷凝液發(fā)生逆流換熱，提高冷凝液的溫度，降低冷凝液的過(guò)冷度。當(dāng)?shù)蜏匾合錅囟葌鞲衅?5的測(cè)量值低于低溫液箱溫度設(shè)定值的偏差值大于設(shè)定值一時(shí)，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示是否投入低溫液箱加熱器M以降低該偏差；當(dāng)該偏差值進(jìn)一步加大到大于設(shè)定值二時(shí)，將發(fā)出禁止循環(huán)泵26啟動(dòng)運(yùn)行的指令。再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27的開(kāi)度依據(jù)高溫液箱液位傳感器9測(cè)量的液位信號(hào)進(jìn)行控制，以保持高溫液箱液位測(cè)量值與高溫液箱液位設(shè)定值一的一致。當(dāng)高溫液箱液位測(cè)量值低于高溫液箱液位設(shè)定值一時(shí)，再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27的開(kāi)度開(kāi)大，反之關(guān)小。當(dāng)高溫液箱液位傳感器 9的測(cè)量值低于設(shè)定值二時(shí)，將發(fā)出禁止升壓泵5啟動(dòng)運(yùn)行的指令。當(dāng)高溫液箱溫度傳感器6的測(cè)量值低于高溫液箱溫度設(shè)定值的偏差值大于設(shè)定值一時(shí)，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示是否投入高溫液箱加熱器7以降低該偏差；當(dāng)該偏差值進(jìn)一步加大到大于設(shè)定值二時(shí)，將發(fā)出全開(kāi)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥27的指令，將存水都排放到低溫液箱 23。循環(huán)泵沈的出口管道可以設(shè)置調(diào)節(jié)閥門(mén)，以方便調(diào)節(jié)循環(huán)液流量的平衡，增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性。低溫液箱23可以設(shè)置液位計(jì)，以監(jiān)控低溫液箱23內(nèi)的液位，并且當(dāng)該液位低于設(shè)定值時(shí)，禁止循環(huán)泵沈的啟動(dòng)運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱源換熱器O)、冷源換熱器00)和低溫液箱(23)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括高溫?fù)Q熱器(14)、低溫?fù)Q熱器(22)和高溫液箱⑶；所述熱源換熱器( 頂部的熱源蒸汽母管經(jīng)熱源排汽調(diào)節(jié)閥(16)后分為兩支管，其中第一蒸汽管支管經(jīng)高溫?fù)Q熱器(14)與冷源換熱器OO)的上集箱連通，并且在高溫?fù)Q熱器(14)與冷源換熱器OO)之間設(shè)置冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥(17)，第二蒸汽管支管與經(jīng)低溫液箱(23)和低溫?fù)Q熱器0 與冷源換熱器OO)的下集箱連通，并且在低溫液箱前設(shè)置旁路汽流調(diào)節(jié)閥(18)；所述低溫液箱經(jīng)冷凝液管路與高溫?fù)Q熱器(14)連通，所述的高溫?fù)Q熱器(14)底部經(jīng)冷凝液管路與高溫液箱(8)連通，高溫液箱(8)底部的冷凝液管路分成兩支管，其中第一冷凝管支管與低溫?fù)Q熱器0 連通，并且在該支路上設(shè)置再循環(huán)調(diào)節(jié)閥(27)，第二冷凝管支管與熱源換熱器O)的下集箱連通，并且在該支路上設(shè)置熱源通液閥(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源換熱器( 和冷源換熱器OO)分別為兩個(gè)或以上，所述兩個(gè)或以上的熱源換熱器( 之間采取并聯(lián)設(shè)置，并且在該并聯(lián)冷凝管支管上設(shè)有熱源通液閥(1)和隔離閥，在該并聯(lián)蒸汽管支管上設(shè)有隔離閥；所述兩個(gè)或以上的冷源換熱器OO)之間采取并聯(lián)設(shè)置，并且在該并聯(lián)蒸汽管支管和該并聯(lián)冷凝管支管上分別設(shè)有隔離閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述冷源換熱器OO)的并聯(lián)蒸汽管支管隔離閥和冷源進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥(17)之間設(shè)置排空閥(19)，用于排出系統(tǒng)內(nèi)的不凝氣體；所述低溫液箱和高溫?fù)Q熱器(14)之間冷凝液管路上設(shè)置循環(huán)泵06)； 所述高溫液箱(8)底部的冷凝液管母管上設(shè)置升壓泵(5)；所述高溫液箱(8)內(nèi)部設(shè)置高溫液箱加熱器(7)，用于加熱高溫液箱(8)內(nèi)的冷凝液， 以降低其過(guò)冷度；所述低溫?fù)Q熱器02)上設(shè)有補(bǔ)液閥(21)，用于向系統(tǒng)內(nèi)添加循環(huán)液工質(zhì)； 所述低溫?fù)Q熱器0 內(nèi)部設(shè)有低溫液箱加熱器(M)，用于加熱低溫液箱內(nèi)的冷凝液，以降低其過(guò)冷度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源換熱器O)的吸熱管束中設(shè)置蒸發(fā)液溫度傳感器(3)，用于測(cè)量監(jiān)控各自熱源換熱器內(nèi)部的溫度；所述熱源換熱器( 上設(shè)有蒸發(fā)液液位傳感器，所述蒸發(fā)液液位傳感器(4)的上端與熱源換熱器O)的上集箱連接，蒸發(fā)液液位傳感器的下端與下集箱連接液位傳感器 (4)的下端，用于測(cè)量監(jiān)控各自熱源換熱器內(nèi)部的液位；所述熱源換熱器O)并聯(lián)蒸汽管支管上隔離閥和熱源排汽調(diào)節(jié)閥(16)之間設(shè)置熱源蒸汽壓力傳感器(15)，用于測(cè)量監(jiān)控?zé)嵩凑羝腹軆?nèi)的蒸汽壓力；所述高溫液箱(8)上設(shè)置高溫液箱溫度傳感器(6)和高溫液箱液位傳感器(9)，分別用于測(cè)量監(jiān)控高溫液箱(8)內(nèi)的溫度和液位；所述低溫液箱上設(shè)置低溫液箱溫度傳感器(25)，用于測(cè)量監(jiān)控低溫液箱03)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于兩級(jí)汽液換熱器的分控相變換熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括熱源換熱器(2)、冷源換熱器(20)、低溫液箱(23)，該系統(tǒng)還包括高溫?fù)Q熱器(14)、低溫?fù)Q熱器(22)和高溫液箱(8)；所述熱源換熱器(2)頂部的熱源蒸汽母管經(jīng)熱源排汽調(diào)節(jié)閥(16)后分為兩支管，分別于與冷源換熱器(20)的上集箱和下集箱連通，并在支路上分別設(shè)置控制系統(tǒng)；所述低溫液箱(23)經(jīng)冷凝液管路與高溫?fù)Q熱器(14)連通，所述的高溫?fù)Q熱器(14)底部經(jīng)冷凝液管路與高溫液箱(8)連通，高溫液箱(8)底部的冷凝液管路分別與低溫?fù)Q熱器(22)和熱源換熱器(2)連通。通過(guò)本實(shí)用新型的裝置解決了蒸汽和冷凝液的過(guò)熱和過(guò)冷現(xiàn)象，換熱效率進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)F28D15/02GK202182663SQ20112022254
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者何京東, 梁世強(qiáng), 郝江平, 閆潤(rùn)生 申請(qǐng)人:北京圓能工業(yè)技術(shù)有限公司