蒸汽发生器及蒸汽发生系统的制作方法

本申请涉及蒸汽制备，尤其涉及一种蒸汽发生器及蒸汽发生系统。

背景技术：

1、目前，在工业领域，对于高温蒸汽的需求量与日俱增。在以往的系统设计中，常采用蒸汽锅炉制备蒸汽，但随着小型锅炉的逐渐禁用，在很多场所被迫使用电锅炉以此替代。众所周知，电锅炉能源利用率较低，因此开发一款高效稳定的蒸汽产生系统显得尤为重要，而高温热泵技术具有广阔的应用前景。

2、作为高温热泵系统核心部件之一的蒸汽发生器，其性能的好坏在一定程度上决定了机组的优劣。高温热泵系统中蒸汽发生器常采用满液式蒸发器，其通过换热管内的高温冷媒加热壳程水以此直接产生高温蒸汽从壳体顶部出气口排出，同时低温补充水从壳体底部进口进入壳程以此补充不断被蒸发的高温水。但由于现有换热器结构限制使得补水和高温冷媒无法充分换热，换热效率不高，且补水进入壳程内和壳程内的高温水存在较大的温差，产生较大的热应力影响蒸汽发生器的安全运行。

3、因此，如何提高蒸汽发生器的换热效率成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种蒸汽发生器及蒸汽发生系统，该蒸汽发生器能够显著提升换热效率和蒸汽制备效率。

2、第一方面，本申请提供一种蒸汽发生器，包括：

3、壳体，设有冷媒进口、冷媒出口以及蒸汽出口；

4、预热单元，所述预热单元包括热交换连接的第一换热管和补水管件，所述第一换热管连接于所述冷媒进口和所述冷媒出口之间，所述补水管件的进水口延伸至所述壳体外，所述补水管件的出水口位于所述壳体内并向所述壳体内补水；

5、第二换热管，连接于所述冷媒进口和所述冷媒出口之间，所述第二换热管的内部用于通入高温冷媒和所述壳体内的储水换热。

6、在一些实施例中，所述预热单元设于所述壳体内且位于所述蒸汽出口的内侧。

7、在一些实施例中，所述补水管件包括中间腔室和对称设于所述中间腔室两侧的换热腔室，所述换热腔室和所述中间腔室连通，所述进水口连接所述中间腔室，所述出水口连接换热腔室。

8、在一些实施例中，所述进水口设于所述预热单元的第一端，所述出水口设于所述预热单元的第二端；所述中间腔室和所述换热腔室之间的隔板设有过水孔。

9、在一些实施例中，所述过水孔靠近所述进水口一端设置。

10、在一些实施例中，所述壳体的两端设有封头，所述冷媒进口和所述冷媒出口分设于所述壳体两端的所述封头；所述封头和所述壳体之间设有管板，所述第二换热管和所述第一换热管均通过所述管板固定。

11、在一些实施例中，所述第一换热管设有用于调节通入所述第一换热管内冷媒流量的第一流量调节阀，和/或，所述出水口处设有用于检测补水温度的第一温度传感器。

12、在一些实施例中，所述第二换热管设有用于调节通入所述第二换热管内冷媒流量的第二流量调节阀，和/或，所述壳体内设有液位传感器。

13、在一些实施例中，所述补水管件的内壁设有隔热层。

14、在一些实施例中，所述壳体的底部设有排污口。

15、第二方面，本申请提供一种蒸汽发生系统，应用上述任一项提供的蒸汽发生器。

16、在一些实施例中，还包括压缩机、蒸发器和节流元件，所述压缩机、所述蒸汽发生器、所述节流元件和所述蒸发器依次串接形成冷媒循环回路。

17、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：壳体的冷媒进口用来通入高温冷媒，高温冷媒分别流向第二换热管和第一换热管，最后从冷媒出口流出；通过设置预热单元，向第一换热管内通入高温冷媒和补水管件内的补水进行换热，只需利用少量的高温冷媒即可和补水进行大温差换热，将补水加热到较高温度，显著提高换热效率。

18、加热后的补水通过出水口送入壳体内，降低补水和壳体内储水的温差，显著降低壳程也即壳体处的热应力，提升蒸汽发生器运行的安全性；通入第二换热管的高温冷媒与壳体内的储水进行换热，将储水蒸发产生大量蒸汽并从壳体顶部的蒸汽出口输出。由于补水温度较高，使得壳体内的储水在被第二换热管加热时能够快速蒸发产生大量蒸汽。

19、上述蒸汽发生器通过预热单元利用少量高温冷媒和补水进行大温差换热，显著提升了换热效率，降低补水和壳体内储水的温差，从而降低壳程的热应力；借助第二换热管内的高温冷媒对壳体内的储水进行加热能够快速大量制备蒸汽，提升蒸汽制备效率。

技术特征：

1.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述预热单元设于所述壳体内且位于所述蒸汽出口的内侧。

3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述补水管件包括中间腔室和对称设于所述中间腔室两侧的换热腔室，所述第一换热管穿设于所述换热腔室，所述换热腔室和所述中间腔室连通，所述进水口连接所述中间腔室，所述出水口连接换热腔室。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述进水口设于所述预热单元的第一端，所述出水口设于所述预热单元的第二端；所述中间腔室和所述换热腔室之间的隔板设有过水孔。

5.根据权利要求4所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述过水孔靠近所述进水口一端设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述壳体的两端设有封头，所述冷媒进口和所述冷媒出口分设于所述壳体两端的所述封头；所述封头和所述壳体之间设有管板，所述第二换热管和所述第一换热管均通过所述管板固定。

7.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述第一换热管设有用于调节通入所述第一换热管内冷媒流量的第一流量调节阀，和/或，所述出水口处设有用于检测补水温度的第一温度传感器。

8.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述第二换热管设有用于调节通入所述第二换热管内冷媒流量的第二流量调节阀，和/或，所述壳体内设有液位传感器。

9.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述补水管件的内壁设有隔热层。

10.一种蒸汽发生系统，其特征在于，应用权利要求1-9任一项所述的蒸汽发生器。

11.根据权利要求10所述的蒸汽发生系统，其特征在于，还包括压缩机、蒸发器和节流元件，所述压缩机、所述蒸汽发生器、所述节流元件和所述蒸发器依次串接形成冷媒循环回路。

技术总结本申请涉及蒸汽制备技术领域，特别涉及一种蒸汽发生器及蒸汽发生系统。蒸汽发生器包括壳体、第二换热管和预热单元；壳体设有冷媒进口、冷媒出口及蒸汽出口；第二换热管连接在冷媒进口和冷媒出口之间，第二换热管的内部用来通入高温冷媒和壳体内的储水进行换热；预热单元设置在壳体内的顶部，预热单元包括热交换连接的第一换热管和补水管件，第一换热管连接在冷媒进口和冷媒出口之间，第一换热管用来通入高温冷媒和补水管件内的补水进行换热，补水管件的进水口延伸至壳体外，补水管件的出水口位于壳体内并能够壳体内补水。本申请所提供的蒸汽发生器显著提升了换热效率，进而提升了蒸汽制备效率。技术研发人员：郑威,卢杏斌,王小勇,王宗信受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11