本發(fā)明涉及熱工技術(shù)，特別是涉及一種大溫差換熱方法與大溫差換熱裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展，地區(qū)發(fā)展和供熱需求之間的矛盾也日趨凸顯。所有城市城區(qū)面積都在不斷擴大，主城區(qū)規(guī)模化小區(qū)不斷增加，老城區(qū)每年大幅新增面積，新城區(qū)的面積也不斷擴大。從當(dāng)前城市的熱源和熱網(wǎng)供熱能力上看，遠遠滿足不了城市快速發(fā)展的需要。供熱如果跟不上，將會使城市發(fā)展遭遇瓶頸。

為解決這一事關(guān)城市發(fā)展和百姓切身利益的矛盾，各地普遍啟動了集中供熱工程建設(shè)，新增供熱面積，新增工程投資。具體包括新建管網(wǎng)工程、部分老網(wǎng)改造工程、新建中繼泵站、集控調(diào)度中心，新建換熱站及換熱站改造工程等。

供熱改造工程分為熱源側(cè)和熱網(wǎng)側(cè)。

熱源側(cè)一般包括機組供熱改造及供熱首站建設(shè)工程，具體為發(fā)電廠和熱電公司新增入網(wǎng)供熱面積，新城區(qū)鍋爐房熱網(wǎng)供熱面積，區(qū)域供熱公司熱網(wǎng)供熱面積等。

熱網(wǎng)側(cè)主要是對老城區(qū)超期服役的管道進行更換，供熱管道更換后能夠有效的控制跑冒滴漏，大大減少因管道漏泄導(dǎo)致的停熱次數(shù)，極大改善和提高供熱效果。

某老城區(qū)于1983年9月實現(xiàn)集中供熱，管網(wǎng)截至目前已經(jīng)運行27年。經(jīng)測量，1985年安裝的老管網(wǎng)管徑由原來安裝時的10mm減薄到4-6mm，而且局部腐蝕嚴重，并在供熱期經(jīng)常出現(xiàn)漏泄現(xiàn)象。供熱管網(wǎng)部分管道已超期服役，在供熱期間經(jīng)常出現(xiàn)管道漏泄現(xiàn)象，導(dǎo)致供熱質(zhì)量下降。如果不進行改造，一旦發(fā)生管道漏泄，就得階段性停熱，這會對居民生活造成很大的影響。熱電公司投資對老城區(qū)供熱管網(wǎng)進行改造，更換所有減薄和腐蝕的管道，改造范圍管網(wǎng)全長約5公里，涉及57萬平米供熱面積，約合用戶5000戶，投入資金1700萬元。工程改造完成后，大大提高該區(qū)域供熱質(zhì)量和供熱的穩(wěn)定性。經(jīng)過管網(wǎng)改造，主城區(qū)熱源充足，能夠承受居民、商鋪和企業(yè)的正常供熱。

某電廠供熱主管網(wǎng)建設(shè)使用年限大多數(shù)都在18年以上，有的甚至長達30年。這部分管網(wǎng)由于建設(shè)時間長，再加上建設(shè)時期技術(shù)工藝落后，至使保溫、防護層嚴重破損，管網(wǎng)老化、腐蝕嚴重。近幾年，主管網(wǎng)泄漏事故頻繁發(fā)生，每個運行期都發(fā)生幾十次。在每次主管網(wǎng)搶修過程中，搶修人員都面臨95℃以上高壓、高溫水的威脅，每次搶修泄水都長達30多小時，造成大面積居民住宅停熱，部分地下管網(wǎng)凍裂的嚴重局面。集中供熱二次網(wǎng)方面存在的問題 也較為突出，尤其是早期建筑和近年來并網(wǎng)的棄管小鍋爐房供熱樓棟，管網(wǎng)老化腐蝕程度之重、數(shù)量之多已經(jīng)嚴重威脅城市供熱安全和影響居民用戶的正常生活。

某供熱集團供熱管網(wǎng)長度666公里，其中一次網(wǎng)長165公里，二次網(wǎng)長501公里。1995年以前建設(shè)約為400公里。由于大多數(shù)管網(wǎng)建設(shè)時間長、老化腐蝕嚴重，致使管網(wǎng)系統(tǒng)跑冒滴漏十分嚴重，散熱損失達到0.35吉焦/平方米·年。熱力管網(wǎng)每公里平均溫降都在2℃以上，管網(wǎng)系統(tǒng)平均失水率約為3％。由于失水量大，熱量丟失嚴重，幾乎所有的一次網(wǎng)、二次網(wǎng)都存在著不同程度的水力失調(diào)問題，由于管網(wǎng)老化又無法科學(xué)調(diào)節(jié)，因此供熱企業(yè)在供熱中難以保證用戶的供熱質(zhì)量。

幾十年來，集中供熱事業(yè)為我國城市的發(fā)展建設(shè)和人民生活水平的提高做出了重大貢獻。如今大面積的集中供熱管網(wǎng)老化、腐蝕嚴重已經(jīng)成為影響集中供熱的突出問題，嚴重威脅著城市的供熱安全和百姓正常生活。

實施集中供熱管網(wǎng)改造已是做好城市供熱工作的當(dāng)務(wù)之急。通過管網(wǎng)改造可大大降低管網(wǎng)的跑冒滴漏，降低能源消耗節(jié)約能源，提高能源利用率；通過管網(wǎng)改造可使供熱企業(yè)大量應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，提高供熱企業(yè)的科學(xué)調(diào)節(jié)能力，提高整體供熱水平；通過管網(wǎng)改造可全面提升供熱系統(tǒng)安全和供熱保障能力，不斷提高廣大居民用戶的用熱質(zhì)量，造福百姓。實施集中供熱管網(wǎng)改造是利國利民之舉，早實施早受益。

實施集中供熱管網(wǎng)改造工程，重點就是拆除廢舊供熱管道，鋪設(shè)供熱新管道，這需要投入巨大資金。如何能做到利用現(xiàn)有管道，或可以鋪設(shè)較少或較細的管道，只花費較少的投資，同樣可以達到需要的供熱量呢？這是設(shè)計和施工科技工作者經(jīng)常思考的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對新建或改造老舊供熱管網(wǎng)，解決供熱管網(wǎng)普遍存在的供熱量不足的問題，本發(fā)明給出一種能降低熱網(wǎng)回水溫度，從而增大供熱管網(wǎng)供熱量的大溫差換熱方法與大溫差換熱裝置。

一種能夠降低熱網(wǎng)回水溫度的大溫差換熱方法，它的具體步驟是：

(1)從熱網(wǎng)來的供暖用高溫?zé)崴?，進入高溫蒸發(fā)器裝置放熱，使其中的高溫循環(huán)水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生高溫水蒸汽流出，高溫水蒸汽進入蒸汽噴射器，作為驅(qū)動蒸汽進入噴嘴；

(2)熱網(wǎng)來水從高溫蒸發(fā)器裝置流出，進入供暖換熱器放熱，熱用戶供暖循環(huán)水被加熱升溫流出，用于供暖；

(3)熱網(wǎng)來水從供暖換熱器流出，進入低溫蒸發(fā)器裝置放熱，低溫蒸發(fā)器裝置中的低溫循環(huán)水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生低溫水蒸汽流出；熱網(wǎng)來水放熱降溫后，流回到熱網(wǎng)的回水管道；

(4)低溫蒸發(fā)器裝置中低溫循環(huán)水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫水蒸汽，被引射進入蒸汽噴射器的吸納室，受到從噴嘴噴出的高速驅(qū)動蒸汽的引射裹挾作用，兩者混合進入噴射器的擴壓管，減速增壓，再進入到凝汽換熱器；

(5)在凝汽換熱器中，從蒸汽噴射器來的水蒸汽凝結(jié)放熱，傳熱給熱用戶供暖的循環(huán)水，供暖循環(huán)水被加熱升溫后流出，用于供暖；

(6)凝汽換熱器與供暖換熱器并聯(lián)進行供暖，它們的供暖循環(huán)水進水口與出水口相同；該方法的特征在于：所述從高溫蒸發(fā)器裝置中產(chǎn)生，并作為蒸汽噴射器驅(qū)動蒸汽的高溫水蒸汽，它的絕對壓力小于0.1mpa。

一種能夠降低熱網(wǎng)回水溫度的大溫差換熱裝置，它由下列部分組成：高溫蒸發(fā)器裝置、低溫蒸發(fā)器裝置、蒸汽噴射器、供暖換熱器、凝汽換熱器、凝結(jié)水泵、真空泵及一些管路。

高溫蒸發(fā)器裝置包括高溫蒸發(fā)器和高溫換熱器，低溫蒸發(fā)器裝置包括低溫蒸發(fā)器和低溫換熱器。

從熱網(wǎng)來的供暖用高溫?zé)崴M入高溫換熱器，給高溫循環(huán)水加熱后，再進入供暖換熱器，給供暖循環(huán)水加熱后，再進入低溫換熱器，給低溫循環(huán)水加熱后，返回?zé)峋W(wǎng)的回水管道。

高溫循環(huán)水在高溫蒸發(fā)器中蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫水蒸汽，作為驅(qū)動蒸汽進入蒸汽噴射器噴嘴；低溫循環(huán)水在低溫蒸發(fā)器中蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫水蒸汽，受蒸汽噴射器的引射作用，進入蒸汽噴射器吸納室，被高速驅(qū)動蒸汽裹挾，兩者混合流經(jīng)噴射器的擴壓管，進入到凝汽換熱器，給供暖循環(huán)水加熱。

凝汽換熱器與供暖換熱器并聯(lián)向熱用戶供暖。

蒸汽噴射器是負壓水蒸汽噴射器，它的噴嘴進口處的驅(qū)動水蒸汽的絕對壓力小于0.1mpa。

高溫蒸發(fā)器裝置由下列部分組成：進水口、高溫換熱器、出水口、高溫蒸發(fā)器、蒸汽出口、水泵、補充水管。

從熱網(wǎng)來的供暖用高溫?zé)崴?，?jīng)過進水口，進入高溫換熱器，熱網(wǎng)來水放熱，給高溫循環(huán)水加熱；高溫蒸發(fā)器是一個兩效或多效蒸發(fā)器，高溫循環(huán)水從高溫蒸發(fā)器的頂部進入，逐級噴淋、蒸發(fā)、降溫，第一效產(chǎn)生的高溫水蒸汽從第一效蒸汽出口流出，第二效產(chǎn)生的高溫水蒸汽從第二效蒸汽出口流出，最后，剩余水從底部向下流出，經(jīng)過水泵，進入高溫換熱器，再被熱網(wǎng)來水加熱，再循環(huán)進入高溫蒸發(fā)器噴淋蒸發(fā)。

低溫蒸發(fā)器裝置由下列部分組成：進水口、低溫換熱器、出水口、低溫蒸發(fā)器、蒸汽出口、水泵、補充水管。

熱網(wǎng)的來水通過供暖換熱器放熱后，經(jīng)過進水口，進入低溫換熱器，熱網(wǎng)來水放熱，給 低溫循環(huán)水加熱；低溫蒸發(fā)器是一個兩效或多效蒸發(fā)器，低溫循環(huán)水從低溫蒸發(fā)器的頂部進入，逐級噴淋、蒸發(fā)、降溫，第一效產(chǎn)生的低溫水蒸汽從第一效蒸汽出口流出，第二效產(chǎn)生的低溫水蒸汽從第二效蒸汽出口流出，最后，剩余水從底部向下流出，經(jīng)過水泵，進入低溫換熱器，再被熱網(wǎng)來水加熱，再循環(huán)進入低溫蒸發(fā)器噴淋蒸發(fā)；熱網(wǎng)來水經(jīng)過低溫換熱器放熱后，返回?zé)峋W(wǎng)的回水管道。

蒸汽噴射器由下列部分組成：進汽口、噴嘴、吸納室、吸入口、擴壓管和擴壓管出口。

高溫蒸發(fā)器產(chǎn)生的高溫水蒸汽，作為噴射器的驅(qū)動蒸汽，經(jīng)過進汽口，通過噴嘴，高速噴射進入吸納室；低溫蒸發(fā)器產(chǎn)生的低溫水蒸汽，從吸入口進入吸納室，在吸納室內(nèi)，高速驅(qū)動蒸汽吸納裹挾被抽入的低溫水蒸汽，兩種蒸汽混合均壓，再經(jīng)擴壓管增壓并形成均勻混合蒸汽后，經(jīng)過擴壓管出口流出。

附圖說明

圖1是本發(fā)明大溫差換熱方法步驟圖；

圖2是本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的高溫蒸發(fā)器裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的低溫蒸發(fā)器裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的噴射器結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的總體圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步詳細描述。

圖1給出了本發(fā)明大溫差換熱方法步驟圖。

對照圖中的大溫差換熱示意圖，說明大溫差換熱方法的具體步驟如下：

1，經(jīng)過進水口10，從供熱管網(wǎng)來的低于100℃的高溫?zé)崴?，進入高溫蒸發(fā)器裝置100放熱，高溫蒸發(fā)器裝置100中的高溫循環(huán)水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生高溫蒸汽，從蒸汽管道進入蒸汽噴射器300，作為驅(qū)動蒸汽進入噴嘴；

2，熱網(wǎng)來水經(jīng)過高溫蒸發(fā)器裝置100放熱后，進入供暖換熱器500繼續(xù)放熱，熱用戶供暖循環(huán)水從進水口30進入后，在供暖換熱器500中被加熱升溫；然后，從出水口40流出，用于供暖；

3，經(jīng)過兩次放熱后，熱網(wǎng)來水進入低溫蒸發(fā)器裝置200再放熱，低溫蒸發(fā)器裝置200中 的低溫循環(huán)水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生低溫蒸汽；熱網(wǎng)來水放熱降溫后，通過出水口20回到熱網(wǎng)的回水管道；

4，低溫蒸發(fā)器裝置200產(chǎn)生的低溫蒸汽，從蒸汽管道被引射進入蒸汽噴射器300，受到從噴嘴噴出的高速驅(qū)動蒸汽的引射裹挾作用，兩者混合進入噴射器的擴壓管，減速增壓，再進入到凝汽換熱器400；

5，在凝汽換熱器400中，從蒸汽噴射器來的蒸汽凝結(jié)放熱，給熱用戶供暖的循環(huán)水加熱。熱用戶供暖循環(huán)水從進水口30進入，被加熱升溫后，從出水口40流出，用于供暖。

6，凝汽換熱器400與供暖換熱器500并聯(lián)進行供暖，它們的供暖循環(huán)水進水口30與出水口40相同。

圖2給出了本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的高溫蒸發(fā)器裝置結(jié)構(gòu)圖。

本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的高溫蒸發(fā)器裝置，它的結(jié)構(gòu)包括：進水口10、高溫換熱器120、出水口12、高溫蒸發(fā)器105、蒸汽出口106、水泵110、補充水管108。

從供熱管網(wǎng)來的低于100℃的高溫?zé)崴?jīng)過進水口10，進入高溫蒸發(fā)器裝置的高溫換熱器120，在其中，熱網(wǎng)來水放熱，給高溫蒸發(fā)器105的高溫循環(huán)水加熱后，從出水口12流出。高溫蒸發(fā)器105是一個兩效或多效蒸發(fā)器，高溫循環(huán)水從高溫蒸發(fā)器105的頂部進入，逐級噴淋、蒸發(fā)、降溫。第一效產(chǎn)生的高溫蒸汽從第一效蒸汽出口106流出，第二效產(chǎn)生的高溫蒸汽從第二效蒸汽出口流出。最后，剩余水從底部向下流出，經(jīng)過水泵110，進入高溫換熱器120，再被熱網(wǎng)來水加熱后，再從頂部進入高溫蒸發(fā)器105，繼續(xù)噴淋蒸發(fā)。高溫蒸發(fā)器設(shè)有補充水管108。

圖3給出了本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的低溫蒸發(fā)器裝置結(jié)構(gòu)圖。

本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的低溫蒸發(fā)器裝置，它的結(jié)構(gòu)包括：進水口18、低溫換熱器220、出水口20、低溫蒸發(fā)器205、蒸汽出口206、水泵210、補充水管208。

熱網(wǎng)來水經(jīng)過高溫蒸發(fā)器裝置和供暖換熱器兩次放熱后，經(jīng)過進水口18，進入低溫蒸發(fā)器裝置的低溫換熱器220，在其中，熱網(wǎng)來水放熱，給低溫蒸發(fā)器205的低溫循環(huán)水加熱后，從出水口20流出，返回供熱管網(wǎng)的回水管道。

低溫蒸發(fā)器205是一個兩效或多效蒸發(fā)器，循環(huán)水從低溫蒸發(fā)器205的頂部進入，逐級噴淋、蒸發(fā)、降溫。第一效產(chǎn)生的低溫蒸汽從第一效蒸汽出口206流出，第二效產(chǎn)生的低溫蒸汽從第二效蒸汽出口流出。最后，剩余水從底部向下流出，經(jīng)過水泵210，進入低溫換熱器220，再被熱網(wǎng)來水加熱后，再從頂部進入低溫蒸發(fā)器205，繼續(xù)噴淋蒸發(fā)。低溫蒸發(fā)器設(shè) 有補充水管208。

圖4給出了本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的蒸汽噴射器結(jié)構(gòu)圖。

本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的蒸汽噴射器的結(jié)構(gòu)包括：進汽口301、噴嘴305、吸納室310、吸入口320、擴壓管315和擴壓管出口316。

高溫蒸發(fā)器產(chǎn)生的高溫蒸汽，作為噴射器的驅(qū)動蒸汽，經(jīng)過進汽口301，通過噴嘴305，高速噴射進入吸納室310。由于驅(qū)動蒸汽高速噴射，根據(jù)佰努力流體方程，使吸納室310內(nèi)部出現(xiàn)低壓，低溫蒸發(fā)器產(chǎn)生的低溫蒸汽，從吸入口320進入吸納室310。吸納室310內(nèi)，高速驅(qū)動蒸汽吸納裹挾被抽低溫蒸汽，兩種蒸汽混合均壓，再經(jīng)擴壓管315的漸縮管、喉管和漸擴管后，增壓并形成均勻混合蒸汽后，經(jīng)過擴壓管出口316排出。

圖5給出了本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的總體圖。

本發(fā)明大溫差換熱裝置實施例的總體結(jié)構(gòu)，它的構(gòu)造包括：高溫蒸發(fā)器裝置、低溫蒸發(fā)器裝置、蒸汽噴射器300、供暖換熱器500、凝汽換熱器400、凝結(jié)水泵410、真空泵405及一些管路。

高溫蒸發(fā)器裝置由高溫蒸發(fā)器105、高溫換熱器120和水泵110組成。低溫蒸發(fā)器裝置由低溫蒸發(fā)器205、低溫換熱器220和水泵210組成。

它的工作流程為

1，從供熱管網(wǎng)來的低于100℃的高溫?zé)崴?，?jīng)過進水口10，進入高溫換熱器120，在其中，熱網(wǎng)來水放熱，給高溫蒸發(fā)器105的循環(huán)水加熱后，從出水口流出。

高溫蒸發(fā)器105是一個兩效或多效蒸發(fā)器，循環(huán)水從高溫蒸發(fā)器105的頂部進入，逐級噴淋、蒸發(fā)、降溫。第一效產(chǎn)生的高溫蒸汽從第一效蒸汽出口，流出，第二效產(chǎn)生的高溫蒸汽從第二效蒸汽出口流出。

最后，剩余水從底部向下流出，經(jīng)過水泵110，進入高溫換熱器120，再被熱網(wǎng)來水加熱后，再從頂部進入高溫蒸發(fā)器105，繼續(xù)噴淋蒸發(fā)。

高溫蒸發(fā)器設(shè)有補充水管。

2，熱網(wǎng)來水，經(jīng)高溫換熱器120，再進入供暖換熱器500，在這里，熱網(wǎng)來水給供暖循環(huán)水加熱。供暖循環(huán)水從進口30進入，被加熱后，從出口40流出，用于供暖。

3，熱網(wǎng)來水，經(jīng)過供暖換熱器500，再進入低溫換熱器220，在其中，熱網(wǎng)來水放熱，低溫蒸發(fā)器205的循環(huán)水被加熱后，從出水口20流出，返回供熱管網(wǎng)的回水管道。

低溫蒸發(fā)器205是一個兩效或多效蒸發(fā)器，低溫循環(huán)水從低溫蒸發(fā)器205的頂部進入，逐級噴淋、蒸發(fā)、降溫。第一效產(chǎn)生的低溫蒸汽從第一效蒸汽出口流出，第二效產(chǎn)生的低溫蒸汽從第二效蒸汽出口流出。

最后，剩余水從底部向下流出，經(jīng)過水泵210，進入低溫換熱器220，再被熱網(wǎng)來水加熱后，再從頂部進入低溫蒸發(fā)器205，繼續(xù)噴淋蒸發(fā)。

低溫蒸發(fā)器設(shè)有補充水管。

4，高溫蒸發(fā)器105的水受熱蒸發(fā)產(chǎn)生高溫蒸汽，從蒸汽管道進入蒸汽噴射器300，作為驅(qū)動蒸汽進入噴嘴；低溫蒸發(fā)器205的水蒸發(fā)產(chǎn)生低溫蒸汽，受蒸汽噴射器300的引射作用，從低溫蒸發(fā)器205的蒸汽出口被引射進入蒸汽噴射器300后，被高速驅(qū)動蒸汽裹挾，兩者混合進入噴射器的擴壓管，減速增壓，再通過蒸汽管310，進入到凝汽換熱器400。

5，高溫蒸發(fā)器105的第一效水蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽，從蒸汽管道進入蒸汽噴射器，作為驅(qū)動蒸汽引射低溫蒸發(fā)器205的第二效的水蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫蒸汽；高溫蒸發(fā)器105的第二效水蒸發(fā)產(chǎn)生高溫蒸汽，從蒸汽管道進入蒸汽噴射器，作為驅(qū)動蒸汽引射低溫蒸發(fā)器205的第一效的水蒸發(fā)產(chǎn)生的低溫蒸汽。這樣交叉引射的結(jié)果，各效蒸汽噴射器擴壓管出口蒸汽壓力比較接近，可以均衡地流入蒸汽管310。

6，各效蒸汽噴射器出口流出的蒸汽，通過蒸汽管310匯總進入凝汽換熱器400中，蒸汽凝結(jié)放熱，用于給熱用戶供暖循環(huán)水加熱。凝汽換熱器400與供暖換熱器500并聯(lián)向外供熱，熱用戶供暖循環(huán)水從進水口30分別進入兩個換熱器，被加熱升溫，然后，統(tǒng)一由出水口40流出，用于供暖。

7，在凝汽換熱器400的凝結(jié)水出口接有一個三通管，向上的出口接到真空泵405，用于抽出系統(tǒng)中的不凝氣，向下的出口接到水泵410，用于排出凝結(jié)水。