CN113865377A - 一种高效能蒸汽余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效能蒸汽余热回收利用装置，属于热交换装置技术领域。包括罐体组件、蒸汽回收主体总成、导流总成、泄压总成，整体以罐体组件为设置基础；蒸汽回收主体总成中的受热管设于主罐体内部，外部蒸汽通过蒸汽进管进入到主罐体内部，可带动位于底罐体的扰流扇的转动，使得蒸汽的分布更均匀；受热管的上方还设有导流总成，导流总成中的水力腔与受热管连接，外部水流可通过对水力扇叶的驱动导流扇叶的转动，可加速蒸汽对手热管的加热过程；主罐体侧壁上还连接有泄压总成，泄压总成的另一端与蒸汽回收主体总成中的稳流水箱连通，可将超量的蒸汽输送至稳流水箱中，既能高效的对蒸汽余热进行回收，又无需外接驱动，节能环保。

Description

一种高效能蒸汽余热回收利用装置

技术领域

本发明涉及热交换装置技术领域，特别涉及一种高效能蒸汽余热回收利用装置。

背景技术

锅炉通过排污扩容器排放的蒸汽是典型的蒸汽排放方式，一般是直接将蒸汽排放至大气中。近年来，如何实现蒸汽余热的高效回收，提高能源利用效率，开始受到行业内广泛关注。锅炉排污蒸汽充分利用以后，可以大大减少蒸汽排放量，对厂内环保治理起到良好作用。

传统的蒸汽余热回收装置多是将固定排列的冷水管接入到蒸汽罐体中，通过蒸汽对冷水进行加热，以达到蒸汽余热的回收利用，如现有技术(CN 210219724 U)公开的一种蒸汽余热回收利用装置，包括罐体，罐体的下部侧壁上设有废蒸汽管，罐体顶部设有排汽管，罐体底部设有排水管，罐体内设有冷凝水排，冷凝水排位于废蒸汽管的出汽口上方，冷凝水排由多根竖直排列的冷水管串联组成，冷水管的外壁上设有多个冷凝挡板，冷凝挡板由冷水管向外方向倾斜向下设置，冷凝水排的进水口连接有进水管，冷凝水排的出水口通过管道连通锅炉的进水口，废蒸汽通入罐体内与冷水管进行换热，对废蒸汽的热能进行回收利用，通过冷凝挡板能降低废蒸汽在通过冷凝水排区域时的速度，使废蒸汽与冷水管充分换热，在一定程度上提高蒸汽的回收利用率。

然而由于传统的蒸汽余热回收装置多是在罐体的顶部设有排汽管，进过与冷水管热交换后多余的蒸汽还是会通过排汽管排放到大气中，存在能源的浪费；另外由于其罐体内部的蒸汽多为自然的由下而上的方式对冷水管进行加热，由于缺少蒸汽引流装置，可能会导致冷水管的受热不均，从而影响最终的使用效果。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种高效能蒸汽余热回收利用装置，包括罐体组件、蒸汽回收主体总成和导流总成，所述蒸汽回收主体总成包括蒸汽进管、受热管、罐体进水管、凝结板、扰流扇、罐体出水管，所述导流总成包括水力腔、水力轴位、导流扇叶、水力扇叶、稳流水箱；

所述蒸汽回收主体总成中的受热管位于罐体组件的内部，所述罐体组件的底端连接有蒸汽进管，所述受热管的两端分别连接有罐体进水管与罐体出水管，所述罐体组件的内部上端设有凝结板，且所述凝结板位于受热管的上方，所述罐体组件的内部下端旋接有扰流扇，且所述扰流扇位于受热管的下方；

所述导流总成中水力轴位设于凝结板的中间位置，所述水力轴位中旋接有导流扇叶，所述导流扇叶的上轴端旋接在水力腔中，所述水力腔固定在凝结板的顶面，所述导流扇叶的上轴端顶部信号机固定有水力扇叶，所述水力腔的一端与罐体进水管连通，另一端与稳流水箱连通，所述稳流水箱与外部进水连通；

所述罐体组件与稳流水箱之间还连接有泄压总成。

所述罐体组件中的底罐体为上方开口的半球形结构，所述底罐体的上端固定有圆筒形结构的主罐体，所述主罐体的双端固定有上罐体，所述上罐体的上端固定有顶盖，所述底罐体的底端的外部还均匀固定有数组底座；

所述蒸汽回收主体总成中的蒸汽阀连接于蒸汽进管中，所述底罐体的上部两端分别开设有罐体进水管位与罐体出水管位，所述罐体进水管插接固定在罐体进水管位中，所述罐体出水管插接固定在罐体出水管位中，所述凝结板固定在上罐体的内壁上，所述凝结板与上罐体内壁之间均有开设有数组凝结过孔，所述凝结板中开设有回流口，所述主罐体侧壁上端与回流口对应的位置上开设有回流管位，所述蒸汽进管的侧端连接有回流位，所述回流口与回流位之间连接有回流管，且所述回流管插接固定在回流管位中；

所述底罐体内壁的下端以蒸汽进管为中心对称的固定有扰流底座，两组所述扰流底座上端共同固定有扰流底板，所述扰流扇旋转连接在扰流底板的上端中间位置；

所述导流总成中的水力腔的两端分别开设有水力腔出口与水力腔入口，所述水力腔出口与罐体进水管之间连接有进水接管，所述上罐体侧壁与进水接管对应的位置上开设有进水接管位，所述进水接管插接固定在进水接管位中，所述稳流水箱的主前壁下端开设有水箱出口，所述水箱出口与水力腔入口之间连接有水力腔接管，所述上罐体的侧壁与水力腔接管对应的位置上开设有水力腔接管位，所述水力腔接管插接固定在水力腔接管位中，所述水力腔的上端还固定安装有水力腔盖；

所述稳流水箱主侧壁的上端开设有水箱进口，所述水箱进口中插接固定有水箱进水管，所述稳流水箱的上端还固定安装有水箱盖；

所述泄压总成中的泄压座开设于主罐体外壁的上端，所述泄压座的顶端连接有泄压口，所述稳流水箱主后壁与泄压口对应的位置上开设有水箱泄压口，所述水箱泄压口与泄压口之间连接有泄压连管，所述泄压座的末端固定有弹压底座，所述泄压座中滑动连接有泄压阀座，所述泄压阀座的后端同轴固定有弹压杆，所述弹压杆滑动插接在弹压底座中，所述弹压杆上套接安装有压簧，所述压簧的一端卡接在泄压阀座的后面，另一端卡接在弹压底座的内面。

进一步地，所述上罐体为下大上小的圆锥形空腔结构。

进一步地，所述受热管主体为往复式螺旋结构，其管路截面为三角形结构，三角形结构的两个面都与蒸汽进管相对。

进一步地，所述凝结板为上大下小的倒锥形结构。

进一步地，所述回流管通向回流位的管路上连接有单向阀。

进一步地，所述主罐体的外筒壁上裹设有保温棉。

与传统的蒸汽余热回收利用装置相比，本发明提供的一种高效能蒸汽余热回收利用装置具有如下优点：

(1).本发明蒸汽回收主体总成中的受热管的主体为往复式螺旋结构，其管路截面为三角形结构，三角形结构的两个面都与蒸汽进管相对，可以增加单位面积内的受热量，更能高效的利用蒸汽余热，同时蒸汽进管上方中间位置设置有扰流扇，在蒸汽在自下而上运动的同时，可驱动扰流扇的转动，从而可以使蒸汽更均匀的分布在受热管的周围，使得受热管中水可以均匀快速的受热。

(2).本发明受热管的上方还设有导流总成，导流总成与受热管的罐体进水管连接，

在外部进水未进入到受热管之前，会先通过导流总成中的水箱进水管进入到稳流水箱中，排出进水中的气泡，再经过水力腔接管进入到水力腔中，水力腔的另一端与罐体进水管连通，通过水流带动水力腔中的水力扇叶的转动，可同轴的带动导流扇叶的转动，导流扇叶转动后可为蒸汽的向上运动提供一定的导流作用，更能加速受热管中过水的受热速度。

(3).本发明罐体组件中主罐体的侧壁上还设有泄压总成，且泄压总成与导流总成中的稳流水箱连接，在正常的蒸汽压力下，泄压阀座会在压簧弹力的作用下，向主罐体方向伸展，将泄压座与泄压口隔离，当主罐体中的蒸汽压力值大于设置的值时，蒸汽会通过泄压座的内孔对泄压阀座形成压力，压力值大于压簧弹力后，泄压阀座便会回缩，从而将泄压座与泄压口连通，过多的蒸汽会通过泄压连管进入到稳流水箱中，对稳流水箱中的水形成预先加热，在泄压保证装置正常运行的同时，还能使过多的蒸汽余热不形成浪费，在不增加外部驱动源的同时，能通过自身进水与蒸汽的压力协同的提高蒸汽余热的回收利用效能，节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种高效能蒸汽余热回收利用装置的整体结构示意图；

图2为本发明罐体组件的***结构示意图；

图3为本发明蒸汽回收主体总成的安装结构示意图；

图4为本发明蒸汽回收主体总成内部的结构示意图；

图5为本发明蒸汽回收主体总成中凝结过孔部分的结构示意图；

图6为本发明蒸汽回收主体总成中受热管部分的结构示意图；

图7为本发明蒸汽回收主体总成中受热管的截面示意图；

图8为本发明导流总成的安装结构示意图；

图9为本发明导流总成的管路连接的结构示意图；

图10为本发明泄压总成的结构示意图。

附图标记：1、罐体组件；2、蒸汽回收主体总成；3、导流总成；4、泄压总成；101、底罐体；102、主罐体；103、上罐体；104、顶盖；105、底座；201、蒸汽进管；202、蒸汽阀；203、受热管；204、罐体进水管位；205、罐体进水管；206、凝结板；207、回流口；208、回流管；209、回流管位；210、回流位；211、单向阀；212、扰流底座；213、扰流底板；214、扰流扇；215、罐体出水管位；216、罐体出水管；217、保温棉；218、凝结过孔；301、进水接管；302、进水接管位；303、水力腔；304、水力腔出口；305、水力轴位；306、导流扇叶；307、水力扇叶；308、水力腔入口；309、水力腔接管；310、水力腔接管位；311、水力腔盖；312、稳流水箱；313、水箱出口；314、水箱进口；315、水箱进水管；316、水箱盖；401、泄压座；402、泄压口；403、泄压连管；404、水箱泄压口；405、泄压阀座；406、弹压杆；407、弹压底座；408、压簧。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面参照附图对本发明提供的一种高效能蒸汽余热回收利用装置进行实例描述。

实施例一：

本发明实现对蒸汽余热的正常回收的实例如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，蒸汽余热回收利用装置整体通过罐体组件1中的底座105固定于操作平面，外部总进水通过导流总成3中的水箱进水管315与蒸汽余热回收利用装置连接，通过蒸汽回收主体总成2中的罐体出水管216与外部用水管路连接；

蒸汽回收主体总成2中的受热管203位于罐体组件1的内部，罐体组件1的底端连接有蒸汽进管201，蒸汽阀202连接于蒸汽进管201中，凝结板206与上罐体103内壁之间均有开设有数组凝结过孔218，凝结板206中开设有回流口207，蒸汽进管201的侧端连接有回流位210，回流口207与回流位210之间连接有回流管208，底罐体101内壁的下端以蒸汽进管201为中心对称的固定有扰流底座212，两组扰流底座212上端共同固定有扰流底板213，扰流扇214旋转连接在扰流底板213的上端中间位置；

导流总成3中水力轴位305设于凝结板206的中间位置，水力轴位305中旋接有导流扇叶306，导流扇叶306的上轴端旋接在水力腔303中，导流扇叶306的上轴端顶部信号机固定有水力扇叶307，水力腔303的一端与罐体进水管205连通，另一端与稳流水箱312连通，稳流水箱312与外部进水连通；

在外部冷水的水路与蒸汽回收主体总成2中的受热管203连接后，开启蒸汽回收主体总成2中的蒸汽阀202，蒸汽余热可经过蒸汽进管201进入到罐体组件1中底罐体101及主罐体102共同形成的腔体中，外部的待加热的水可通过罐体进水管205进入到受热管203中，蒸汽通过对受热管203外壁的热传导可以使得流入受热管203主体内部的水快速的受热，达到预设的使用温度后，经罐体出水管216流出；

同步的，通过在蒸汽进管201上方中间位置设置的扰流扇214，蒸汽在自下而上运动的同时，可驱动扰流扇214的转动，可以使蒸汽更均匀的分布于受热管203的周围，使得受热管203中的进水可以更快的受热；

向上的未充分使用的蒸汽会经过上罐体103的内壁与凝结过孔218凝结在凝结板206中，并经过回流口207与回流管208回流至蒸汽进管201内，进行重复的利用，可以在一定程度上提高蒸汽余热的回收率；

凝结板206的下端还设有导流扇叶306，在外部进水未进入到受热管203之前，会先通过导流总成3中的水箱进水管315进入到稳流水箱312中，排出气泡，再经过水力腔接管309进入到水力腔303中，水力腔303的另一端与罐体进水管205连通，通过水流带动水力腔303中的水力扇叶307的转动，可同轴的带动导流扇叶306的转动，为蒸汽的向上运动提供一定的导流作用，更能加速受热管203中水的受热过程；

作为具体的，受热管203主体为往复式螺旋结构，其管路截面为三角形结构，三角形结构的两个面都与蒸汽进管201相对，可以增加单位面积内的受热量，更能高效的利用蒸汽余热；

作为具体的，回流管208通向回流位210的管路上连接有单向阀211，使得经凝结板206收集的蒸汽凝结仅能单向的回流至蒸汽进管201内，蒸汽进管201内的蒸汽不会经过回流管208向凝结板206中的回流口207泄露扩散，保证蒸汽的利用率。

实施例二：

本发明实现对主罐体内部超量的蒸汽进行泄压的实例如图1、图2、图8、图9和图10所示，泄压总成4中的泄压座401开设于主罐体102外壁的上端，泄压座401的顶端连接有泄压口402，导流总成3中的稳流水箱312主后壁与泄压口402对应的位置上开设有水箱泄压口404，水箱泄压口404与泄压口402之间连接有泄压连管403，泄压座401的末端固定有弹压底座407，泄压座401中滑动连接有泄压阀座405，泄压阀座405的后端同轴固定有弹压杆406，弹压杆406滑动插接在弹压底座407中，弹压杆406上套接安装有压簧408，压簧408的一端卡接在泄压阀座405的后面，另一端卡接在弹压底座407的内面；

正常的蒸汽压力下，泄压阀座405会在压簧408弹力的作用下，向主罐体102方向伸展，将泄压座401与泄压口402隔离，当主罐体102中的蒸汽量大于设置的值时，蒸汽会通过泄压座401的内孔对泄压阀座405形成压力，压力值大于压簧408弹力后，泄压阀座405便会回缩，从而将泄压座401与泄压口402连通，过多的蒸汽会通过泄压连管403进入到稳流水箱312中，对稳流水箱312中的水形成预先加热，在泄压保证装置正常运行的同时，还能使过多的蒸汽余热不形成浪费。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种高效能蒸汽余热回收利用装置，包括罐体组件(1)，其特征在于：还包括蒸汽回收主体总成(2)、导流总成(3)；

所述蒸汽回收主体总成(2)包括蒸汽进管(201)、受热管(203)、罐体进水管(205)、凝结板(206)、扰流扇(214)、罐体出水管(216)，所述导流总成(3)包括水力腔(303)、水力轴位(305)、导流扇叶(306)、水力扇叶(307)、稳流水箱(312)；

所述蒸汽回收主体总成(2)中的受热管(203)位于罐体组件(1)的内部，所述罐体组件(1)的底端连接有蒸汽进管(201)，所述受热管(203)的两端分别连接有罐体进水管(205)与罐体出水管(216)，所述罐体组件(1)的内部上端设有凝结板(206)，且所述凝结板(206)位于受热管(203)的上方，所述罐体组件(1)的内部下端旋接有扰流扇(214)，且所述扰流扇(214)位于受热管(203)的下方；

所述导流总成(3)中水力轴位(305)设于凝结板(206)的中间位置，所述水力轴位(305)中旋接有导流扇叶(306)，所述导流扇叶(306)的上轴端旋接在水力腔(303)中，所述水力腔(303)固定在凝结板(206)的顶面，所述导流扇叶(306)的上轴端顶部信号机固定有水力扇叶(307)，所述水力腔(303)的一端与罐体进水管(205)连通，另一端与稳流水箱(312)连通，所述稳流水箱(312)与外部进水连通；

所述罐体组件(1)与稳流水箱(312)之间还连接有泄压总成(4)。

2.根据权利要求1所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述罐体组件(1)中的底罐体(101)为上方开口的半球形结构，所述底罐体(101)的上端固定有圆筒形结构的主罐体(102)，所述主罐体(102)的双端固定有上罐体(103)，所述上罐体(103)的上端固定有顶盖(104)，所述底罐体(101)的底端的外部还均匀固定有数组底座(105)，所述上罐体(103)为下大上小的圆锥形空腔结构。

3.根据权利要求1所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述蒸汽回收主体总成(2)中的蒸汽阀(202)连接于蒸汽进管(201)中，所述底罐体(101)的上部两端分别开设有罐体进水管位(204)与罐体出水管位(215)，所述罐体进水管(205)插接固定在罐体进水管位(204)中，所述罐体出水管(216)插接固定在罐体出水管位(215)中，所述凝结板(206)固定在上罐体(103)的内壁上，所述凝结板(206)与上罐体(103)内壁之间均有开设有数组凝结过孔(218)，所述凝结板(206)中开设有回流口(207)，所述主罐体(102)侧壁上端与回流口(207)对应的位置上开设有回流管位(209)，所述蒸汽进管(201)的侧端连接有回流位(210)，所述回流口(207)与回流位(210)之间连接有回流管(208)，且所述回流管(208)插接固定在回流管位(209)中，所述底罐体(101)内壁的下端以蒸汽进管(201)为中心对称的固定有扰流底座(212)，两组所述扰流底座(212)上端共同固定有扰流底板(213)，所述扰流扇(214)旋转连接在扰流底板(213)的上端中间位置。

4.根据权利要求3所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述回流管(208)通向回流位(210)的管路上连接有单向阀(211)。

5.根据权利要求3所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述主罐体(102)的外筒壁上裹设有保温棉(217)。

6.根据权利要求1所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述受热管(203)主体为往复式螺旋结构，其管路截面为三角形结构，三角形结构的两个面都与蒸汽进管(201)相对。

7.根据权利要求1所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述凝结板(206)为上大下小的倒锥形结构。

8.根据权利要求1所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述导流总成(3)中的水力腔(303)的两端分别开设有水力腔出口(304)与水力腔入口(308)，所述水力腔出口(304)与罐体进水管(205)之间连接有进水接管(301)，所述上罐体(103)侧壁与进水接管(301)对应的位置上开设有进水接管位(302)，所述进水接管(301)插接固定在进水接管位(302)中，所述稳流水箱(312)的主前壁下端开设有水箱出口(313)，所述水箱出口(313)与水力腔入口(308)之间连接有水力腔接管(309)，所述上罐体(103)的侧壁与水力腔接管(309)对应的位置上开设有水力腔接管位(310)，所述水力腔接管(309)插接固定在水力腔接管位(310)中，所述水力腔(303)的上端还固定安装有水力腔盖(311)，所述稳流水箱(312)主侧壁的上端开设有水箱进口(314)，所述水箱进口(314)中插接固定有水箱进水管(315)，所述稳流水箱(312)的上端还固定安装有水箱盖(316)。

9.根据权利要求1所述的一种高效能蒸汽余热回收利用装置，其特征在于：所述泄压总成(4)中的泄压座(401)开设于主罐体(102)外壁的上端，所述泄压座(401)的顶端连接有泄压口(402)，所述稳流水箱(312)主后壁与泄压口(402)对应的位置上开设有水箱泄压口(404)，所述水箱泄压口(404)与泄压口(402)之间连接有泄压连管(403)，所述泄压座(401)的末端固定有弹压底座(407)，所述泄压座(401)中滑动连接有泄压阀座(405)，所述泄压阀座(405)的后端同轴固定有弹压杆(406)，所述弹压杆(406)滑动插接在弹压底座(407)中，所述弹压杆(406)上套接安装有压簧(408)，所述压簧(408)的一端卡接在泄压阀座(405)的后面，另一端卡接在弹压底座(407)的内面。

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