專利名稱：蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從蒸汽冷凝管路中連續(xù)排除冷凝水的裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種在管道中包含有喇叭形通道的冷凝水連續(xù)排除裝置。
迄今為止，提出了各種各樣控制冷凝水從蒸汽冷凝管路中流出時流動的建議。早期建議采用一種部分開啟閥門來排放從蒸汽冷凝管路中出來的冷凝水。這里，所述閥門部分開啟的位置對于獲得理想操作來說就是至關(guān)重要的，因為如果閥門開啟過大，就會有過量蒸汽通過閥門逸出而損失掉，結(jié)果造成運行效率低，蒸汽能源損耗大。相反，如果閥門開啟過小，蒸汽通過蒸汽冷凝管路的流動受阻，冷凝水排放不足?？墒且龅介y門開啟位置恰到好處則相當(dāng)困難。
最近有一建議，該建議采用一種具有單一機(jī)體的裝置，在該單一機(jī)體兩端設(shè)有外螺紋，在其內(nèi)部還設(shè)有文氏管型孔道，另外還設(shè)有進(jìn)口通道和出口通道，以便連續(xù)地將冷凝水從蒸汽冷凝管路中排除掉。
這種裝置展示在1988年5月24日授權(quán)的Mortensen專利4,745,943中。在Mortensen專利所示的裝置包含有一單一長形管體，在該管體上設(shè)有一進(jìn)口端、一中間部分和一出口端。在該單一管體的中間部分又設(shè)有一文氏管型筒形管嘴，該管嘴沿管體縱軸線伸展。從鄰接進(jìn)口端處，沿單一管體縱軸線一直到文氏管型管嘴處設(shè)有一長圓筒形上游冷凝水收集通道，該通道的直徑大于文氏管型管嘴的直徑。
Mortensen專利所示裝置的最佳實施例采用了一段較長的冷凝水收集通道，然后接續(xù)文氏管型管嘴，以防止蒸汽通過其中時的逸漏。具體說，冷凝水收集通道長度最好是位于出口端處的下游冷凝水排放通道的長度的兩倍。但是，在Mortensen專利所示裝置的能量保存效率及該裝置的維修保養(yǎng)都達(dá)不到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。
在包含有液相部分和蒸汽相部分的能源系統(tǒng)中，密度值在高密度的液相部分和低密度的蒸汽相之間差別很大。只要當(dāng)一流體，例如水，的液相和蒸汽相兩部分同時在壓力下通過一小直徑管道，例如文氏管，那么這時該小直徑管就起一個容積排放裝置作用。就每單位時間排量說，這種裝置有利于高密度液相部分的排放。另外，在壓力相等條件下，例如在冷凝水從蒸汽冷凝管路中排除出處的條件下，高密度液相部分產(chǎn)生一個比蒸汽相部分慢的線速度。因而，在慢速液相部分延緩一般說較快的蒸汽相部分流率處就會產(chǎn)生一種節(jié)流作用。
本發(fā)明提供一種長形單一的，蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置，該裝置設(shè)有一進(jìn)口端、一進(jìn)口通道、一中間通道、一出口通道和一出口端。上述各通道從裝置的進(jìn)口端到出口端互相連接構(gòu)成一連續(xù)貫通的管道。中間通道包含有一圓柱形文氏管和一下游圓柱形排放過渡通道，前者鄰接進(jìn)口通道出口處，后者鄰接文氏管出口處。進(jìn)口通道沿下游方向收斂，而出口通道則沿下游方向外擴(kuò)。
下游圓柱形排放過渡通道的直徑最好大于文氏管的直徑，其長度最好也大于后者。下游圓柱形排放過渡通道的長度對直徑比最好大于5。下游圓柱形排放通道與文氏管的長度比最好大于5。另外，中間通道長度與冷凝水排除裝置整個長度比最好至少是5∶13。
本發(fā)明的進(jìn)口通道基本呈錐形?；蛘咴撨M(jìn)口通道在進(jìn)口端處以第一角度沿裝置縱軸線向內(nèi)收斂，然后以第二角度沿裝置縱軸線朝文氏管進(jìn)口處再收斂。或者，該進(jìn)口通道至少包含有兩個上游圓柱形收集通道，每一個通道的直徑都大于文氏管的直徑，其中一個通道位于鄰接進(jìn)口端處，另一個通道則位于鄰接文氏管進(jìn)口端處。再或者，設(shè)有多個錐狀內(nèi)表面將進(jìn)口端與鄰接進(jìn)口端的收集通道互相連接起來，以及將鄰接文氏管進(jìn)口端處的收集通道與文氏管進(jìn)口處互相連接起來。
本發(fā)明出口通道基本呈錐狀?；蛘咴撏ǖ涝卩徑酉掠螆A柱形排放過渡通道出口處基本呈圓柱形，而在鄰接裝置出口端處基本呈錐形。
本發(fā)明裝置在其縱軸線上，所設(shè)孔道最好不多于3個，所設(shè)置錐形通道最好不多于5個。
結(jié)合本發(fā)明附圖，通過下述本發(fā)明最佳實施例說明，本發(fā)明的目的，優(yōu)點及其它細(xì)節(jié)將得到進(jìn)一步展示。


圖1是本發(fā)明蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置的側(cè)視圖；圖2是沿圖1中2-2線的剖視圖；圖3是部分剖視圖，表示出本發(fā)明蒸汽冷凝水連續(xù)排除裝置另一實施例，它安裝在一蒸汽冷凝水排除系統(tǒng)上。
圖1為一蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置1。該裝置1包含有一長形單一機(jī)體2，在機(jī)體2兩端相對設(shè)有外螺紋3。在外螺紋3的中間處，亦即單一機(jī)體2的中部設(shè)有一六面形結(jié)構(gòu)，六面為相對設(shè)置的平面4，該六面形結(jié)構(gòu)便利于將裝置1與蒸汽冷凝水排除系統(tǒng)21中其它螺紋件25，32連接(見圖3)。單一機(jī)體2用300系列不銹鋼加互而成。
圖2為裝置1的剖視圖。單一機(jī)體2有一進(jìn)口端5、一進(jìn)口通道6、一中間通道7、一出口通道8以及一個出口端9。如圖2所示，冷凝水流是從進(jìn)口5端流向出口端9。通道6，7，8從進(jìn)口端到出口端構(gòu)成一個連續(xù)貫通的管道。中間通道7包含有一個鄰接進(jìn)口通道6出口處的圓柱形文氏管10和一個鄰接文氏管10出口處的下游圓柱形排放過渡通道11。
進(jìn)口通道6基本呈錐形，并且沿下游方向從進(jìn)口端5到文氏管10進(jìn)口處向內(nèi)收斂。出口通道8基本呈錐形，并且沿下游方向從鄰接下游圓柱形排放過渡通道11出口處到出口端9基本上向外擴(kuò)展。
三個斜錐形內(nèi)表面12，13，14分別將進(jìn)口通道6出口與文氏管10進(jìn)口，文氏管10出口與下游圓柱形排放過渡通道11進(jìn)口，以及下游圓柱形排放過渡通道11出口與出口通道8進(jìn)口互相連接起來。
在進(jìn)口端5，進(jìn)口通道6的表面15相對于單一機(jī)體2的縱軸線成角度地向內(nèi)收斂。在進(jìn)口通道6內(nèi)，在點16以后，該點一般處于進(jìn)口端5和文氏管10進(jìn)口之間的中間處，內(nèi)斜錐面12相對于單一機(jī)體2縱軸線以一個比斜面15角度更大的角度向內(nèi)收斂。
出口通道8包含一個圓柱形出口通道17和一個圓錐形出口通道18。圓柱形出口通道17將內(nèi)斜錐面14與在點19處的圓錐形出口通道18進(jìn)口互相連接起來。圓錐形出口通道18相對于單一機(jī)體2縱軸線，從點19到出口端9成角度地向外擴(kuò)展。
蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置20為另一實施例，它安裝在蒸汽冷凝水排除系統(tǒng)21中，圖3所示為其部分剖面圖。冷凝水排除裝置20的進(jìn)口端22處設(shè)有外螺紋23，它可以和通用Y型冷凝水濾器25進(jìn)行螺紋連接。Y型冷凝水濾器25的另一端則與通用蒸汽冷凝管路27在蒸汽冷凝水排除系統(tǒng)21收集冷凝水處螺紋連接。在Y型冷凝水濾器25的支路29上設(shè)置了筒形濾網(wǎng)28，以便將蒸汽冷凝水管路中的任何雜物在到達(dá)冷凝水排除裝置20之前清除掉。Y型濾器25的支路29上還設(shè)有一通用的放氣閥30，以便定期地將濾網(wǎng)28收集到的雜物排放出去。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都知道，必須謹(jǐn)慎地使用Y型冷凝水濾器上的放氣閥30，并且在某些應(yīng)用中并不需要該閥。冷凝水排除裝置20的出口端31也設(shè)有外螺紋23，它通過一聯(lián)接件32與冷凝回路33進(jìn)行螺紋連接。
冷凝水排除裝置20有一進(jìn)口端22、進(jìn)口通道34、一中間通道35、一出口通道36和一出口端31。如圖3所示，冷凝水流是從進(jìn)口端22流向出口端31。通道34，35，36從裝置20的進(jìn)口端22起到出口端31上構(gòu)成一連續(xù)貫通的管道。中間通道35包含有一圓柱形文氏管39和一下游圓柱形排放過渡通道40，前者鄰接進(jìn)口通道34的出口，后者鄰接文氏管39的出口。
進(jìn)口通道34包括兩段上游圓柱形收集通道37，38。每一收集通道37，38的直徑都大于文氏管39的直徑。收集通道之一37位于鄰接進(jìn)口端22處。收集通道37的直徑大于收集通道38的直徑。另一收集通道38位于鄰接文氏管39進(jìn)口處。出口通道36呈錐形，并且沿下游方向向外擴(kuò)展。
冷凝水排除裝置20還有3個內(nèi)斜錐面41，42，43，它們分別將進(jìn)口端22與收集通道37，將收集通道37與收集通道38，以及將收集通道38與文氏管39的進(jìn)口互相連接起來。進(jìn)口通道34沿下游方向從進(jìn)口端22到文氏管39進(jìn)口基本上向內(nèi)收斂。
圖1-2中所示蒸汽冷凝水排除裝置1和圖3所示蒸汽冷凝水排除裝置可以有相類似的，或不同的冷凝水排除能力和尺寸。具體說，文氏管10，39的直徑要增大，以便獲取較大冷凝水排除能力。下列表1展示了三種實施例的直徑和長度的各個不同范圍，其中A為圖1-2所示實施例，B和C為圖3所示實施例。
表1ABC部分 (英寸) (英寸)(英寸)進(jìn)口通道6，34長度0.4200.500 0.308進(jìn)口通道6，34最大直徑0.7500.500 0.374文氏管10，39長度 0.2000.120 0.067文氏管10，39最小直徑 0.0300.030 0.026文氏管10，39最大直徑 0.1970.156 0.060排放通道11，40長度 1.1301.130 1.625排放通道11，40直徑 0.2000.200 0.200中間通道7，35長度1.3301.250 1.692出口通道8，36長度1.5001.500 0.750出口通道8，36最大直徑0.7850.785 0.600裝置1，20總長度 3.2503.250 2.750從上述表1可以概括出，下游圓柱形排放過渡通道11，40的長度對直徑比大于5。下游圓柱形排放過渡通道11，40的長度與文氏管10，39的長度比也大于5，前者11，40的長度與進(jìn)口通道6，34的長度比大于2。另外，進(jìn)口通道6，34的長度小于中間通道7，35和出口通道8，36的長度。
從表1還可以概括出裝置1，20的總長度與進(jìn)口通道6，34的長度比大于6，與文氏管10，39的長度比大于16，以及中間通道7，35長度與裝置1，20的總長度比至少為5/13。另外，出口通道8，36的長度與進(jìn)口通道6，34的長度比大于2，與文氏管10，39的長度比大于7。
如圖3所示，較低密度的蒸汽44和較高密度的冷凝水45在蒸汽冷凝管路27中，在相同壓力下運行至近文氏管39處，文氏管鄰接裝置20進(jìn)口端。由于液相冷凝水45的密度比蒸汽相44的高，因而冷凝水45運行的線速度比蒸汽44的低。
參閱圖2和圖3，可以清楚看到，對于所述實施例來說，由于存在上述兩個條件，蒸汽能源的保存和冷凝水排除效率得到改進(jìn)。第一條件就是下游圓柱形排放過渡通道11，40的長度與直徑比大于5。第二條件是文氏管10，39的長度不大于0.200英寸，最好不大于0.125英寸。在本發(fā)明這兩個條件下，較慢速的液相冷凝水部分45有效地產(chǎn)生一個最佳節(jié)流作用，從而有效地延緩蒸汽相鄰部分44的流率。
正如本領(lǐng)域眾所周知的，作為液體，例如冷凝水45，通過一較小直徑縮頸管道，例如文氏管10，39時，液體動壓力會由于縮頸而減小。當(dāng)液體從縮頸管道處出來進(jìn)入直徑大于縮頸直徑的管道中時，例如進(jìn)入下游圓柱形排放過渡通道11，40中時，少量閃蒸蒸汽在進(jìn)入排放過渡通道11，40處由液體中折出。使下游圓柱形排放過渡通道11，40的直徑加大，大于文氏管10，39的直徑，就可以容納這部分閃蒸蒸汽。隨后，當(dāng)冷凝水和閃蒸蒸汽通過裝置1，20的長度而進(jìn)入冷凝回路33時，閃蒸蒸汽冷卻，冷凝成冷凝水。
因而，通過裝置1，20可以對蒸汽44施以最佳的節(jié)流作用，同時獲得最佳除冷凝水45的效率。文氏管10，39在這里起容積排放裝置的作用，就每單位時間排量說，它有利于較高密度冷凝水的排放。較高密度的冷凝水45產(chǎn)生一個比蒸汽44較低的線速度。在中間通道7，35的長度上，較快行進(jìn)的蒸汽44必須通過較慢行進(jìn)的冷凝水45以便從裝置1，20出去，因此，中間通道7，35的長度就決定了對蒸汽44的節(jié)流作用大小和排除冷凝水45效率高低?？偟恼f上述實施例中的中間通道長度，具體說，是實施例中下游圓柱形排放過渡通道的長度使冷凝水45和閃蒸蒸汽能有效地阻扼蒸汽44的流動，從而有效地排除冷凝水45。
最后，當(dāng)冷凝水45和少量閃蒸蒸汽進(jìn)入出口通道8，36時，該通道一般有一個直徑漸增的開口，冷凝水45在聯(lián)接件46和冷凝回路33中處于彌散流體結(jié)構(gòu)46中。流體結(jié)構(gòu)46由速度大于200英尺/每秒的液滴組成。
就制造成本說，圖1-2中的裝置1是可取的。裝置1要求在其縱軸線內(nèi)設(shè)有3個孔道10，11，17和5個錐形通道12，13，14，15，18。
本發(fā)明不限于上述實施例，可以進(jìn)行各種方案而不超出本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置，該裝置用在一個同時帶有液相部分和蒸汽相部分的工質(zhì)流過的系統(tǒng)中，它包含有一個長形單一機(jī)體，該機(jī)體設(shè)有一進(jìn)口端，一進(jìn)口通道，一中間通道和一個出口端；所述通道從所述單一機(jī)體的進(jìn)口端到所述單一機(jī)體的出口端構(gòu)成一個連續(xù)的貫通的通道；所述進(jìn)口通道鄰接所述單一機(jī)體的進(jìn)口端，沿下游方向從所述單一機(jī)體的進(jìn)口端到所述文氏管的進(jìn)口處基本向內(nèi)收斂；所述中間通道包含有一文氏管，該文氏管鄰接進(jìn)口通道的出口處，排放部分液相部分，所述進(jìn)口通道鄰接所述單一機(jī)體的進(jìn)口端，沿下游方向從所述單一機(jī)體的進(jìn)口端到所述文氏管的進(jìn)口處基本上向內(nèi)收斂，和一下游圓柱形排放過渡通道，該通道鄰接所述文氏管的出口，其直徑和長度都大于所述文氏管的直徑和長度，所述下游圓柱形排放過渡通道的長度與直徑比大于5，這樣，通過所述下游圓柱形排放過渡通道長度的那部分液相就有效地延緩所述蒸汽相鄰部分的流率，以便從所述下游圓柱形排放過渡通道到出口通道中間將所述那部分液相排除掉；所述出口通道沿下游方向從鄰接所述下游圓柱形排放過渡通道的出口處起到所述單一機(jī)體的出口端(9)處止基本上向外擴(kuò)展。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述單一機(jī)體(2)的進(jìn)口通道基本呈錐形，其長度小于所述出口通道的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述下游圓柱形排放過渡通道的長度與所述文氏管的長度比大于5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述單一機(jī)體的總長度與所述單一機(jī)體的進(jìn)口通道的長度之比大于6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述單一機(jī)體的總長度與所述文氏管的長度之比大于16。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述下游圓柱形排放過渡通道的長度與所述單一機(jī)體的進(jìn)口通道的長度之比大于2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述單一機(jī)體出口通道的長度與所述單一機(jī)體進(jìn)口通道之比大于2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述單一機(jī)體出口通道的長度與所述文氏管的長度之比大于7。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述文氏管長度不大于0.2英寸，而所述下游圓柱形排放過渡通道的長度大于1.0英寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述冷凝水排除裝置，其特征在于所述中間通道長度與所述冷凝水排除裝置總長度之比至少是5/13。
全文摘要
一種用在蒸汽冷凝水排除系統(tǒng)中的蒸汽冷凝水流連續(xù)排除裝置，該裝置是一長形單一機(jī)體2，該機(jī)體2中有一進(jìn)口端5、一進(jìn)口通道6、一中間通道7、一出口通道8和一出口端9。中間通道包括一文氏管10和一下游圓柱形排放過渡通道11，后者的直徑和長度都大于前者的。排放通道11的長度與直徑比大于5，以便冷凝水流有效地通過所述裝置。下游圓柱形排放過渡通道11的長度與文氏管10的長度之比大于5。
文檔編號F16T1/34GK1141072SQ95191646
公開日1997年1月22日 申請日期1995年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月17日
發(fā)明者小H·肯內(nèi)斯·謝芬 申請人:小H·肯內(nèi)斯·謝芬