蒸汽发生器的制作方法

本技术涉及蒸汽制备，尤其涉及一种蒸汽发生器。

背景技术：

1、蒸汽发生器是现代工业生产中的重要设备之一，在各个领域有广泛应用。在蒸汽使用量大、节能要求高的使用场景中，往往也会利用工业生产系统运行过程中产生的高温尾气对蒸汽发生器使用的液态水进行预热以及对蒸汽发生器产生的水蒸汽进行进一步加热，以实现节能的目的。例如在电解水制氢(soec)中，蒸汽发生器是soec系统中的核心零部件之一，现有soec系统的蒸汽发生器多采用电加热装置产生蒸汽，并在蒸汽发生器前后串联换热器对液态水进行预热以及对水蒸汽进行进一步加热。然而这种在蒸汽发生器前后串联换热器的设置方式，会导致系统体积庞大，结构复杂。

2、因此，亟需一种蒸汽发生器，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种蒸汽发生器，保证蒸汽发生器平稳运行。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、蒸汽发生器，包括：

4、壳体，其内设置有蒸汽发生腔和蒸汽供应腔，所述蒸汽发生腔设置于所述蒸汽供应腔下方，所述壳体底部设置有连通至所述蒸汽发生腔的第一进水口，顶部设置有连通至所述蒸汽供应腔的蒸汽出气口；

5、电加热装置，其设置于所述蒸汽发生腔底部；

6、换热芯体，其设置于所述蒸汽发生腔内，且位于所述电加热装置上方，所述换热芯体上设置有多个换热流道和多个加热流道，所述换热流道连通所述换热芯体顶端与底端，所述换热芯体一侧设置有气体入口，另一侧设置有气体出口，所述加热流道连通所述气体入口和所述气体出口，所述气体入口用于向所述加热流道供应高温尾气，沿与所述壳体的高度方向垂直的第一方向，所述换热流道与所述加热流道交替设置，所述换热流道与所述壳体的高度方向呈夹角设置；

7、布液器，其设置于所述蒸汽发生腔顶部，所述布液器用于向所述换热流道布撒液态水。

8、作为优选，所述换热流道包括第一流道和第二流道，沿所述壳体的高度方向，所述第一流道与所述第二流道交替设置，所述第一流道和所述第二流道均与所述壳体的高度方向呈夹角设置，且所述第一流道与所述第二流道呈夹角设置。

9、作为优选，所述布液器设置有多个布液口组，多个所述布液口组沿所述第一方向间隔设置，所述布液口组包括多个沿第二方向间隔设置的布液口，所述第一方向以及所述壳体的高度方向均与所述第二方向垂直。

10、作为优选，还包括蒸汽阻挡板，所述蒸汽阻挡板设置于所述壳体内，所述蒸汽阻挡板为多孔介质，所述蒸汽发生腔经所述蒸汽阻挡板与所述蒸汽供应腔连通。

11、作为优选，还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述壳体上，用于监测所述蒸汽供应腔内的蒸汽温度。

12、作为优选，还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述第一进水口。

13、作为优选，还包括气液分离器，所述壳体底部设置有连通至所述蒸汽发生腔的第二进水口，所述气液分离器的进气口与所述蒸汽出气口连通，所述气液分离器的出水口与所述第二进水口连通。

14、作为优选，还包括引射器，所述引射器设置于所述气液分离器的出气口处，所述引射器的引射口与待循环气体的排气口连通。

15、作为优选，还包括第二阀门，所述第二阀门设置于所述引射口。

16、作为优选，还包括液位传感器，所述液位传感器设置于所述壳体上，用于监测所述蒸汽发生腔内的液态水液位。

17、本实用新型的有益效果：

18、本实用新型提供的蒸汽发生器，在工业生产系统处于启动工况时，蒸汽发生器使用电加热装置加热蒸汽发生腔内的液态水产生水蒸汽，水蒸汽经过换热流道进入蒸汽供应腔，并经蒸汽出气口排出，为工业生产系统供应水蒸汽。在工业生产系统进入稳定工况后，工业生产系统运行过程中产生的高温尾气经气体入口进入各个加热流道，布液器向换热流道布撒液态水，由于换热流道与壳体的高度方向成夹角设置，因此布液器布撒的液态水会落于换热流道的侧壁上，并沿换热流道的侧壁下流。液态水下流过程中通过换热流道的侧壁与相邻的加热流道中的高温尾气换热，从而在下流过程中逐渐蒸发。蒸发产生的水蒸汽沿着散热流道上升进入蒸汽供应腔，在水蒸汽上升过程中继续通过换热流道的侧壁与加热流道内的高温尾气换热，从而进一步提高水蒸汽的温度，而换热流道侧壁上未完全蒸发的液态水下流进入蒸汽发生腔底部，进入蒸汽发生腔底部的未完全蒸发的液态水已经过换热芯体的预热，便于电加热装置进一步加热蒸发。在工业生产系统处于稳定工况时，根据水蒸汽需求量，可以选择关闭电加热装置，只通过换热芯体的加热作用为工业生产系统提供水蒸汽，也选择可以打开电加热装置，通过电加热装置的加热以及换热芯体的换热共同为工业生产系统提供水蒸汽。本实用新型的蒸汽发生器，将现有技术中的电加热蒸汽发生器、电加热蒸汽发生器前后串联的换热器整合为一体，提高了工业生产系统的集成度，减小了工业生产系统的体积，简化了工业生产系统的结构。并且，在工业生产系统处于启动工况时，蒸汽发生腔底部的液态水处于沸腾状态，相变区压力波动较大，产生的过热水蒸汽通过换热流道上升进入蒸汽供应腔，该上升过程中水蒸汽的压力波动能够在一定程度上被抑制，使水蒸汽供应更加平稳。

技术特征：

1.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，所述换热流道(300)包括第一流道(301)和第二流道(302)，沿所述壳体(11)的高度方向，所述第一流道(301)与所述第二流道(302)交替设置，所述第一流道(301)和所述第二流道(302)均与所述壳体(11)的高度方向呈夹角设置，且所述第一流道(301)与所述第二流道(302)呈夹角设置。

3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述布液器(14)设置有多个布液口组，多个所述布液口组沿所述第一方向间隔设置，所述布液口组包括多个沿第二方向间隔设置的布液口，所述第一方向以及所述壳体(11)的高度方向均与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括蒸汽阻挡板(15)，所述蒸汽阻挡板(15)设置于所述壳体(11)内，所述蒸汽阻挡板(15)为多孔介质，所述蒸汽发生腔(100)经所述蒸汽阻挡板(15)与所述蒸汽供应腔(200)连通。

5.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括温度传感器(16)，所述温度传感器(16)设置于所述壳体(11)上，用于监测所述蒸汽供应腔(200)内的蒸汽温度。

6.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括第一阀门(17)，所述第一阀门(17)设置于所述第一进水口。

7.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括气液分离器(18)，所述壳体(11)底部设置有连通至所述蒸汽发生腔(100)的第二进水口，所述气液分离器(18)的进气口与所述蒸汽出气口连通，所述气液分离器(18)的出水口与所述第二进水口连通。

8.根据权利要求7所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括引射器(19)，所述引射器(19)设置于所述气液分离器(18)的出气口处，所述引射器(19)的引射口与待循环气体的排气口连通。

9.根据权利要求8所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括第二阀门(20)，所述第二阀门(20)设置于所述引射口。

10.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括液位传感器(21)，所述液位传感器(21)设置于所述壳体(11)上，用于监测所述蒸汽发生腔(100)内的液态水液位。

技术总结本技术属于蒸汽制备技术领域，公开了一种蒸汽发生器，蒸汽发生器包括壳体、电加热装置、换热芯体和布液器。壳体内设置有蒸汽发生腔和蒸汽供应腔，壳体底部设置有连通至蒸汽发生腔的第一进水口，顶部设置有连通至蒸汽供应腔的蒸汽出气口。电加热装置设置于蒸汽发生腔底部。换热芯体设置于蒸汽发生腔内，且位于电加热装置上方，换热芯体上设置有多个换热流道和多个加热流道，换热流道连通换热芯体顶端与底端，换热芯体一侧设置有气体入口，另一侧设置有气体出口，加热流道连通气体入口和气体出口，沿与壳体的高度方向垂直的第一方向，换热流道与加热流道交替设置，换热流道与壳体的高度方向呈夹角设置。布液器设置于蒸汽发生腔顶部。技术研发人员：李智,沈雪松,李亮,王晓阳,王珊受保护的技术使用者：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司技术研发日：20230426技术公布日：2024/1/14