蒸汽冷凝水管降温装置的制作方法

1.本实用新型涉及蒸汽冷凝水收集领域，具体涉及一种蒸汽冷凝水管降温装置。


背景技术：

2.目前在化工、制药等领域中，蒸汽在生产中发挥了非常重要的作用，而在蒸汽的使用过程中会产生大量冷凝水，为保障正常生产需要，需将冷凝水排出设备，一般冷凝水通过蒸汽冷凝水收集管网排出设备。
3.由于设备中的蒸汽处于一密封的空间内，其内部气压较高，故此时产生的冷凝水的温度往往高于大气压下水的沸点温度。而现有技术中的厂房内蒸汽冷凝水收集管网通常是由多根管径远远大于蒸汽输送管道、生产工艺管道的管网并联而成的，这就导致当设备中的冷凝水进入冷凝水收集管道后，由于蒸汽冷凝水收集管道的管径比冷凝水生成时所处的管道管径大，蒸汽冷凝水收集管道内部的压力比冷凝水生成时所处的管道内部的压力低，这就导致冷凝水进入蒸汽冷凝水收集管道后会产生二次蒸汽，部分冷凝水会重新蒸发，从而使蒸汽冷凝水收集管道内部压力升高。而蒸汽冷凝水收集管道内部高压力，会使蒸汽用量小，产生冷凝水量小的蒸汽用点(即蒸汽冷凝水排放点，蒸汽的使用点包含冷凝水排放口)在排放冷凝水时受到背压的影响，会致使疏水器排水量降低，从而影响换热效率。
4.同时，由于现有技术中的蒸汽冷凝水收集管道采用对焊接质量要求较低的碳钢材质构成，故在高温环境下长时间使用后管道内部有很多焊渣、铁锈脱落，这不仅使得管路本身使用寿命较短，且当蒸汽冷凝水收集管道背压过大时，二次蒸汽还会带着焊渣、铁锈脱落物反向进入疏水器内部，导致疏水器不能正常工作，影响正常生产。
5.故现急需一种可解决当前问题，减少或避免进入蒸汽冷凝水收集管道的冷凝水二次汽化，从而保障蒸汽系统正常工作的装置。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是克服了上述现有技术的至少一个缺点，提供了一种结构简单、性能良好、使用方便、能有效减少或避免进入蒸汽冷凝水收集管道的冷凝水二次汽化的蒸汽冷凝水管降温装置。
7.为了实现上述目的，本实用新型的蒸汽冷凝水管降温装置具有如下构成：
8.该蒸汽冷凝水管降温装置，其主要特征是，包括套设于蒸汽冷凝水收集管外侧的降温套管，所述降温套管与所述蒸汽冷凝水收集管之间形成供降温流体通过的夹层，所述夹层内设有至少一个折流档板。
9.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述降温套管上设有降温流体入口和降温流体出口，所述降温流体入口设于所述降温套管的管壁底端，所述降温流体出口设于所述降温套管的管壁顶端。
10.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述降温流体入口与所述蒸汽冷凝水收集管中的蒸汽冷凝水出口相邻，所述降温流体出口与所述蒸汽冷凝水收集管中的蒸汽冷凝水
入口相邻；
11.各所述折流档板位于所述降温流体入口和所述降温流体出口之间。
12.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述降温流体入口和所述降温流体出口分别设有可控阀门组件。
13.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述蒸汽冷凝水管降温装置还包括控制组件，所述控制组件与所述可控阀门组件相连接。
14.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述折流档板呈半圆环形，且所述折流档板从所述蒸汽冷凝水收集管的下侧延伸至所述蒸汽冷凝水收集管的上边缘，所述折流档板中的弧形的边朝向所述降温套管的管壁底端，并且所述折流档板中的弧形的边与所述降温套管之间间隔预设间隙。
15.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述折流档板上分布有数个小孔。
16.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述蒸汽冷凝水收集管和所述降温套管均采用304不锈钢材料制成。
17.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述降温套管的两端分别与所述蒸汽冷凝水收集管中的蒸汽冷凝水入口和蒸汽冷凝水出口密封连接；
18.所述蒸汽冷凝水收集管中的蒸汽冷凝水入口和蒸汽冷凝水出口分别设有对应的卫生型卡盘组件或法兰组件。
19.上述的蒸汽冷凝水管降温装置，其中，所述降温套管包括复数段降温套管段，各所述降温套管段之间通过连接件可拆卸地密封连接。
20.本实用新型的蒸汽冷凝水管降温装置具有如下有益效果：
21.通过在蒸汽冷凝水收集管外侧套设降温套管，并在降温套管与所述蒸汽冷凝水收集管之间形成的供降温流体通过的夹层内设置折流档板，实现对蒸汽冷凝水收集管内的冷凝水进行降温，从而避免蒸汽冷凝水收集管内的冷凝水形成二次蒸汽，减少背压的影响，避免疏水器排水量降低及回流问题，进而保障蒸汽设备换热效率及正常工作。
附图说明
22.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
23.图1为一实施例中本实用新型的蒸汽冷凝水管降温装置的结构示意图。
24.附图标记
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蒸汽冷凝水入口
[0026]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
蒸汽冷凝水出口
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降温流体入口
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降温流体出口
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降温套管
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蒸汽冷凝水收集管
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折流档板
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卡盘连接件
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降温套管与蒸汽冷凝水收集管的连接点
具体实施方式
[0034]
为了使实用新型实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本实用新型。但本实用新型不仅限于以下实施的案例。
[0035]
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0036]
如图1所示(该图是为了体现各个部件之间的连接关系，故将其绘制为透视状，实际应用时，并不能从蒸汽冷凝水管降温装置的外侧观察到蒸汽冷凝水收集管6内部的结构)，在该实施例中蒸汽冷凝水管降温装置包括套设于蒸汽冷凝水收集管6外侧的降温套管5，所述降温套管5与所述蒸汽冷凝水收集管6之间形成供降温流体通过的夹层，所述夹层内设有二个折流档板7。其中，降温流体可由冷媒构成。
[0037]
通过在夹层中设置折流档板7，使得降温流体流动时可在夹层内形成湍流效果，令降温流体与蒸汽冷凝水收集管6的外表面充分接触，令冷媒(即降温流体)能够在装置内达到接触面积、停留时间最大化(即充分使冷媒在装置的夹层内增加了与蒸汽冷凝水收集管6的接触面积和在装置的夹层内的停留时间)，增加降温效率，有效提升了换热效率。
[0038]
在该实施例中，所述降温套管5上设有降温流体入口3和降温流体出口4，所述降温流体入口3设于所述降温套管5的管壁底端，所述降温流体出口4设于所述降温套管5的管壁顶端。其中，所述降温流体入口3与所述蒸汽冷凝水收集管6中的蒸汽冷凝水出口2相邻，所述降温流体出口4与所述蒸汽冷凝水收集管6中的蒸汽冷凝水入口7相邻，通过该结构设计可使得降温流体的流动方向与蒸汽冷凝水流动方向相反，通过这种逆流设计可进一步地提高装置的换热效率。
[0039]
二个所述折流档板7位于所述降温流体入口3和所述降温流体出口4之间。
[0040]
在该实施例中，所述降温套管5包括三段降温套管段，各所述降温套管段之间通过连接件可拆卸地密封连接，该实施例中的连接件可由卡盘连接件8或卫生级卡箍构成(在其它实施例中也可采用其它方式对各段降温套管段进行连接，且降温套管段的具体数量也可根据具体需要进行设置)。这种由多降温套管段构成的降温套管5可使得折流档板7的安装更为方便。该实施例中的二个折流档板7可分别安装于各降温套管段的连接节点处，固定在各连接件的一侧，有效降低加工难度。且由于该降温套管5采用多段连接的方式连接设计，并且各降温套管段可由卡盘连接件8或卫生级卡箍等便于拆卸的结构实施连接，这种结构可便于定期将装置打开，对内部进行清洁，以保证换热效率。
[0041]
在优选的实施例中，为方便折流挡板的安装，降温套管5采用卡盘连接(采用卡盘作为连接方式重量比法兰要轻很多，方便运输、安装)，折流挡板可在外壳卡盘附近完成焊接固定工序。
[0042]
本装置中的降温流体出入口、蒸汽冷凝水进出口均可采用可拆卸连接结构进行连接，如可采用卫生级卡盘连接方式进行连接。这种设计结构可便于灵活拆卸，方便将本装置用于其他位置，大大提升了本装置利用率，降低使用方的采购数量和投资成本。
[0043]
该实施例中通过在所述降温流体入口3和所述降温流体出口4之间设置折流档板
7，故可使得冷媒在夹层内部能有序流动，避免在局部形成“死水域”。
[0044]
该实施例中将降温流体入口3设于所述降温套管5的管壁底端，而将降温流体出口4设于所述降温套管5的管壁顶端，从而使得降温流体可以下进上出的形式进出降温套管5与所述蒸汽冷凝水收集管6之间形成的夹层，从而保障降温流体在夹层内与蒸汽冷凝水收集管6充分接触。
[0045]
在该实施例中，所述降温流体入口3和所述降温流体出口4分别设有可控阀门组件。应用时可通过控制可控阀门组件控制降温流体流入或流出蒸汽冷凝水收集管6和降温套管5之间的夹层。
[0046]
上述实施例中的可控阀门组件可由手动控制阀或气动控制阀等可控阀门构成，当采用手动控制阀构成可控阀门组件时，用户可直接人工控制该手动控制阀的通断。而当采用气动控制阀或其它自动控制阀构成可控阀门组件时，所述蒸汽冷凝水管降温装置还包括控制组件，所述控制组件与由气动控制阀或其它自动控制阀构成可控阀门组件相连接。其中，控制组件可由plc控制组件或其他控制组件构成。
[0047]
在该实施例中，所述折流档板7呈半圆环形，且所述折流档板从所述蒸汽冷凝水收集管的下侧延伸至所述蒸汽冷凝水收集管的上边缘，所述折流档板7中的弧形的边朝向所述降温套管5的管壁底端，并且所述折流档板7中的弧形的边与所述降温套管5之间间隔预设间隙，该间隙大约在2至4mm之间，优选的，该间隙在3mm左右。
[0048]
即如图1所示，折流档板7设置在夹层的下半部分，冷媒从降温套管5的底部进入夹层内后会在折流档板7的阻挡下迅速上升与快流出装置的冷凝水充分接触，确保了温度梯度，保证了换热效率。
[0049]
在该实施例中，所述折流档板7上分布有数个小孔。
[0050]
如果折流档板7选用一块完整的半圆形钢板制作，那么进入夹层内两个折流挡板之间的冷媒势必成为“死水”，而这部分“死水”参与降温时，会使得降温的能力变差，影响降温效率。所以本实施例中在折流挡板上开一些小孔，可以在有效的使“死水”流动起来的同时，还能够保证夹层下半部分区域的冷媒形成紊流，提高降温效率。
[0051]
同时折流挡板的圆面并非与套管内部完全契合，而是与套管内壁保持一个3mm左右的缝隙，该结构设计也可以促进“死水”的流动。
[0052]
折流挡板的宽度要求达到蒸汽冷凝水收集管6顶部，即折流档板7从蒸汽冷凝水收集管6的下方延伸至蒸汽冷凝水收集管6的顶部，以使得冷媒折流向上流动时能够与蒸汽冷凝水收集管6完全接触。
[0053]
在该实施例中，所述蒸汽冷凝水收集管6和所述降温套管5均采用304不锈钢材料制成。304不锈钢材料可适用于多种冷媒介质(即降温流体)，抗腐蚀能力强，从而有效避免或减少所述蒸汽冷凝水收集管6和所述降温套管5产生焊渣和铁锈脱落的问题，进而提高蒸汽冷凝水管降温装置的使用寿命。
[0054]
在该实施例中，所述降温套管5的两端分别与所述蒸汽冷凝水收集管6中的蒸汽冷凝水入口7和蒸汽冷凝水出口2密封连接；其中，降温套管与蒸汽冷凝水收集管的连接点9可采用焊接的方式固定连接使得二者之间的夹层密封。
[0055]
优选地，降温套管5与蒸汽冷凝水收集管6之间的固定可采用采用氩气保护焊接，进而避免生锈。
[0056]
所述蒸汽冷凝水收集管6中的蒸汽冷凝水入口7和蒸汽冷凝水出口2分别设有对应的卫生型卡盘组件或法兰组件。通过该结构设计可使得该蒸汽冷凝水管降温装置可适用于与各种设备、厂房冷凝水排放管道的对接。
[0057]
具体实施时，蒸汽冷凝水收集管6中的蒸汽冷凝水入口7和蒸汽冷凝水出口2还可设置其他连接件，使得该蒸汽冷凝水管降温装置可与系统或设备中的其他装置进行连接，对接口连接方式灵活多样，可适用于各种连接方式。
[0058]
其中，蒸汽冷凝水收集管6和降温套管5之间的比例可根据蒸汽冷凝水管降温装置所处的系统、设备中蒸汽冷凝水收集管6的规格大小定制。下面结合具体数值给出一个具体的蒸汽冷凝水管降温装置的规格选型实施例进行说明：
[0059]
为了避免蒸汽冷凝水在蒸汽冷凝水收集管6中发生二次汽化现象，蒸汽冷凝水收集管6中的冷凝水需要被降温至99℃(即低于一个标准大气压下水的沸点温度)。
[0060]
该实施例中，以蒸汽冷凝水收集管6管径为2英寸，蒸汽冷凝水收集管6中的冷凝水的流量为425l/h，需将蒸汽冷凝水收集管6中冷凝水的温度从125℃降至99℃，冷媒以冷却水，且进水温度在32℃左右，冷却水流速按1.8m/s为例，计算套管式降温装置的长度(其中，冷凝水的流量数值是按照一个房间只有一个2英寸的蒸汽供给管路，且蒸汽全部转换为冷凝水设计的；即当蒸汽在流速为25m/s、压力为3bar时，在2英寸的蒸汽冷凝水收集管6内流量为425kg/h。且由于通常sip温度控制在128℃左右，其中，sip是指sanitize in place，即原位消毒系统，spirax sarco公司的型号为btm7的热静力疏水器排冷凝水温度比当前饱和蒸汽压下的温度要低3℃左右，故此处的冷却水的原始温度选为125℃。)。其计算结果可参阅下表1所示：
[0061]
[0062][0063]
表1
[0064]
根据上表可知，若选用上述规格的蒸汽冷凝水收集管6和降温套管5，那么该蒸汽冷凝水管降温装置的长度为1m，降温套管5的管径为3英寸时，其可适用于大部分工况。
[0065]
其中，应用时降温套管5的管径经过计算后应比蒸汽冷凝水收集管6至少大两个规格。但由于应用时，冷媒用量及供给管路管径均需要根据实际情况进行计算，故实际应用时，本领域技术人员可结合实际情况进行计算，进而确定该蒸汽冷凝水管降温装置的各部件之间的比例关系。应用时，可先计算冷媒管径后得到的一个数据，以确保冷媒在夹层内通过的截面积不小于冷媒管道的截面积。经过计算得到的冷媒流量是一个需要保证的流量，只有至少满足此流量才能达到基本的降温效果。如果冷媒在套管内部不能有序流动，而在局部形成“死水域”，那将不利于降温效果。所以在套管下半部分设计有折流挡板，冷媒从套管底部进入套管内后会在折流挡板的阻挡下迅速上升与快流出装置的冷凝水充分接触，确保了温度梯度，保证了换热效率。
[0066]
在具体应用时，若需要将热能进行回收，可以通过冷媒回收将蒸汽冷凝水中的热能进行回收再利用。
[0067]
在该实施例中的蒸汽冷凝水管降温装置可应用于化工、制药等领域，具体可应用到蒸汽分配系统、热交换设备及需进行蒸汽灭菌的系统及设备中。通过该蒸汽冷凝水管降温装置可有效对蒸汽冷凝水进行降温，从而避免蒸汽冷凝水收集管内的冷凝水形成二次蒸汽，减少背压的影响，避免疏水器排水量降低及回流问题，进而保障蒸汽设备换热效率及正常工作。充分使用本蒸汽冷凝水管降温装置的厂房，能够降低厂房蒸汽冷凝水收集主管网背压，有效防止二次蒸汽反向污染；避免干扰其他设备蒸汽冷凝水的正常排放，从而提高效率；保护疏水器避免受到二次蒸汽反向污染。
[0068]
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可
以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。