一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器的製作方法

2023-05-28 11:58:31 1

專利名稱：一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於傳熱設備技術領域。
背景技術：
在蒸發設備中，二次蒸汽的冷凝可以用間壁冷凝器或直接接觸冷凝器，在用直接接觸式蒸汽冷凝器時，常常應用噴淋式直接接觸蒸汽冷凝器，在其中冷卻水從上噴淋而下，二次蒸汽自下部通入，上升時與噴淋下來的冷卻水直接接觸，冷凝成為液相，冷卻水則受熱而溫度升高。由於冷卻水在較低溫度下常溶解有一定量的空氣，在溫度上升時其中的空氣釋出，因之在冷凝器上方常設置有不凝性氣排出口由真空泵抽出。同時，由於蒸發設備亦常會有一定的漏洩之處，在真空操作時空氣自外漏入，這一部分不凝性氣在二次蒸汽中亦需在冷凝器中最後由真空泵抽走。因之，一般常規的蒸發設備總需要有真空泵設置，操作時需要消耗能量，而且還包含有一定的投資費用與維修費用。
有一種自排氣噴淋式直接接觸式冷凝器，取消了最後用來抽除不凝性氣體的真空泵，以在冷凝器下的大氣腿來維持蒸發器內的真空度，同時利用冷卻水在大氣腿中下流時的旋轉，使不凝性氣夾帶其中向下排出於大氣之中。這種自排氣式冷凝器省去了真空泵，節省了能耗，但這種自排氣冷凝器缺乏設計方法與設計規範，還難以在真空蒸發設備中廣泛推廣應用。

發明內容
本實用新型的目的就是提供一種節省了用來抽空的真空設備、節省了能耗，、確定了設計的方法與規範、能夠推廣應用的笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器。
本實用新型的技術構思是，創建一種具有笙喉的自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，在直接接觸蒸汽冷凝器下，連接大氣腿處設置一笙喉段，造成冷卻水流過笙喉處的減壓，並由笙喉管束將冷凝器上部的不凝性氣抽吸到大氣腿中，隨冷卻水自下排出。按蒸發設備排出的二次蒸汽量及操作所需的真空度確定蒸汽所需的冷凝溫度以及冷凝時放出的熱量，從而確定所需的冷卻水用量，按冷卻水量和蒸汽冷凝後的水量之和確定笙喉段與大氣腿的直徑，設計計算時所定在笙喉段內水的表現流速為2～4m/s，在大氣腿內的表現流速為2～3.6m/s。。
在冷凝器下端進入大氣腿處設置了笙喉段，笙喉段內設置了由幾圈細管組成的笙喉管束，使笙喉管束外環隙的截面積減小，水向下流過時的流速加快，這一流速是由這一段的水柱高所決定的，即是水下流時由位能改變而為水在環隙中下流時的動能，由於流速的增加，使其靜壓減小，從而使笙喉管下端處水流的壓力減小，造成真空，將冷凝器上部的不凝氣不斷抽入，形成氣泡分散在下流的水中，與在大氣腿中下流的冷卻水一起並流而下，經過大氣腿下端的水封槽6排出。
本實用新型的技術解決方案是，一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，直接接觸蒸汽冷凝器1側面設置有二次蒸汽入口2和冷卻水入口3，內設淋水板8，下端設置有通到水封槽6的大氣腿5，其特殊在，在直接接觸式蒸汽冷凝器連接大氣腿處加設一笙喉段4，笙喉段4上接直接接觸蒸汽冷凝器1，笙喉段4下接大氣腿5，笙喉段4內設置一笙喉管束7，笙喉管束7上通直接接觸蒸汽冷凝器1上端冷卻水入口3上部的不凝氣空間，下達笙喉段4下端與大氣腿5連接處。
笙喉管束7由3～5圈細管構成，細管直徑為2～6mm，長度為3～6m。
笙喉段4的長度為0.3～1.5m。
大氣腿5長度為10～16m。
本實用新型的有益效果是，利用冷卻水下流時的位差轉化為動能形成的流速減小笙喉管束下端處水流的靜壓力，通過笙喉管束抽吸冷凝器上部的不凝性氣，使之在笙喉管束下端排出分散於水流中，通過大氣腿自動排出，節省了真空泵及操作時的能耗。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新型的設備結構簡圖其中，1.直接接觸式蒸汽冷凝器，2.二次蒸汽入口，3.冷卻水入口，4.笙喉段，5.大氣腿，6.水封槽，7.笙喉管束，8.淋水板。
具體實施方式
一蒸發裝置，末效操作的真空度為580mmHg，排出二次蒸汽量為5t/h，以一直接接觸噴淋式冷凝器用25℃的冷卻水進行冷凝，應用冷凝水量為145t/h，笙喉段4直徑150mm，長1m，笙喉管為用3mm直徑細管三圈構成的管束，大氣腿直徑140mm，長15m，下經水封排出。操作結果，蒸發器末效操作的真空度為560～590mmhg柱，冷卻水排出溫度為43～46℃，不凝氣自動由大氣腿下端經水封槽6冒泡排出，操作穩定，節省了真空泵與操作能耗。
權利要求1.一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，直接接觸蒸汽冷凝器(1)側面設置有二次蒸汽入口(2)和冷卻水入口(3)，內設淋水板(8)，下端設置有通到水封槽(6)的大氣腿(5)，其特徵在於，在直接接觸式蒸汽冷凝器連接大氣腿處加設一笙喉段(4)，笙喉段(4)上接直接接觸蒸汽冷凝器(1)，笙喉段(4)下接大氣腿(5)，笙喉段(4)內設置一笙喉管束(7)，笙喉管束(7)上通直接接觸蒸汽冷凝器(1)上端冷卻水入口(3)上部的不凝氣空間，下達笙喉段(4)下端與大氣腿(5)連接處。
2.根據權利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，其特徵在於，笙喉管束(7)由3～5圈細管構成，細管直徑為2～6mm，長度為3～6m。
3.根據權利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，其特徵在於，笙喉段(4)的長度為0.3～1.5m。
4.根據權利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，其特徵在於，大氣腿(5)長度為10～16m。
專利摘要一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器屬於傳熱設備技術領域。它是在蒸發設備排出的二次蒸汽冷凝所用的常規的直接接觸蒸汽冷凝器下連接大氣腿處加置一笙喉段，笙喉段內設置一由細管組成的笙喉管束，上通冷凝上端冷卻水進口以上的不凝氣空間，下端處於笙喉段進入大氣腿處，笙喉段高0.2～1.5m，利用下流水相的位頭轉換成動壓頭而形成水下流速度加快，從而造成真空以抽吸冷凝器上部的不凝氣，自笙喉管束形成氣泡隨下流的冷卻水進入大氣腿，向下運動到大氣腿下的水封冒泡排出。大氣腿高為10～15m，以形成蒸發操作所必需的真空度。本實用新型省去了真空泵和操作能耗，利用水下降的位能轉換成動能，節省了能耗。
文檔編號F28C3/08GK2679621SQ20032013128
公開日2005年2月16日 申請日期2003年12月31日 優先權日2003年12月31日
發明者沈自求, 於士君, 劉曉華 申請人:大連理工大學