CN111649601B - 一种大型船用真空冷凝器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型船用真空冷凝器,包括真空冷凝器本体,真空冷凝器本体的一侧悬空设置有喷射冷凝器,喷射冷凝器的底部对称安装有两组喷射冷凝器支撑座,两组喷射冷凝器支撑座固定在真空冷凝器本体的侧壁上,喷射冷凝器的下方与真空冷凝器本体之间连通有循环管路,喷射冷凝器的上方与真空冷凝器本体之间连通有混合气体蒸汽管路,真空冷凝器的正下方还安装有液位控制***,真空冷凝器本体的内部安装有热交换器,且热交换器位于液位控制***的正上方,真空冷凝器本体两端对称安装有两组真空冷凝器管束。本发明整个***形成一个动态的蒸汽循环平衡,同时可以保持冷凝器的真空度,以及最大幅度的保障蒸汽换热效率。

Description

一种大型船用真空冷凝器
技术领域
本发明涉及船用冷凝设备技术领域,具体为一种大型船用真空冷凝器。
背景技术
在海上游轮靠岸时,需要装卸货物,装卸货物的时候需要货油泵,而货油泵是由蒸汽透平驱动的,为了高效率的回收废热蒸汽,需要真空冷凝器对蒸汽进行回收利用,油具有可燃性,使用蒸汽来驱动货油泵安全有效。相比用电来驱动更加安全节能。冷凝器是把蒸汽转化为水的作用,运转透平时,用蒸汽自身的能量转化为动能,把此时消耗的废热蒸汽送到冷凝器中,与换热管内的海水进行热交换,冷凝的水通过水箱排出并重新供给到锅炉。所以,真空冷凝器安装在蒸汽透平之后。运转透平时,因冷凝器的真空设计比透平高,所以能够顺利的排出废热蒸汽,这样的设计可以有效解决透平后端因背压而产生的问题,起到提高透平使用效率的效果。
然而,现有的大型船用真空冷凝器在使用的过程中存在以下的问题:真空冷凝器的一项重要的性能指标就是真空度,在真空度满足的情况下,才会使透平排出的废热蒸汽顺利的进入冷凝器,同时在较低的温度下蒸发,更高效的利用蒸汽。由透平排出的废热蒸汽,除了可以被凝结成水的一部分蒸汽外,还有一部分不能被凝缩的气体及空气,随着被冷凝成水的蒸汽不断消耗,这部分不能被凝缩的气体增多,导致冷凝器真空度逐渐被破坏,大大影响真空度的形成。为此,需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型船用真空冷凝器,解决了背景技术中所提出的问题,满足实际使用需求。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种大型船用真空冷凝器,包括真空冷凝器本体,所述真空冷凝器本体的一侧悬空设置有喷射冷凝器,所述喷射冷凝器的底部对称安装有两组喷射冷凝器支撑座,两组所述喷射冷凝器支撑座固定在真空冷凝器本体的侧壁上,所述喷射冷凝器的下方与真空冷凝器本体之间连通有循环管路,所述喷射冷凝器的上方与真空冷凝器本体之间连通有混合气体蒸汽管路,所述真空冷凝器的正下方还安装有液位控制***,所述真空冷凝器本体的内部安装有热交换器,且所述热交换器位于液位控制***的正上方,所述真空冷凝器本体两端对称安装有两组真空冷凝器管束,两组所述真空冷凝器管束之间设置有一组真空冷凝器膨胀节,所述真空冷凝器膨胀节安装于真空冷凝器本体上,所述真空冷凝器本体的左端设置有真空冷凝器海水进口且右端设置有真空冷凝器海水出口,所述真空冷凝器本体的上方连通有IGS管口,所述IGS管口的左侧均匀设置有三组乏汽进口,三组所述乏汽进口与真空冷凝器本体相连通,所述喷射冷凝器的左侧安装有喷射冷凝器膨胀节且下方垂直设置有喷射冷凝器泄放口,所述喷射冷凝器与混合气体蒸汽管路的连接处开设有喷射冷凝器蒸汽进口,所述混合气体蒸汽管路上安装有喷射器,所述液位控制***包括水箱和安装于水箱左下角的冷凝水返回口。
作为本发明的一种优选实施方式,所述真空冷凝器本体的底部对称安装有两组真空冷凝器支座且左上角和右上角对称安装有两组板式吊耳。
作为本发明的一种优选实施方式,所述真空冷凝器本体的上方两端对称安装有两组板式长吊耳。
作为本发明的一种优选实施方式,所述热交换器位于三组乏汽进口的正下方且由若干组平行设置的铜管换热管组成,所述热交换器内还设置有温度传感器,所述温度传感器连接有控制器。
作为本发明的一种优选实施方式,所述循环管路由放气铜管构成,所述放气铜管两端分别与真空冷凝器本体、喷射冷凝器相连接且连接处安装有连接法兰,所述放气铜管上还安装有闸阀和空气分离阀。
作为本发明的一种优选实施方式,所述水箱的上方连通有冷凝水管,所述冷凝水管的上端与真空冷凝器本体相连通且上端开口位于热交换器的正下方。
作为本发明的一种优选实施方式,所述水箱内部安装有液位传感器,所述液位传感器与控制器电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述混合气体蒸汽管路呈倒置的U型结构,所述混合气体蒸汽管路的一端与喷射冷凝器的上端相连通且另一端与真空冷凝器本体的侧壁相连通。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明将真空冷凝器安装在透平之后,透平排出的乏汽进入冷凝器,冷凝器将其中的蒸汽冷凝后,体积急剧减小,产生低压真空,从而使乏汽在负压的驱使下不断进入冷凝器,随着蒸汽的冷凝量增多,就会产生更大的低压,使蒸汽循环效率增高,在冷凝器中没有被冷凝的混合气体由蒸汽管路被喷射冷凝器抽出,进入到喷射冷凝器中再次进行热交换,抽出的蒸汽部分又与换热管中的冷介质海水进行换热,冷凝水通过循环管路再回到真空冷凝器中,同时将不能被凝缩的蒸汽及空气通过***口排出***外,这样,整个***形成一个动态的蒸汽循环平衡,同时可以保持冷凝器的真空度,以及最大幅度的保障蒸汽换热效率。
附图说明
图1为本发明的整体示意图;
图2为本发明的整体侧视结构图;
图3为本发明所述真空冷凝器工作示意图。
图中:1-真空冷凝器本体,2-喷射冷凝器,3-喷射冷凝器支撑座,4-循环管路,5-混合气体蒸汽管路,6-液位控制***,7-热交换器,8-真空冷凝器管束,9-真空冷凝器膨胀节,10-真空冷凝器海水进口,11-真空冷凝器海水出口,12-IGS管口,13-乏汽进口,14-喷射冷凝器膨胀节,15-喷射冷凝器泄放口,16-喷射冷凝器蒸汽进口,17-喷射器,18-水箱,19-冷凝水返回口,20-真空冷凝器支座,21-板式吊耳,22-板式长吊耳,23-铜管换热管,24-温度传感器,25-控制器,26-放气铜管,27-连接法兰,28-闸阀,29-空气分离阀,30-冷凝水管,31-液位传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种大型船用真空冷凝器,包括真空冷凝器本体1,真空冷凝器本体1的一侧悬空设置有喷射冷凝器2,喷射冷凝器2的底部对称安装有两组喷射冷凝器支撑座3,两组喷射冷凝器支撑座3固定在真空冷凝器本体1的侧壁上,喷射冷凝器2的下方与真空冷凝器本体1之间连通有循环管路4,喷射冷凝器2的上方与真空冷凝器本体1之间连通有混合气体蒸汽管路5,真空冷凝器2的正下方还安装有液位控制***6,真空冷凝器本体1的内部安装有热交换器7,且热交换器7位于液位控制***6的正上方,真空冷凝器本体1两端对称安装有两组真空冷凝器管束8,两组真空冷凝器管束8之间设置有一组真空冷凝器膨胀节9,真空冷凝器膨胀节9安装于真空冷凝器本体1上,真空冷凝器本体1的左端设置有真空冷凝器海水进口10且右端设置有真空冷凝器海水出口11,真空冷凝器本体1的上方连通有IGS管口12,IGS管口12的左侧均匀设置有三组乏汽进口13,三组乏汽进口13与真空冷凝器本体1相连通,喷射冷凝器2的左侧安装有喷射冷凝器膨胀节14且下方垂直设置有喷射冷凝器泄放口15,喷射冷凝器2与混合气体蒸汽管路5的连接处开设有喷射冷凝器蒸汽进口16,混合气体蒸汽管路5上安装有喷射器17,液位控制***6包括水箱18和安装于水箱18左下角的冷凝水返回口19。
进一步改进地,如图1所示:真空冷凝器本体1的底部对称安装有两组真空冷凝器支座20且左上角和右上角对称安装有两组板式吊耳21。
进一步改进地,如图1所示:真空冷凝器本体1的上方两端对称安装有两组板式长吊耳22。
进一步改进地,如图3所示:热交换器7位于三组乏汽进口13的正下方且由若干组平行设置的铜管换热管23组成,热交换器7内还设置有温度传感器24,温度传感器24连接有控制器25,对热交换器7的温度进行实时监测。
进一步改进地,如图1所示:循环管路4由放气铜管26构成,放气铜管26两端分别与真空冷凝器本体1、喷射冷凝器2相连接且连接处安装有连接法兰27,放气铜管26上还安装有闸阀28和空气分离阀29,设置闸阀28和空气分离阀29,进一步把回流到冷凝水中微量空气排出。
进一步改进地,如图3所示:水箱18的上方连通有冷凝水管30,冷凝水管30的上端与真空冷凝器本体1相连通且上端开口位于热交换器7的正下方,这样的设计方式便于冷凝水滴入水箱18内。
进一步改进地,如图1所示:水箱18内部安装有液位传感器31,液位传感器31与控制器25电性连接,通过液位传感器31可以对水箱18内的水位进行实时监测并通过控制器25根据水位对管道上的阀门进行开关。
具体地,混合气体蒸汽管路5呈倒置的U型结构,混合气体蒸汽管路5的一端与喷射冷凝器2的上端相连通且另一端与真空冷凝器本体1的侧壁相连通。
在使用时:本发明按照图3所示,把从透平传过来的乏汽进行冷凝:乏汽由真空冷凝器本体1的乏汽进口13进入冷凝器的壳侧,海水冷介质从冷凝器的管侧进入,废热蒸汽的体积是相当大的,当与管侧热交换器7中的海水介质进行热交换时,蒸汽会转化成水,同时体积急速变小,形成内部真空,被冷凝后的蒸汽形成冷凝水,由冷凝水出口排出,被锅炉再次利用,当真空度达到要求570mmHg时,水的沸点为65℃,在这种真空环境中,真空冷凝器本体1的真空压要高于透平,乏汽会克服透平后端产生的背压,源源不断的进入真空冷凝器本体1,乏汽通过乏汽进口13,为防止可燃有气体,在通入乏汽的同时通入IGS保护气体,其作用是为了在腔内降低氧气浓度,制造无法***的环境,乏汽经过均匀的进入到冷凝器壳程腔内,与铜管换热管23中冷介质海水进行热交换,由蒸汽冷凝后的冷凝水,在底部水箱18凝集,当冷凝水水位正常时,液位控制***不工作,当液位超出最高水位或者低于最低水位时,超出最高水位会导致换热效率降低,同时破坏冷凝器的真空度,此时,液位控制***6开始工作,将冷凝水由冷凝水管30放出一部分直到达到正常水位,当液位低于最低水位时,容易引起泵的损坏,此时液位控制***6同样开始工作,通过水箱18下方的冷凝水返回口19将冷凝水注入,直到达到正常水位,随着换热***的运行,蒸汽的冷凝量增多,真空冷凝器本体1内部不断的进入乏汽,其中除了被冷却的蒸汽外,还有一部分的蒸汽和不能被液化的空气,这些气体保留在设备里,若这些不凝蒸汽一直存在,就会严重影响腔内真空度,会影响乏汽的持续顺利进入,降低产品性能,此时在真空冷凝器本体1上设置了喷射冷凝器2,喷射冷凝器2上面的蒸汽管路直接连接在真空冷凝器本体1的侧面腔体,装有喷射器17的喷射冷凝器2能够把真空冷凝器中的不凝蒸汽及空气抽出,这部分混合气体里面参杂少量蒸汽,通过喷射器蒸汽进口16进入,与管程海水冷介质的铜管换热管23进行了二次换热冷凝,产生的冷凝水由循环管路4再次回到真空冷凝器本体1中,而不凝蒸汽及空气则由喷射冷凝器泄放口15直接排出***外,为了保持循环管路中的运行方向,设置闸阀28和空气分离阀29,进一步把回流到冷凝水中微量空气排出,整个结构***完成了一个由蒸汽驱动的动态过程,利用蒸汽本身的性质,来制造真空,并保持真空,高效、安全、且节能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大型船用真空冷凝器,包括真空冷凝器本体(1),其特征在于:所述真空冷凝器本体(1)的一侧悬空设置有喷射冷凝器(2),所述喷射冷凝器(2)的底部对称安装有两组喷射冷凝器支撑座(3),两组所述喷射冷凝器支撑座(3)固定在真空冷凝器本体(1)的侧壁上,所述喷射冷凝器(2)的下方与真空冷凝器本体(1)之间连通有循环管路(4),所述喷射冷凝器(2)的上方与真空冷凝器本体(1)之间连通有混合气体蒸汽管路(5),所述真空冷凝器本体(1)的正下方还安装有液位控制***(6),所述真空冷凝器本体(1)的内部安装有热交换器(7),且所述热交换器(7)位于液位控制***(6)的正上方,所述真空冷凝器本体(1)两端对称安装有两组真空冷凝器管束(8),右侧的所述真空冷凝器管束(8)的左侧设置有真空冷凝器膨胀节(9),所述真空冷凝器膨胀节(9)安装于真空冷凝器本体(1)上,所述真空冷凝器本体(1)的左端设置有真空冷凝器海水进口(10)且右端设置有真空冷凝器海水出口(11),所述真空冷凝器本体(1)的上方连通有IGS管口(12),所述IGS管口(12)的左侧均匀设置有三组乏汽进口(13),三组所述乏汽进口(13)与真空冷凝器本体(1)相连通,所述喷射冷凝器(2)的左侧安装有喷射冷凝器膨胀节(14)且下方垂直设置有喷射冷凝器泄放口(15),所述喷射冷凝器(2)与混合气体蒸汽管路(5)的连接处开设有喷射冷凝器蒸汽进口(16),所述混合气体蒸汽管路(5)上安装有喷射器(17),所述液位控制***(6)包括水箱(18)和安装于水箱(18)左下角的冷凝水返回口(19)。
2.根据权利要求1所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述真空冷凝器本体(1)的底部对称安装有两组真空冷凝器支座(20)且左上角和右上角对称安装有两组板式吊耳(21)。
3.根据权利要求2所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述真空冷凝器本体(1)的上方两端对称安装有两组板式长吊耳(22)。
4.根据权利要求1所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述热交换器(7)位于三组乏汽进口(13)的正下方且由若干组平行设置的铜管换热管(23)组成,所述热交换器(7)内还设置有温度传感器(24),所述温度传感器(24)连接有控制器(25)。
5.根据权利要求3所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述循环管路(4)由放气铜管(26)构成,所述放气铜管(26)两端分别与真空冷凝器本体(1)、喷射冷凝器(2)相连接且连接处安装有连接法兰(27),所述放气铜管(26)上还安装有闸阀(28)和空气分离阀(29)。
6.根据权利要求5所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述水箱(18)的上方连通有冷凝水管(30),所述冷凝水管(30)的上端与真空冷凝器本体(1)相连通且上端开口位于热交换器(7)的正下方。
7.根据权利要求6所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述水箱(18)内部安装有液位传感器(31),所述液位传感器(31)与控制器(25)电性连接。
8.根据权利要求6所述的一种大型船用真空冷凝器,其特征在于:所述混合气体蒸汽管路(5)呈倒置的U型结构,所述混合气体蒸汽管路(5)的一端与喷射冷凝器(2)的上端相连通且另一端与真空冷凝器本体(1)的侧壁相连通。
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