專利名稱：一種乏汽回收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于低》顯余熱回收領域，具體涉及到利用冷水引射低溫低壓蒸 汽，回收乏汽熱能及凝結水，節(jié)約能源和水資源，降低工業(yè)生產過程所消 耗的能源的乏汽回收裝置。
背景技術：
余熱回收利用是提高工業(yè)生產過程的能源利用率、提高企業(yè)效益的有 效措施。低溫余熱回收是工業(yè)余熱回收的難點，其關鍵問題是投資成本及 余熱回收效益之間的矛盾。以工業(yè)生產中廣泛存在的乏汽回收為例，由于 乏汽壓力為大氣壓，且一般含有各種不凝結氣體，其中有些組分還有腐蝕 性，采用常規(guī)的面式加熱器回收其熱量，投資大、系統(tǒng)復雜、可靠性低，
使得余熱回收的成本較高；另一方面，考慮到加熱器結垢的影響，對所加 熱的流體要求較高， 一般要求比較干凈的冷水，其所產生的熱水溫度不高， 在工業(yè)流程中的用途有限；而工業(yè)流程中需要加熱的流體一般都含有多種 組分，會在加熱面上產生結垢，造成換熱管的腐蝕和磨損。目前我國很多 工業(yè)企業(yè)中，所產生的低壓乏汽直接排入大氣，既浪費了寶貴的能源和水 資源，又污染了環(huán)境。研究開發(fā)低壓乏汽的高效回收問題是工業(yè)余熱回收 領域所面臨的迫切問題。
噴射技術可利用高壓流體的能量引射低壓流體，已得到廣泛應用。目 前單相氣體的噴射技術己基本成熟，汽液兩相噴射技術正在完善之中，已 有工業(yè)應用；但現有的汽液兩相噴射技術不能用于乏汽回收，其主要原因 有(1)乏汽回收過程的乏汽壓力很低， 一般在大氣壓力附近，在低乏汽 壓力下要保證出口流體的加熱溫度，其工作參數與現有的汽液兩相噴射升
壓加熱技術完全不同；(2)乏汽中一般含有液滴和大量的不凝結氣體，而 這些不凝結氣體對汽液兩相噴射過程的影響很大；(3)所加熱的流體中一 般含有固體顆粒，因此裝置內是復雜的汽液固三相流動，不是單純的汽液 兩相過程。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、無運動部件的乏汽回收裝置， 這種裝置采用了噴射技術，解決了現有噴射技術用于乏汽回收中出現的各 種問題，可利用含有固體溶解物及顆粒的冷水引射乏汽，回收低壓乏汽的 熱量和凝結水，使所加熱的流體溫度升高，從而節(jié)約能源和水資源。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是包括三通以及對稱設置 在三通兩側的前端板和后端板，在前端板上均勻布置有二組以上的水噴 嘴，且在水噴嘴的入口還設置有水旋流器，后端板上對稱設置有二組以上 的與水噴嘴相對應的混合腔，水噴嘴的出口設置在該混合腔內，且該混合 腔的入口通道內位于水噴嘴出口的外側還套裝有汽旋流器，所說的后端板 的外側還設置有與混合腔相連通的后管段。
本發(fā)明的水噴嘴及混合腔分別通過水噴嘴定位環(huán)和混合腔定位環(huán)安 裝在前、后蓋板上，且水噴嘴和混合腔在同一軸線上；后端板的前后分別 設置有調整水噴嘴與混合腔間距的調整墊；水噴嘴的內部流動通道為漸縮 -水平狀結構，漸縮段的傾斜度為1:3 1:5;漸縮段的外壁面為圓柱面， 水平段的外壁面為傾斜錐體，其傾斜度為1:12 1:20;混合腔的內部通道 為漸縮-水平-漸擴狀結構，漸縮段的傾斜度為1:8 1:15，水平段長度為其直徑的0.1 0.5倍，漸擴段的傾斜度為1:15 1:30;混合腔水平段的 截面面積為水噴嘴出口面積的1.2 3倍；混合腔外表面為兩個同心圓柱 面，其中進口端直徑小于出口端直徑；水旋流器為軸流式，葉片數目為5 10片，出口旋轉傾角為20 5 0°;汽旋流器為軸流式，葉片數目為8 2 0片，出口旋轉傾角為30 50°;水旋流器葉片傾角與汽旋流器葉片傾 角方向相反。
本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過收縮式的水噴嘴產生高速射流，其 壓力降低到乏汽壓力以下，與經過三通進入的低壓乏汽充分混合形成混合 氣流，在變截面的混合腔內產生激波，乏汽中的蒸汽凝結，實現混合流體 升壓和加熱，從而實現乏汽的高效回收。由于本發(fā)明采用了噴射加熱技術， 裝置內流體的速度都很高，同時采用了旋流技術，強化了汽液兩相之間的 混合過程，并使流動的擾動增大，可解決冷水中固體物質的結垢和堵塞問 題；對噴射裝置內流道的幾何結構進行了優(yōu)化，從而可使裝置在低乏汽壓 力及蒸汽中含有不凝結氣體的狀況下工作；由于乏汽的壓力低、密度小， 設計了較大的進氣通道，采用多管噴射單元組合的方式來提高其乏汽回收 能力。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖2是本發(fā)明前、后蓋板8、 9的結構示意圖3是本發(fā)明水噴嘴6的結構示意圖4是本發(fā)明混合月空4的結構示意圖5是本發(fā)明三通3的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
參見圖l， 2， 5，本發(fā)明包括三通3以及對稱設置在三通3兩側的前 端板8和后端板9，在前端板8上均勻布置有三組呈120。對稱布置水噴嘴 6，且在水噴嘴6的入口還設置有水旋流器7，后端板9上對稱設置有三組 與水噴嘴6相對應的混合腔4，水噴嘴6及混合腔4分別通過水噴嘴定位 環(huán)11和混合腔定位環(huán)2安裝在前、后蓋板8、 9上，且水噴嘴6和混合腔 4在同一軸線上，水噴嘴6的出口設置在該混合腔4內，且該混合腔4的 入口通道內位于水噴嘴6出口的外側還套裝有汽旋流器5，水旋流器7為 軸流式，葉片數目為5 10片，出口旋轉傾角為20 5 0°;汽旋流器5 為軸流式，葉片數目為8 2 0片，出口旋轉傾角為30 50。；水旋流器5 葉片傾角與汽旋流器7葉片傾角方向相反，由于水、汽旋流裝置的作用， 使得進入混合腔4的流體產生了強烈的旋轉作用，加速了汽液兩相的混合 過程，抑制了固體顆粒的沉積，后端板9的前后還分別設置有調整水噴嘴 6與混合腔4間距的調整墊1，以滿足不同的運行條件，所說的后端板9 的外側還設置有與混合腔4相連通的后管段10。
參見圖3，本發(fā)明的水噴嘴6的內部流動通道為漸縮-水平狀結構，漸 縮段12的傾斜度為1:3 1:5;漸縮段12的外壁面為圓柱面，水平段13 的外壁面為傾斜錐體，其傾斜度為1:12 1:20。
參見圖4，本發(fā)明的混合腔4的內部通道為漸縮-水平-漸擴狀結構， 漸縮段14的傾斜度為1:8 1:15，水平段15長度為其直徑的0. 1 0.5 倍，漸擴段16的傾斜度為1:15 1:30;混合腔4中的水平段15的截面面 積為水噴嘴6出口面積的1. 2 3倍；混合腔4外表面為兩個同心圓柱面， 其中進口端直徑小于出口端直徑。
本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過收縮式的水噴嘴6產生高速射流， 其壓力降低到乏汽壓力以下，與經過三通進入的低壓乏汽在混合腔4內充 分混合形成混合氣流，在變截面的混合腔4內產生激波，乏汽中的蒸汽凝 結，實現混合流體升壓和加熱，從而實現乏汽的高效回收。
本發(fā)明利用多相噴射技術實現了低壓乏汽的高效回收，與傳統(tǒng)方法相 比，裝置尺寸小，結構及系統(tǒng)簡單，易加工，成本低；不受結垢、腐蝕及
不凝結氣體的影響，適于工業(yè)過程的乏汽回收，可節(jié)約寶貴的能源和水資 源，在低溫余熱回收方面有廣闊的應用前景。
權利要求
1、一種乏汽回收裝置，包括三通(3)以及對稱設置在三通(3)兩側的前端板(8)和后端板(9)，其特征在于在前端板(8)上均勻布置有二組以上的水噴嘴(6)，且在水噴嘴(6)的入口還設置有水旋流器(7)，后端板(9)上對稱設置有二組以上的與水噴嘴(6)相對應的混合腔(4)，水噴嘴(6)的出口設置在該混合腔(4)內，且該混合腔(4)的入口通道內位于水噴嘴(6)出口的外側還套裝有汽旋流器(5)，所說的后端板(9)的外側還設置有與混合腔(4)相連通的后管段(10)。
2、 根據權利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說的水噴 嘴(6)及混合腔(4)分別通過水噴嘴定位環(huán)(11)和混合腔定位環(huán)(2) 安裝在前、后蓋板(8、 9)上，且水噴嘴(6)和混合腔(4)在同一軸線 上。
3、 根據權利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說的后端 板(9)的前后分別設置有調整水噴嘴(6)與混合腔(4)間距的調整墊(1)。
4、 根據權利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說的水噴 嘴(6)的內部流動通道為i 縮-水平狀結構，漸縮段(12)的傾斜度為1:3 1:5;漸縮段(12)的外壁面為圓柱面，水平段(13)的外壁面為傾斜錐 體，其傾斜度為1:12 1:20。
5、 根據權利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說的混合 腔(4)的內部通道為漸縮-水平-漸擴狀結構，漸縮段(14)的傾斜度為 1:8 1:15，水平段(15)長度為其直徑的0.1 0. 5倍，漸擴段(16)的 傾斜度為1:15 1:30;混合腔(4)中的水平段(15)的截面面積為水噴 嘴(6)出口面積的1.2 3倍；混合腔(4)外表面為兩個同心圓柱面， 其中進口端直徑小于出口端直徑。
6、根據權利要求1所述的乏汽回收裝置，其特征在于所說的水旋 流器(7)為軸流式，葉片數目為5 10片，出口旋轉傾角為20 5 0°; 汽旋流器(5)為軸流式，葉片數目為8 2 0片，出口旋轉傾角為30 50°;水旋流器(5)葉片傾角與汽旋流器(7)葉片傾角方向相反。
全文摘要
一種乏汽回收裝置，包括三通以及對稱設置在三通兩側的前端板和后端板，在前端板上均勻布置有二組以上的水噴嘴，且在水噴嘴的入口還設置有水旋流器，后端板上對稱設置有二組以上的與水噴嘴相對應的混合腔，水噴嘴的出口設置在該混合腔內，且該混合腔的入口通道內位于水噴嘴出口的外側還套裝有汽旋流器，所說的后端板的外側還設置有與混合腔相連通的后管段。本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過收縮式的水噴嘴產生高速射流，其壓力降低到乏汽壓力以下，與經過三通進入的低壓乏汽在混合腔內充分混合形成混合氣流，在變截面的混合腔內產生激波，乏汽中的蒸汽凝結，實現混合流體升壓和加熱，從而實現乏汽的高效回收。
文檔編號F28C3/08GK101169313SQ200710019030
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權日2007年11月9日
發(fā)明者嚴俊杰, 劉繼平, 種道彤, 邢秦安 申請人:西安交通大學