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一种用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器

2023-01-18 11:35:15

一种用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器

  技术领域

  本实用新型涉及加热设备技术领域,尤其涉及一种用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器。

  背景技术

  目前蒸汽发生器是太阳能系统中的重要组成部分,蒸汽发生器提供动力,作为太阳能发电领域的核心换热设备之一,主要应用于化工、印染、纺织、食品加工、建材等领域,同时也是供暖所需蒸汽必不可少的设备,蒸汽发生器一般由桶体和设置于桶体内的换热管组成。

  现有的蒸汽发生器为换热管加热式,通常把水置于桶体内,导热油通入换热管内,使水在导热油的作用下加热成蒸汽,此时桶体需要承受高压,对桶体材质的选取要求更加严格,通常需要抗高压材料来铸造桶体,需要铸造厚度很厚的桶体壁来承受蒸汽的高压,这不仅会增加设备生产的成本,同时也增加对设备缝隙焊接的难度,存在一定的安全隐患。

  当水置于桶体内被加热时,由于换热管的面积相对于水太小,换热管需要相当长的时间来预热水,无法起到速热的效果,想要在短时间内迅速加热水成蒸汽,必定要浪费更多的能源。

  换热管一般都设在桶体内,当换热管损坏时,则需要拆卸整个设备进行维修,维修难度大幅度提升,更加无法实现单一换热管替换维修的工作,大大增加设备后期维护维修的成本。

  实用新型内容

  本实用新型提供了一种用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器,解决了现有蒸汽发生器的桶体需要承受高压、没有速热效果和设备后期维修维护成本大的问题。

  以上技术问题是通过下列技术方案解决的:

  一种用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器,包括用于盛放导热油的桶体、设置于桶体内的受热换热管,桶体上设有热油进口和冷油出口,受热换热管连接有水进口和蒸汽出口,受热换热管用于将从水进口进入其内的水加热成蒸汽并从蒸汽出口排出。上述技术方案中,把导热油置于桶体内,把水通入受热换热管内,使水在导热油的作用下加热成蒸汽,导热油稳定性高,导热油本身不会产生高压,因此桶体不需要承受高压,降低对桶体材质的选取要求,可以采用抗低压的材料来铸造桶体,也不需要铸造厚度很厚的桶体壁,减少设备生产的成本;受热换热管周围充满导热油,单位受热换热管内的水相对较少,导热油可以迅速加热受热换热管内的水,起到速热的效果,节约能耗。

  作为优选,桶体的端部设计有内层壁体和外层端盖,桶体端部的内层壁体与桶体的侧壁围合形成密闭的导热油盛放空间,桶体端部的内层壁体与外层端盖之间具有间隙,受热换热管两端分别穿设在桶体两端的内层壁体上,用于连通受热换热管的连接件设置于内层壁体与外出端盖之间,外层端盖可拆卸连接。上述技术方案中,设备故障时,不需要拆卸整个设备进行维修,可拆卸的外层端盖和可拆卸的连通受热换热管的连接件实现单一受热换热管可以替换维修的难题,减少维修的难度,节约设备后期维修维护的成本。

  作为优选,用于连通受热换热管的连接件是可拆卸连接的U型管接头。上述技术方案中,可拆卸连接的U型管接头解决受热换热管损坏不方便维修,不易拆卸替换的问题,降低了维修的难度,进一步调节受热换热管内的压力,起到了稳压的作用;可拆卸连接的U型管接头起到固定受热换热管的作用,避免出现水加热成蒸汽造成受热换热管产生巨大抖动的现象。

  作为优选,桶体外侧壁设有保温层。上述技术方案中,保温层进一步实现桶体的保温功能,避免热量的散失,更有利于保持导热油的温度,节约能耗。

  作为优选,桶体设有用于测量冷油温度且设置在冷油出口端口的温度传感器。上述技术方案中,在设备工作运行中,导热油进行热量交换,会降低导热油的温度,温度传感器可以准确知道冷油出口端的温度,所测温度是否满足加热水成蒸汽的所需温度,可以及时补充导热油,提高作业效率。

  作为优选,桶体顶部设有一个缓冲罐,缓冲罐连通桶体内,缓冲罐顶部设有排气口、加油口,缓冲罐侧壁还设有用于检测缓冲罐内导热油液位的磁翻板液位计。上述技术方案中,导热油加热时,桶体体积会膨胀,缓冲罐起到缓冲的作用;排气口连通桶体,保持桶体内的压力恒定,导热油还可以从加油口通入桶体内;当磁翻板液位计检测到桶体内的导热油过多时,可以将导热油通过冷油出口排出。

  与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

  1、采用导热油加热受热换热管内的水,使水加热成蒸汽,导热油本身不会产生高压,稳定性能高,避免桶体承受高压,降低对桶体材质的要求,可选用抗低压的材料,进一步节约了成本的同时也降低了安全隐患。

  2、水通入受热换热管内被导热油加热成蒸汽,起到速热的效果。

  3、可拆卸连接的U型管接头解决受热换热管损坏不方便维修,不易拆卸替换的问题,节约维护维修的成本。

  附图说明

  图1是本实用新型用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器实施例一的结构示意图。

  图2是本实用新型的受热换热管在桶体内成左右形式排布的局部示意图。

  图3是本实用新型用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器实施例二的结构示意图。

  图4是本实用新型用于太阳能系统的热管受热式蒸汽发生器实施例二中的锥形管的结构示意图。

  图中:1、桶体,2、受热换热管,3、热油进口,4、冷油出口,5、水进口,6、蒸汽出口,7、内层壁体,8、外层端盖,9、U型管接头,10、保温层,11、温度传感器,12、缓冲罐,13、排气口,14、加油口,15、磁翻板液位计,16、竖管,17、锥形管。

  具体实施方式

  以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明,文中所述的位置关系与附图本身的位置关系方向一致,只为叙述方便,并不对本实用新型的结构起限定作用。

  实施例一,如图1所示,把导热油从设在桶体1右上端的热油进口3通入桶体1内,把水从设在桶体1右下端的水进口5通入受热换热管2内,水在导热油的作用下加热成蒸汽,蒸汽可以顺着受热换热管2从设在桶体1左上端的蒸汽出口6排出,而冷油则从设在桶体1底端的冷油出口4流出,冷油出口4还设有温度传感器11,桶体1的端部设计有内层壁体7和可拆卸的外层端盖8,受热换热管2两端分别穿设在桶体两端的内层壁体7上,内层壁体7与外层端盖8之间还设有用于连通受热换热管2的可拆卸的U型管接头9,桶体1外侧壁设有保温层10,桶体1顶部设有一个缓冲罐12,缓冲罐12连通桶体1内,缓冲罐12顶部设有排气口13、加油口14,缓冲罐侧壁还设有用于检测缓冲罐内导热油液位的磁翻板液位计15。

  进一步,当受热换热管2在桶体1内成左右形式排布时,如图2所示,水通入水进口5被加热蒸发成蒸汽,蒸汽向上流动,一部分蒸汽会聚集在受热换热管2的顶部,由于蒸汽自下而上流动,无法自行顺着受热换热管2顺畅排出,一部分蒸汽还未排出,水又通入,导致蒸汽中含有大量的水分;另一方面左右形式排布时,受热换热管2无法固定,当水加热成蒸汽时,受热换热管2会产生巨大的震动;采用如图1所示的受热换热管2在桶体1内的排布方式,水通入水进口5被加热蒸发成蒸汽,蒸汽自下而上向上流动,当一部分蒸汽先排出时,蒸汽所产生的局部低压促进水向受热换热管2内输入,进一步推动蒸汽顺着受热换热管2从蒸汽出口6排出,可拆卸连接的U型管接头9起到固定受热换热管2的作用,降低受热换热管2产生震动的幅度。

  进一步,桶体1应设有一个以上的热油进口3,作为最优选,其中一个热油进口3应该设在水进口5处,使刚通入的水直接被加热成蒸汽,避免一开始水进入受热换热管2内,由于温度过低无法加热成蒸汽的问题,导致大量的水存在受热换热管2内,影响蒸汽顺畅排出;当然热油进口3也可以依次均匀地布设在桶体1上,受热换热管2内的水可以受热均匀,充分加热。

  实施例二,同实施例一的不同之处为:

  如图3所示,受热换热管2成水平方式排布,最上端的一根受热换热管2连通蒸汽出口6,每一根受热换热管2分别与最上端的一根受热换热管2之间设有竖管16,蒸汽不用顺着受热换热管2可以直接聚集在最上端的一根受热换热管2内,更加顺畅地从蒸汽出口6排出,进一步减少排出蒸汽含水分量。

  竖管16的形式进一步可以为锥形管17,如图4所示,锥形管17的尖端出口相对较小,而锥形管17内聚集大量蒸汽,产生较强的压力,迫使蒸汽向上流动,蒸汽进一步顺畅地从蒸汽出口6排出。

  本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

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