從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法
2023-05-21 14:52:16
專利名稱：從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法
技術領域：
本發明屬於熱處理及設備技術領域，特別涉及一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法。
背景技術：
在冶金、化工、建材等行業生產過程中會產生大量的餘熱，將這些餘熱利用起來可以節省大量能源。目前餘熱利用的最好方法就是生產餘熱蒸汽，使用餘熱蒸汽可以採暖、真空冶煉、發電等。但是餘熱蒸汽的溫度壓力比較低，在真空冶煉、發電等場合使用效果不穩定、效率低下，大都用在少量採暖上，使得低溫低壓餘熱蒸汽的適用場合非常有限，低溫低壓餘熱蒸汽不能廣泛應用，大量的餘熱就得不到利用白白浪費。·
發明內容
為了廣泛應用低溫低壓餘熱蒸汽，使大量餘熱能得到充分利用，本發明的任務是提供一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法。它使低壓蒸汽轉換為高壓蒸汽有了可能，應用範圍進一步擴大，解決了低品位熱能利用的問題。本發明的技術方案如下本發明根據氣體膨脹規律選擇膨脹管，使餘熱蒸汽在其管內進行膨脹，餘熱蒸汽動能增加、壓力及溫度下降，然後進入熱交換器與從高壓蒸汽發生器出來的低壓中溫餘熱蒸汽進行間接換熱。前一部分餘熱蒸汽溫度低吸收熱量，然後在擴壓管內進行擴壓，其動能下降、壓力及溫度上升。由於這部分餘熱蒸汽增加了熱量，其溫度上升幅度大於在膨脹管內的下降幅度，最終溫度高於原始溫度，成為高溫蒸汽。後一部分餘熱蒸汽溫度高放出熱量，由於其放出大量顯熱和汽化潛熱，這部分餘熱蒸汽最終變成凝結水排放。成為高溫的餘熱蒸汽通過蒸汽管道進入高壓蒸汽發生器，在高壓蒸汽發生器中與高壓給水進行間接熱交換，放出熱量溫度降至中溫蒸汽後排出。高壓給水吸收熱量汽化為高壓蒸汽。為了有效利用從高壓蒸汽發生器排出的中溫餘熱蒸汽，節省餘熱蒸汽用量，將中溫餘熱蒸汽分成二部分一部分進入膨脹管與膨脹過程中的餘熱蒸汽混合，混合後的蒸汽繼續膨脹降溫；另一部分進入熱交換器與溫度下降後的混合蒸汽進行間接熱交換。從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法目前還沒有，本發明屬於首創。由於高壓蒸汽的用途非常廣泛，使用本發明，餘熱蒸汽的使用率大幅度提高，大量的餘熱就可以得到充分利用，節能效果非常明顯。
附圖是本發明的一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的工藝流程示意圖。
具體實施方式
參看附圖，本發明是一種從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的工藝，它包括膨脹管I、熱交換器2、擴壓管3、凝結水出口 4、蒸汽管道5、高壓蒸汽發生器6、高壓給水進口 7、高壓蒸汽出口 8。膨脹管I是圓錐管結構，蒸汽在管內進行膨脹降溫。膨脹管I進口端與蒸汽管道5連接，膨脹管I出口端與熱交換器2膨脹蒸汽進口端連接，膨脹管I中部通過蒸汽管道5與高壓蒸汽發生器6低壓蒸汽出口相連；熱交換器2內設有換熱管，管內通入膨脹蒸汽，管外通入加熱蒸汽，管內外蒸汽可以進行熱交換。熱交換器2膨脹蒸汽進口端與膨脹管I出口端連接，其膨脹蒸汽出口端與擴壓管3進口端連接；熱交換器2加熱蒸汽進口通過蒸汽管道5與高壓蒸汽發生器6低壓蒸汽出口相連，其下部底端與凝結水出口 4連接；擴壓管3是圓錐管結構，加熱後的膨脹蒸汽在管內進行擴壓升溫。擴壓管3進口端與熱交換器2膨脹蒸汽出口端連接，其出口端通過蒸汽管道5與高壓蒸汽發生器6低壓蒸汽進口相連； 凝結水出口 4是接口短管，其兩端分別於熱交換器2下部底端、凝結水管道進行連接;高壓蒸汽發生器6內設有熱交換管，管內外兩側分別通入低壓高溫蒸汽、高壓給水，兩者可以通過管壁進行熱交換。高壓蒸汽發生器6低壓蒸汽進口通過蒸汽管道5與擴壓管3出口端相連，其低壓蒸汽出口通過蒸汽管道5分別與熱交換器2加熱蒸汽進口、膨脹管I中部相連；高壓蒸汽發生器6下部設有高壓給水進口 7，其上部設有高壓蒸汽出口 8 ；高壓給水進口 7是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發生器6下部、高壓給水管道進行連接；高壓蒸汽出口 8是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發生器6上部、高壓蒸汽管道進行連接。本發明從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的工作原理如下餘熱蒸汽通過蒸汽管道5進入膨脹管I進行膨脹，壓力和溫度不斷降低，速度逐漸增大。當餘熱蒸汽降低到一定的壓力後與從高壓蒸汽發生器6出來的一部分中溫低壓蒸汽混合，混合後的蒸汽在膨脹管I中繼續降壓降溫膨脹，最後以較高的流速從膨脹管I流出，然後進入熱交換器2。在熱交換器2內，膨脹蒸汽與直接進入的從高壓蒸汽發生器6出來的另一部分中溫低壓蒸汽通過換熱管進行間接熱交換，吸收熱量，然後進入擴壓管3進行擴壓升溫。具有高速、低壓、低溫的膨脹蒸汽，進入擴壓管3以後，速度逐漸降低，壓力和溫度逐步升高，最後蒸汽以較高溫度從擴壓管3排出，成為高溫蒸汽。從高壓蒸汽發生器6出來的另一部分中溫低壓蒸汽，進入熱交換器2後，與換熱管內的膨脹蒸汽進行間接熱交換，放出大量顯熱和汽化潛熱，其最後成為凝結水，從凝結水出口 4排出。從擴壓管3排出的高溫蒸汽，通過蒸汽管道5進入高壓蒸汽發生器6。在高壓蒸汽發生器6內，高溫蒸汽通過熱交換管加熱高壓給水，加熱後溫度降至中溫從高壓蒸汽發生器6排出，然後通過蒸汽管道5分別進入膨脹管I、熱交換器2進行上述工作。高壓給水通過高壓給水進口 7進入高壓蒸汽發生器6，在高壓蒸汽發生器6內，高壓給水被高溫蒸汽加熱汽化成為高壓蒸汽。高壓蒸汽通過高壓蒸汽出口 8排出，然後通過高壓蒸汽管道送出。當然，本技術領域內的一般技術人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本發明，而並非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對上述實施例的變換、 變型都將落在本發明權利要求的範圍內。
權利要求
1.從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，其特徵是餘熱蒸汽通過蒸汽管道(5)進入膨脹管(I)進行膨脹，膨脹降壓到一定的壓力後與從高壓蒸汽發生器￠)出來的一部分中溫低壓蒸汽混合，混合後的蒸汽在膨脹管(I)中繼續降壓降溫膨脹，最後以較高的流速從膨脹管(I)流出，然後進入熱交換器(2)與直接進入的從高壓蒸汽發生器￠)出來的另一部分中溫低壓蒸汽通過換熱管進行間接熱交換，吸收熱量後進入擴壓管(3)進行擴壓升溫，最後以較高溫度從擴壓管(3)排出，成為高溫蒸汽； 從高壓蒸汽發生器(6)出來的另一部分中溫低壓蒸汽，進入熱交換器(2)後，與換熱管內的膨脹蒸汽進行間接熱交換，放出熱量後成為凝結水，從凝結水出口(4)排出； 從擴壓管(3)排出的高溫蒸汽，通過蒸汽管道(5)進入高壓蒸汽發生器￠)，通過熱交換管加熱高壓給水，加熱後溫度降至中溫從高壓蒸汽發生器(6)排出，然後通過蒸汽管道(5)分別進入膨脹管(I)、熱交換器(2); 高壓給水通過高壓給水進口(7)進入高壓蒸汽發生器￠)，被高溫蒸汽加熱汽化成為高壓蒸汽，高壓蒸汽通過高壓蒸汽出口(8)排出，然後經過高壓蒸汽管道送出。
2.由權利要求I所述的從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，其特徵是包括膨脹管(I)、熱交換器(2)、擴壓管(3)、凝結水出口(4)、蒸汽管道(5)、高壓蒸汽發生器￠)、高壓給水進口(7)、高壓蒸汽出口(8)。
3.由權利要求I所述的從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，其特徵是 膨脹管⑴是圓錐管結構，膨脹管⑴進口端與蒸汽管道(5)連接，膨脹管⑴出口端與熱交換器(2)膨脹蒸汽進口端連接，膨脹管(I)中部通過蒸汽管道(5)與高壓蒸汽發生器(6)低壓蒸汽出口相連； 熱交換器(2)內設有換熱管，熱交換器(2)膨脹蒸汽進口端與膨脹管(I)出口端連接，其膨脹蒸汽出口端與擴壓管(3)進口端連接；熱交換器(2)加熱蒸汽進口通過蒸汽管道(5)與高壓蒸汽發生器(6)低壓蒸汽出口相連，其下部底端與凝結水出口(4)連接； 擴壓管(3)是圓錐管結構，擴壓管(3)進口端與熱交換器(2)膨脹蒸汽出口端連接，其出口端通過蒸汽管道(5)與高壓蒸汽發生器(6)低壓蒸汽進口相連； 凝結水出口(4)是接口短管，其兩端分別於熱交換器(2)下部底端、凝結水管道進行連接; 高壓蒸汽發生器出)內設有熱交換管，高壓蒸汽發生器(6)低壓蒸汽進口通過蒸汽管道(5)與擴壓管(3)出口端相連，其低壓蒸汽出口通過蒸汽管道(5)分別與熱交換器(2)加熱蒸汽進口、膨脹管(I)中部相連；高壓蒸汽發生器(6)下部設有高壓給水進口(7)，其上部設有高壓蒸汽出口(8)； 高壓給水進口(7)是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發生器(6)下部、高壓給水管道進行連接； 高壓蒸汽出口(8)是接口短管，其兩端分別與高壓蒸汽發生器(6)上部、高壓蒸汽管道進行連接。
全文摘要
從低壓蒸汽吸收熱量獲取高壓蒸汽的方法，可以提高餘熱蒸汽使用率，節能效果明顯。其主要有膨脹管、熱交換器、擴壓管、凝結水出口、蒸汽管道、高壓蒸汽發生器、高壓給水進口、高壓蒸汽出口組成。餘熱蒸汽進入膨脹管與從高壓蒸汽發生器出來的一部分蒸汽混合後以較高的流速從膨脹管流出，然後進入熱交換器與從高壓蒸汽發生器出來的另一部分蒸汽進行間接熱交換，然後進入擴壓管進行擴壓升溫成為高溫蒸汽。從高壓蒸汽發生器出來的另一部分蒸汽放熱成為凝結水排出。從擴壓管排出的高溫蒸汽在高壓蒸汽發生器內加熱高壓給水，降溫後從高壓蒸汽發生器排出，分別進入膨脹管、熱交換器。高壓給水在高壓蒸汽發生器內被高溫蒸汽加熱成為高壓蒸汽後排出。
文檔編號F22B3/00GK102937286SQ201210486868
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者尹華勤 申請人:尹華勤