一种用于蒸汽凝结余热回收的装置的制作方法

本技术属于节能装置，具体涉及一种用于蒸汽凝结余热回收的装置。

背景技术：

1、凝结是指高温气体物质由于温度降低而凝结成为非气体状态（通常是液体）的过程，高温气体的凝结是一个放热的过程。由此可知，凝结水就是水蒸气经过冷凝过程形成的液态水。工业、机械等加工生产中经常会利用到水的不同形态进行传热、导热。

2、一些锅炉烧水生产或加热设备中产生的高品位蒸汽经工艺系统利用后，形成了低品位的蒸汽，仍然携带大量的热量，这些蒸汽如果直接排放到空气中，不仅造成能量的浪费损失，而且水分以蒸汽形态排出，散热后液化成水流失空气中，导致供水源不断供水，进而导致冷却水供给成本增加。现有的蒸汽回收装置的结构较为单一，且蒸汽的回收利用率较低。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是现有的蒸汽回收装置的结构较为单一、且蒸汽的回收利用率较低的问题，为此，本实用新型提供一种可用于蒸汽凝结余热回收的装置。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、本实用新型提供一种用于蒸汽凝结余热回收的装置，所述装置包括：外壳、蒸汽冷凝管、冷却水输水管、导热板、冷凝液收集箱和循环管道，其中，蒸汽冷凝管外部设有外壳，蒸汽冷凝管的外壁与外壳的内壁之间存在间隙，蒸汽冷凝管内部形成换热腔室，蒸汽入口管道、蒸汽出口管道分别穿过外壳两端与蒸汽冷凝管内部连通，所述换热腔室内设置有沿蒸汽冷凝管轴向分布的冷却水输水管，冷却水入口管穿过外壳、蒸汽冷凝管的侧壁连接冷却水输水管一端，冷却水输水管出蒸汽冷凝管和外壳之后连接循环管道，冷却水输水管外壁上安装有一个或多个（例如1-10个，优选3-8个，例如5或6个）导热板，蒸汽冷凝管底部从两侧向中间倾斜向下缩窄形成开口与外壳的底部开设的冷凝液收集口连接，冷凝液收集口连接冷凝液收集箱，冷凝液收集箱的底部出口与循环管道连接。蒸汽入口管道通常与经工艺系统利用后的末端蒸汽管道（低品位蒸汽）连接。循环管道的出口端可与换热设备（凝结水余热利用设备）连接。导热板可以大大增加蒸汽散热接触面积，提高液化效率。螺旋形冷却水输水管可以增加与蒸汽的换热面积，提高液化效率。

4、本实用新型中，蒸汽是指饱和蒸汽或不饱和蒸汽。

5、冷却水输水管优选是弯曲形、波浪形（起伏型）、盘旋形的等。优选地，多个导热板间隔地安装于（优选均匀间布于，例如成排，从起伏型的冷却输水管的波峰到波谷）弯曲形、波浪形（起伏型）、盘旋形的冷却水输水管的外壁上，并各导热板沿冷却水输水管的整个长度分布（例如从第一个波峰延伸到最后一个波峰）。导热板优选由导热性能良好的材料制成，例如不锈钢、铜等。

6、优选地，蒸汽冷凝管底部为倒锥形或漏斗形。

7、例如，外壳为圆筒形或方形，长度600~2000mm，内径300~600mm（或长度宽度范围分别为600~2000mm和300~600m），壁厚为8~14mm；单排蒸汽冷凝管长度1.5~5m，内径32~65mm，壁厚为3.0~4.0mm，通常由金属材料例如不锈钢制成。

8、蒸汽入口管道1、蒸汽出口管道6内径一般为32~65mm，冷却水输水管4的内径一般为20~32mm。

9、进一步地，上述装置中，所述装置还包括压板组件，所述压板组件包括：压板、球头塞和弹性部件，压板设置（例如竖直设置）于导热板的端部与蒸汽冷凝管侧壁上的蒸汽出口管道开口之间（例如，竖直设置的压板与导热板的端部的距离为30-100mm，与蒸汽出口管道开口的距离为20-50mm），压板上安装（优选固定安装）有球头塞，球头塞的外部套接有弹性部件，所述弹性部件的一端与压板固定连接、另一端与蒸汽冷凝管的内侧壁固定连接，当压板受到蒸汽的压力时，压板压缩所述弹性部件使球头塞的头部伸入蒸汽出口内，进而减小蒸汽出口的开口，从而延长蒸汽在蒸汽冷凝管内的停留时间，最终提高蒸汽的液化效果。通常，压板的尺寸如直径大于蒸汽出口管道开口的尺寸。

10、进一步地，上述装置中，所述弹性部件为弹簧。弹簧的直径可以为60~100mm，长度可为30~80mm。

11、进一步地，上述装置中，球头塞的头部为球体，所述球体的直径大于、等于或稍小于蒸汽出口的内径；或者，球头塞的头部为弧面，所述弧面的内径大于蒸汽出口管道的内径。例如，蒸汽出口管道的内径为32~65mm，弧面的直径为48~89mm。

12、进一步地，上述装置中，蒸汽冷凝管的底部为漏斗形，便于冷凝液聚集回流。

13、进一步地，上述装置中，所述装置还包括过滤板、连接柱、挡板和浮球，过滤板活动连接（例如滑动连接）于所述冷凝液收集口的下部，蒸汽冷凝管的底部安装有挡板，所述冷凝液收集口的内部（优选内部的中心处）设置（例如竖直设置）有连接柱，连接柱的一端与过滤板固定连接、另一端与挡板固定连接，挡板的上方（优选上方的中部）设置（例如固定设置）有浮球。当蒸汽液化量较大时，浮球借助冷凝液的浮力带动挡板上移，打开冷凝液收集箱的开口，加快冷凝液的排出，冷凝液经循环管道回到反应设备中，实现蒸汽凝结余热回收利用的目的。过滤板用于对冷凝液过滤除杂。

14、进一步地，上述装置中，挡板为倒梯形，挡板的侧壁与水平面的夹角大于蒸汽冷凝管的底部的侧壁与水平面的夹角，使冷凝液沿着挡板的侧壁与蒸汽冷凝管的底部的侧壁二者之间的间隙流入到冷凝液收集箱中去。例如，挡板的侧壁与水平面的锐角夹角一般为4~7度，蒸汽冷凝管的底部的侧壁与水平面的锐角夹角一般为2.5~5度。

15、进一步地，上述装置中，所述装置还包括流量控制阀，流量控制阀设置于冷凝液收集箱的底部出口与循环管道之间，作为冷凝液收集箱的开关，用于控制冷凝液收集箱中的冷凝液流入循环管道的量。流量控制阀可以为调速类型。

16、进一步地，上述装置中，外壳可以采用碳钢材质。

17、进一步地，上述装置中，外壳是密封型的。

18、蒸汽冷凝管、冷却水输水管、导热板、冷凝液收集箱、循环管道、过滤板、连接柱、挡板可以采用不锈钢材质，浮球可以为空心钢球或其他轻质材料如塑料。

19、冷凝液收集箱一般为圆桶形，直径为50~100mm，高度为100~250mm。

20、导热板一般为长方形，长度可以为0.30~1.5m，宽度可以为0.2~0.4m。

21、浮球一般为球体，直径为25~57mm。

22、本实用新型用于蒸汽凝结余热回收的装置的换热过程和换热原理如下：生产工作设备（例如锅炉或蒸汽加热设备）产生的高品位蒸汽经工艺系统利用后，形成低品位蒸汽（例如，温度105~110℃，流速10~20m/s）通过蒸汽入口进入蒸汽冷凝管的内部即换热腔室，冷却水（例如，温度20~25℃，流速0.5~2m/s）通过冷却水入口进入冷却水输水管，蒸汽与冷却水进行换热，同时导热板增加了蒸汽的散热，提高了蒸汽的液化效率，换热后蒸汽冷凝为冷凝液（例如，温度30~40℃）滴落聚集在冷凝液收集口经过滤板过滤除杂后进入冷凝液收集箱中，然后冷凝液收集箱中的冷凝液通过循环管道回到换热装置中。当蒸汽流速较大、蒸汽密度较大时，冷凝管内蒸汽产生的压力作用在压板上，压板压缩弹簧，使得球头塞伸入蒸汽出口内，进而减小了蒸汽出口的开口的大小，从而延长了蒸汽停留在蒸汽冷凝管中的时间，减少了蒸汽排出流失的能量，提高了蒸汽液化量。当蒸汽液化量较大、换热产生的冷凝液较多时，浮球借助冷凝液的浮力带动挡板上移，使得挡板的侧壁与蒸汽冷凝管的底部的侧壁二者之间的间隙增大，加快冷凝液的排出。

23、本实用新型具有以下有益效果：

24、（1）本实用新型用于蒸汽凝结余热回收的装置，通过冷却水输水管中的冷却水与蒸汽进行换热，同时通过导热板对蒸汽进行散热，大大增加了蒸汽的换热散热接触面积，提高了蒸汽的凝结液化效率，蒸汽液化后的冷凝液滴落聚集在冷凝液收集口经过滤板过滤除杂后进入冷凝液收集箱中，然后冷凝液收集箱中的冷凝液通过循环管道回到换热装置中，实现了蒸汽凝结余热回收利用的目的；

25、（2）本实用新型用于蒸汽凝结余热回收的装置，当蒸汽流速较大、蒸汽密度较大时，蒸汽的压力作用在压板上，压板压缩弹簧，使球头塞伸入蒸汽出口内，进而减小了蒸汽出口的开口大小，延长了蒸汽停留在蒸汽冷凝管内的时间，减少了蒸汽排出流失的能量，提高了蒸汽液化量，实现了蒸汽凝结余热回收利用的目的；

26、（3）本实用新型用于蒸汽凝结余热回收的装置，当蒸汽液化量较大、换热产生的冷凝液较多时，浮球借助冷凝液的浮力带动挡板上移，使得挡板的侧壁与蒸汽冷凝管的底部的侧壁二者之间的间隙增大，加快冷凝液的排出，冷凝液经循环管道回到换热装置中，实现了蒸汽凝结余热回收利用的目的。