氟利昂大溫差換熱裝置的製作方法

2023-06-05 04:40:31

本實用新型涉及一種熱工技術，具體涉及一種氟利昂大溫差換熱裝置。

背景技術：

近年來，隨著我國城市建設的不斷發展，地區發展和供熱需求之間的矛盾也日趨凸顯。所有城市城區面積都在不斷擴大，主城區規模化小區不斷增加，老城區每年大幅新增面積，新城區的面積也不斷擴大。從當前城市的熱源和熱網供熱能力上看，遠遠滿足不了城市快速發展的需要。供熱如果跟不上，將會使城市發展遭遇瓶頸。為解決這一事關城市發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，新增供熱面積，新增工程投資。具體包括新建管網工程、部分老網改造工程、新建中繼泵站、集控調度中心，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和熱網側：

熱源側一般包括機組供熱改造及供熱首站建設工程，具體為發電廠和熱電公司新增入網供熱面積，新城區鍋爐房熱網供熱面積，區域供熱公司熱網供熱面積等。

熱網側主要是對老城區超期服役的管道進行更換，供熱管道更換後能夠有效的控制跑冒滴漏，大大減少因管道漏洩導致的停熱次數，極大改善和提高供熱效果。

某老城區於1983年9月實現集中供熱，管網截至目前已經運行27年。經測量，1985年安裝的老管網管徑由原來安裝時的10mm減薄到4～6mm，而且局部腐蝕嚴重，並在供熱期經常出現漏洩現象。供熱管網部分管道已超期服役，在供熱期間經常出現管道漏洩現象，導致供熱質量下降。如果不進行改造，一旦發生管道漏洩，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供熱管網進行改造，更換所有減薄和腐蝕的管道，改造範圍管網全長約5公裡，涉及57萬平米供熱面積，約合用戶5000戶，投入資金1700萬元。工程改造完成後，大大提高該區域供熱質量和供熱的穩定性。經過管網改造，主城區熱源充足，能夠承受居民、商鋪和企業的正常供熱。

某電廠供熱主管網建設使用年限大多數都在18年以上，有的甚至長達30年。這部分管網由於建設時間長，再加上建設時期技術工藝落後，至使保溫、防護層嚴重破損，管網老化、腐蝕嚴重。近幾年，主管網洩漏事故頻繁發生，每個運行期都發生幾十次。在每次主管網搶修過程中，搶修人員都面臨95℃以上高壓、高溫水的威脅，每次搶修洩水都長達30多小時，造成大面積居民住宅停熱，部分地下管網凍裂的嚴重局面。集中供熱二次網方面存在的問題也較為突出，尤其是早期建築和近年來併網的棄管小鍋爐房供熱樓棟，管網老化腐蝕程度之重、數量之多已經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長度666公裡，其中一次網長165公裡，二次網長501公裡。1995年以前建設約為400公裡。由於大多數管網建設時間長、老化腐蝕嚴重，致使管網系統跑冒滴漏十分嚴重，散熱損失達到0.35吉焦/平方米·年。熱力管網每公裡平均溫降都在2℃以上，管網系統平均失水率約為3％。由於失水量大，熱量丟失嚴重，幾乎所有的一次網、二次網都存在著不同程度的水力失調問題，由於管網老化又無法科學調節，因此供熱企業在供熱中難以保證用戶的供熱質量。

幾十年來，集中供熱事業為我國城市的發展建設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老化、腐蝕嚴重已經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。

實施集中供熱管網改造已是做好城市供熱工作的當務之急。通過管網改造可大大降高管網的跑冒滴漏，降高能源消耗節約能源，提高能源利用率；通過管網改造可使供熱企業大量應用新技術、新工藝，提高供熱企業的科學調節能力，提高整體供熱水平；通過管網改造可全面提升供熱系統安全和供熱保障能力，不斷提高廣大居民用戶的用熱質量，造福百姓。實施集中供熱管網改造是利國利民之舉，早實施早受益。

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

技術實現要素：

本實用新型為解決現有的新建或改造老舊供熱管網普遍存在的供熱量不足的問題，而提供

一種氟利昂大溫差換熱裝置。

本實用新型的氟利昂大溫差換熱裝置，其組成包括高溫蒸發器、低溫蒸發器、冷凝器、噴射器、換熱器、節流閥和氟利昂泵，高溫蒸發器的高溫出水口與換熱器的換熱器進水口連接，換熱器的換熱器出水口與低溫蒸發器的低溫進水口連接，高溫蒸發器的高溫氟利昂蒸汽出汽口與噴射器的驅動蒸汽進汽口連接，噴射器的吸入口與低溫蒸發器的低溫氟利昂蒸汽出汽口連接，噴射器的擴壓管出口與冷凝器的冷凝進汽口連接，冷凝器的氟利昂出液口分成兩路，一路經過節流閥與低溫蒸發器的低溫氟利昂進液口連接，另一路經過氟利昂泵與高溫蒸發器的高溫氟利昂進液口連接。

進一步的，所述高溫蒸發器為臥式的壓力容器，其組成包括高溫進水口、高溫出水口、高溫氟利昂進液口、高溫氟利昂蒸汽出汽口、高溫右封頭、高溫筒體、高溫左封頭和多根高溫傳熱管，高溫筒體水平設置，高溫筒體的左端與高溫左封頭連接，高溫筒體的右端與高溫右封頭連接，高溫筒體內水平設置有多根高溫傳熱管，高溫進水口設置在高溫左封頭上，高溫出水口設置在高溫右封頭上，高溫氟利昂蒸汽出汽口設置在高溫筒體的上方，高溫氟利昂進液口設置在高溫筒體的下方。

進一步的，所述低溫蒸發器為臥式的壓力容器，其組成包括低溫進水口、低溫出水口、低溫氟利昂進液口、低溫氟利昂蒸汽出汽口、低溫右封頭、低溫筒體、低溫左封頭和多根低溫傳熱管，低溫筒體水平設置，低溫筒體的左端與低溫左封頭連接，低溫筒體的右端與低溫右封頭連接，低溫筒體內水平設置有多根低溫傳熱管，低溫出水口設置在低溫左封頭上，低溫進水口設置在低溫右封頭上，低溫氟利昂蒸汽出汽口設置在低溫筒體的上方，低溫氟利昂進液口設置在低溫筒體的下方。

進一步的，所述冷凝器為單流程的板式換熱器，其組成包括冷凝進汽口、氟利昂出液口、冷凝進水口、冷凝出水口、前面板、後面板、兩個連接元件和數片換熱板，其中冷凝進汽口、氟利昂出液口、冷凝進水口和冷凝出水口均設置在前面板上，後面板與前面板平行設置，前面板和後面板將數片有凹凸花紋流道的換熱板夾緊並利用連接元件固定。

進一步的，所述噴射器包括驅動蒸汽進汽口、吸入口、噴嘴、驅動蒸汽出汽口、擴壓管、擴壓管出口和吸入室，吸入室的輸入端設有驅動蒸汽進汽口，吸入室的輸出端設有驅動蒸汽出汽口，吸入室的下端設有吸入口，噴嘴設置在吸入室中，噴嘴的輸入端與驅動蒸汽進汽口連接，噴嘴的輸出端與驅動蒸汽出汽口正對，擴壓管的輸入端與驅動蒸汽出汽口連接，擴壓管的輸出端為擴壓管出口。

本實用新型的技術方案具有以下有益效果：

一、本實用新型設計了噴射器，噴射器將高溫蒸發器流入的高溫氟利昂蒸汽與低溫蒸發器流入的低溫氟利昂蒸汽混合後，再經擴壓管的漸縮管、喉管和漸擴管，減速增壓，形成均勻混合的中等壓力氟利昂蒸汽，中等壓力氟利昂蒸汽經冷凝器後與換熱器流出的供熱水混合後，一起由供熱循環水出水口流出，向用戶供熱。本實用新型這種增大供熱管網供熱量，降低熱網回水溫度。

二、本實用新型可大大降高管網的跑冒滴漏，降低了高能源消耗，提高了能源利用率；通過管網改造可使供熱企業大量應用新技術、新工藝，提高供熱企業的科學調節能力，提高整體供熱水平；通過管網改造可全面提升供熱系統安全和供熱保障能力，不斷提高廣大居民用戶的用熱質量，造福百姓。

三、本實用新型的不需要投入巨大資金。利用現有管道，或較少或較細的管道，只花費較少的投資，即可以達到需要的供熱量。

附圖說明

圖1是本實用新型的的整體結構示意圖；

圖2是高溫蒸發器200的結構示意圖；

圖3是低溫蒸發器300的結構示意圖；

圖4是冷凝器400的結構示意圖；

圖5是前面板405的結構示意圖；

圖6是噴射器500的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式包括高溫蒸發器200、低溫蒸發器300、冷凝器400、噴射器500、換熱器600、節流閥100和氟利昂泵700，高溫蒸發器200的高溫出水口202與換熱器600的換熱器進水口601連接，換熱器600的換熱器出水口602與低溫蒸發器300的低溫進水口301連接，高溫蒸發器200的高溫進水口201與熱網來水管連接，低溫蒸發器300的低溫出水口302與供熱管網回水管連接，高溫蒸發器200的高溫氟利昂蒸汽出汽口204與噴射器500的驅動蒸汽進汽口501連接，噴射器500的吸入口502與低溫蒸發器300的低溫氟利昂蒸汽出汽口304連接，噴射器500的擴壓管出口506與冷凝器400的冷凝進汽口401連接，冷凝器400的氟利昂出液口402分成兩路，一路經過節流閥100與低溫蒸發器300的低溫氟利昂進液口303連接，另一路經過氟利昂泵700與高溫蒸發器200的高溫氟利昂進液口203連接，冷凝器400的冷凝進水口403和換熱器600的換熱進水口603都與供熱循環水進水口800相連接，冷凝器400的冷凝出水口404和換熱器600的換熱出水口604都與供熱循環水出水口900連接。

具體實施方式二：結合圖2說明本實施方式，本實施方式的高溫蒸發器200為臥式的壓力容器，其組成包括高溫進水口201、高溫出水口202、高溫氟利昂進液口203、高溫氟利昂蒸汽出汽口204、高溫右封頭205、高溫筒體207、高溫左封頭208和多根高溫傳熱管206，高溫筒體207水平設置，高溫筒體207的左端與高溫左封頭208連接，高溫筒體207的右端與高溫右封頭205連接，高溫筒體207內水平設置有多根高溫傳熱管206，高溫進水口201設置在高溫左封頭208上，高溫出水口202設置在高溫右封頭205上，高溫氟利昂蒸汽出汽口204設置在高溫筒體207的上方，高溫氟利昂進液口203設置在高溫筒體207的下方。高溫蒸發器200為滿液式的高溫氟利昂蒸發器。從供熱管網來的高溫熱水，通過高溫左封頭208上的高溫進水口201進入高溫蒸發器200，在多個高溫傳熱管206內流動放熱，對通過高溫氟利昂進液口203流入高溫筒體207內的氟利昂進行加熱，並使之蒸發汽化，氟利昂蒸汽從高溫筒體207上方的高溫氟利昂蒸汽出汽口204流出。高溫熱水放熱後變為中溫熱水，到達高溫右封頭205，最後，從高溫出水口202流出，流向換熱器600。其它組成及連接關係與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖3說明本實施方式，本實施方式的低溫蒸發器300為臥式的壓力容器，其組成包括低溫進水口301、低溫出水口302、低溫氟利昂進液口303、低溫氟利昂蒸汽出汽口304、低溫右封頭305、低溫筒體307、低溫左封頭308和多根低溫傳熱管306，低溫筒體307水平設置，低溫筒體307的左端與低溫左封頭308連接，低溫筒體307的右端與低溫右封頭305連接，低溫筒體307內水平設置有多根低溫傳熱管306，低溫出水口302設置在低溫左封頭308上，低溫進水口301設置在低溫右封頭305上，低溫氟利昂蒸汽出汽口304設置在低溫筒體307的上方，低溫氟利昂進液口303設置在低溫筒體307的下方。低溫蒸發器300為滿液式的低溫氟利昂蒸發器。從換熱器600來的中溫熱水，通過低溫右封頭305上的低溫進水口301進入低溫蒸發器300，在多根低溫傳熱管306內流動放熱，對通過低溫氟利昂進液口303流入低溫筒體307內的氟利昂進行加熱，並使之蒸發汽化，氟利昂蒸汽從低溫筒體307上方的低溫氟利昂蒸汽出汽口304流出。中溫熱水放熱後變為低溫熱水，到達低溫左封頭308，最後，從低溫出水口302流出，流向供熱管網的回水管道。其它組成及連接關係與具體實施方式二相同。

具體實施方式四：結合圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式的冷凝器400為單流程的板式換熱器，其組成包括冷凝進汽口401、氟利昂出液口402、冷凝進水口403、冷凝出水口404、前面板405、後面板407、兩個連接元件408和數片換熱板406，其中冷凝進汽口401、氟利昂出液口402、冷凝進水口403和冷凝出水口404均設置在前面板405上，後面板407與前面板405平行設置，前面板405和後面板407將數片有凹凸花紋流道的換熱板406夾緊並利用連接元件408固定，形成間壁式的板式換熱器。氟利昂蒸汽從前面板405上方的冷凝進汽口401進入，冷凝的氟利昂液體從前面板405下方的氟利昂出液口402流出，供暖熱水從前面板405上方的冷凝出水口404流出，供暖回水從前面板405下方的冷凝進水口403流進冷凝器400。其它組成及連接關係與具體實施方式三相同。

具體實施方式五：結合圖6說明本實施方式，本實施方式的噴射器500包括驅動蒸汽進汽口501、吸入口502、噴嘴507、驅動蒸汽出汽口504、擴壓管505、擴壓管出口506和吸入室503，吸入室503的輸入端設有驅動蒸汽進汽口501，吸入室503的輸出端設有驅動蒸汽出汽口504，吸入室503的下端設有吸入口502，噴嘴507設置在吸入室503中，噴嘴507的輸入端與驅動蒸汽進汽口501連接，噴嘴507的輸出端與驅動蒸汽出汽口504正對，擴壓管505的輸入端與驅動蒸汽出汽口504連接，擴壓管505的輸出端為擴壓管出口506，且擴壓管出口506與冷凝進汽口401連接。高溫蒸發器200產生的高溫高壓氟利昂蒸汽，作為噴射器500的驅動蒸汽，經過驅動蒸汽進汽口501，通過噴嘴507高速噴射進入吸入室503中。由於驅動蒸汽高速噴射的作用，根據佰努力流體方程，使吸入室503內部呈現低壓空間。在蒸汽壓差作用下，低溫蒸發器300產生的低溫氟利昂蒸汽從吸入口502進入吸入室503中。吸入室503中內的高速驅動蒸汽吸納裹挾被抽射低溫蒸汽，在共同高速流動中，兩種蒸汽(高溫高壓氟利昂蒸汽和低溫氟利昂蒸汽)混合、均速、均壓，再經擴壓管505的漸縮管、喉管和漸擴管，減速增壓，形成均勻混合的中等壓力氟利昂蒸汽後，經過擴壓管出口506排出。其它組成及連接關係與具體實施方式四相同。

本實用新型的工作原理：

1，從供熱管網來的有一定壓力的高溫熱水，從高溫進水口201流入高溫蒸發器200，高溫蒸發器200是一個間壁式換熱器，利用熱水使氟利昂蒸發，高溫氟利昂蒸汽從高溫氟利昂蒸汽出汽口204流出；

2，在高溫蒸發器200中放熱後的剩餘熱水，從高溫蒸發器200的高溫出水口202流出，經過換熱器600的換熱器進水口601進入換熱器600，給熱用戶的供熱循環水供熱後，從換熱器出水口602流出進入低溫蒸發器300的低溫進水口301。換熱器600是一個用於供熱水的間壁式換熱器。

3，低溫蒸發器300是一個間壁式換熱器，進入低溫蒸發器300的供熱回水，它對氟利昂加熱，氟利昂蒸發，氟利昂蒸汽從低溫氟利昂蒸汽出汽口304排出並進入噴射器500的吸入口502；

4，供熱回水在低溫蒸發器300中被降溫後，從低溫蒸發器300的低溫出水口302流出，返回熱網的回水管道；

5，從高溫蒸發器200的高溫氟利昂蒸汽出汽口204流出高溫氟利昂蒸汽，進入噴射器500的驅動蒸汽進汽口501，在噴射器500的吸入室503中高速噴射，高溫氟利昂蒸汽與從噴射器500的吸入口502進入的低溫氟利昂蒸汽混合後，從擴壓管出口506流出並經冷凝進汽口401進入冷凝器400中；

6，冷凝器400是一個氟利昂冷凝器，熱用戶供熱回水從冷凝進水口403進入，冷凝器400內的氟利昂蒸汽對供熱回水進行加熱，加熱升溫後的供熱熱水從冷凝器400的冷凝出水口404流出後與換熱器600流出的供熱水混合後，一起從供熱循環水出水口900流出，向用戶供熱。

7，在冷凝器400中冷凝的氟利昂液體，從冷凝器400的氟利昂出液口402流出後，一路經過節流閥100進入低溫蒸發器300的低溫氟利昂進液口303、另一路經過氟利昂泵700加壓後，進入高溫蒸發器200的高溫氟利昂進液口203。