凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统技术方案

本实用新型专利技术公开了凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统，与凝汽式螺杆膨胀机相连；包括表面水冷凝汽器、换热级间疏水箱、蒸发式冷凝器、凝结水罐和抽真空系统。表面水冷凝汽器的蒸汽进口连接凝汽式螺杆膨胀机的蒸汽出口，换热级间疏水箱的气液进口连接表面水冷凝汽器的气液出口，蒸发式冷凝器的进汽口连接换热级间疏水箱的湿蒸汽出口，凝结水罐的热水进口连接换热级间疏水箱的热水出口，凝结水罐的冷凝水进口连接蒸发式冷凝器的冷凝水出口，抽真空系统分别与表面水冷凝汽器、蒸发式冷凝器和凝结水罐相连。本实用新型专利技术具有设备占地面积小、冷却水量消耗少等优点。

Condensing system of condensing screw expander

The utility model discloses a steam condenser system machine screw expansion machine is connected with the condenser screw expansion; including surface water cooled condenser, the heat transfer between the drain tank, evaporative condenser, condensate water tank and a vacuum pumping system. Steam outlet of the steam inlet surface of water-cooled condenser connected condenser screw expander, gas-liquid heat transfer between gas-liquid inlet outlet drain tank connection surface of water-cooled condenser, steam inlet evaporative condenser is connected to the wet steam outlet heat exchanger between the drain tank, the hot water outlet of condensate water tank water inlet connected with the heat exchange between the drain tank, the condensed water outlet of condensate water inlet condensate water tank connected evaporative condenser, vacuum system and surface water cooled condenser and evaporative condenser and condensate water tank. The utility model has the advantages of small equipment occupation area, less water consumption and so on.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统。
技术介绍
螺杆膨胀机作为一种新型的余热回收装置得到越来越广泛的应用。凝汽式螺杆膨胀机能够有效降低蒸汽直接作用型的螺杆膨胀机的排汽压力和温度，实现大焓差、高效率的能量回收。对于凝汽式螺杆膨胀机发电系统，凝汽器多以水冷或空冷形式为主，而水冷凝汽器需要大量冷却水，仅适用于水资源较丰富的地区；空冷凝汽器由于传热系数小，需要较大的占地面积，而且运行费用和设备成本较高。较大的系统冷却水量消耗或设备占地面积要求成为制约凝汽式螺杆膨胀发电机组应用的主要因素之一。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种设备占地面积小、冷却水量消耗少的凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统。为解决上述技术问题，本技术采用了以下技术方案：一种凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统，与凝汽式螺杆膨胀机相连；包括表面水冷凝汽器、换热级间疏水箱、蒸发式冷凝器、凝结水罐和抽真空系统；表面水冷凝汽器的蒸汽进口连接凝汽式螺杆膨胀机的蒸汽出口，换热级间疏水箱的气液进口连接表面水冷凝汽器的气液出口，蒸发式冷凝器的进汽口连接换热级间疏水箱的湿蒸汽出口，凝结水罐的热水进口连接换热级间疏水箱的热水出口，凝结水罐的冷凝水进口连接蒸发式冷凝器的冷凝水出口，抽真空系统分别与表面水冷凝汽器、蒸发式冷凝器和凝结水罐相连。本技术凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统由于采用了以上技术方案，具有以下优点和特点：1、对于高于常压而低于0.3MPa的低压蒸汽，采用本系统可以根据现场冷却水量和可利用面积，合理调整表面水冷凝汽器和蒸发式冷凝器的换热负荷，实现螺杆膨胀发电系统的最优化设计，增强螺杆膨胀余热回收项目的可行性；2、采用表面水冷凝汽器用作一级冷凝器，表面水冷凝汽器利用冷却水与湿蒸汽换热，具有较高的传热系数，能够有效降低设备换热面积，从而减小设备占地面积；3、换热级间疏水箱的设置，能够及时分离出表面水冷凝汽器中已凝结的水，有效降低后端蒸发式冷凝器换热负荷；4、采用蒸发式冷凝器用作二级冷凝器，蒸发式冷凝以水和空气的混合物作为冷却介质，其中，水蒸汽冷凝过程所放出的凝结潜热主要依靠冷却水的蒸发带走，而1kg水吸热蒸发可以带走2450kJ的潜热量，使得蒸发式冷凝器实际运行中的水量为水冷式的30%~45%，明显节约了水资源，同时也有效地节约了冷却水泵的输入功率；5、蒸发式冷凝器中水蒸汽的冷凝温度与环境的气象参数直接相关。根据热湿交换完善的程度，蒸发式冷凝器的冷凝温度比水冷式冷凝器的低3~5℃。将表面水冷凝汽器用作一级冷凝器，蒸发式冷凝器用作二级冷凝器，将换热温差分段处理，在蒸汽入口温度一定的情况下，实现更低的出口温度，冷凝温度的降低，提高了凝汽式螺杆膨胀机的发电效率。附图说明图1是本技术凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统的一个实施例的结构示意图。具体实施方式参见图1，根据本技术一实施例的凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统，与凝汽式螺杆膨胀机1相连；包括表面水冷凝汽器2、换热级间疏水箱3、蒸发式冷凝器4、凝结水罐5和抽真空系统；表面水冷凝汽器2的蒸汽进口通过第一管路6连接凝汽式螺杆膨胀机1的蒸汽出口，换热级间疏水箱3的气液进口连接表面水冷凝汽器2的气液出口，蒸发式冷凝器4的进汽口连接换热级间疏水箱3的湿蒸汽出口，凝结水罐5的热水进口连接换热级间疏水箱3的热水出口，凝结水罐5的冷凝水进口连接蒸发式冷凝器4的冷凝水出口，抽真空系统通过第二管路7、第三管路8和第四管路9分别与表面水冷凝汽器2、蒸发式冷凝器4和凝结水罐5相连，以实现对表面水冷凝汽器2、蒸发式冷凝器4和凝结水罐5抽真空。上述抽真空系统包括水环真空泵10、气液分离箱11和水冷却器12；水环真空泵的进气口通过进气管路13分别与表面水冷凝汽器2、蒸发式冷凝器4和凝结水罐5相连，气液分离箱11的进气口连接水环真空泵10的出气口，水冷却器12的进水口连接气液分离箱11的出水口。在第一管路6上设有膨胀机出口截止阀61，以防止出口蒸汽倒流；在第二管路7、第三管路8和第四管路9上分别设有抽气隔离阀71、抽气隔离阀81和抽气隔离阀91。在进气管路13上设有进气隔离阀131。根据本技术一实施例的凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统还包括凝结水泵14，该凝结水泵14的进水口连接凝结水罐5的出水口。图1中所示，Ｇ为发电机，Ｍ为轴流风机。本技术的工作过程原理可结合附图说明如下：低温蒸汽通过凝汽式螺杆膨胀机1实现气体膨胀向外输出功，直接驱动发电机发电，实现低品位余热向高品位电能的转换；从凝汽式螺杆膨胀机1来的蒸汽经膨胀机出口截止阀61，进入表面水冷凝汽器2的壳体（汽侧），在这里蒸汽与冷凝管束接触，开始部分凝结。蒸汽部分换热后形成的气液两相经过换热级间疏水箱3将液态水部分分离并直接接入凝结水罐5，剩余湿蒸汽继而通过蒸发式冷凝器4进汽口进入冷凝盘管内，蒸发式冷凝器内的冷却水分配系统将水喷淋到冷凝盘管外表面形成水膜，水膜中部分水吸热蒸发为水蒸汽，由轴流风机吸走排入大气，源源不断的带走管内蒸汽热量，实现湿蒸汽完全冷凝进入凝结水罐5。由水环真空泵进气隔离阀131、水环真空泵10、气液分离箱11、水冷却器12组成水环抽真空系统。表面水冷凝汽器2、蒸发式冷凝器4和凝结水罐5上分别设有抽真空口，用于接入抽真空系统。在表面水冷凝汽器2的壳体和蒸发式冷凝器4的换热盘管中，由于容积很大的蒸汽被凝结成体积很小的凝结水而在表面水冷凝汽器2的壳体侧和蒸发式冷凝器4的换热盘管内空间形成高度真空，处于负压的凝汽式螺杆膨胀机1、管道的不严密处漏入表面水冷凝汽器2的壳体侧及蒸发式冷凝器4的换热盘管空间的不凝气体，由抽真空系统不断抽除，以保持凝汽系统内的真空和换热设备的良好传热性能。凝结水罐5中的凝结水由凝结水泵14从凝结水出口抽除，并加压回收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统，与凝汽式螺杆膨胀机相连；其特征在于，所述凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统包括表面水冷凝汽器、换热级间疏水箱、蒸发式冷凝器、凝结水罐和抽真空系统；所述表面水冷凝汽器的蒸汽进口连接所述凝汽式螺杆膨胀机的蒸汽出口，所述换热级间疏水箱的气液进口连接所述表面水冷凝汽器的气液出口，所述蒸发式冷凝器的进汽口连接所述换热级间疏水箱的湿蒸汽出口，所述凝结水罐的热水进口连接所述换热级间疏水箱的热水出口，所述凝结水罐的冷凝水进口连接所述蒸发式冷凝器的冷凝水出口，所述抽真空系统分别与所述表面水冷凝汽器、所述蒸发式冷凝器和所述凝结水罐相连。

【技术特征摘要】
1.一种凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统，与凝汽式螺杆膨胀机相连；其特征在于，所述凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统包括表面水冷凝汽器、换热级间疏水箱、蒸发式冷凝器、凝结水罐和抽真空系统；所述表面水冷凝汽器的蒸汽进口连接所述凝汽式螺杆膨胀机的蒸汽出口，所述换热级间疏水箱的气液进口连接所述表面水冷凝汽器的气液出口，所述蒸发式冷凝器的进汽口连接所述换热级间疏水箱的湿蒸汽出口，所述凝结水罐的热水进口连接所述换热级间疏水箱的热水出口，所述凝结水罐的冷凝水进口连接所述蒸发式冷凝器的冷凝水出口，所述抽真空系统分别与所述表面水冷凝汽器、所述蒸发式冷凝器和所述凝结水罐相连。
2.如权利要求1所述的凝汽式螺杆膨胀机的凝汽系统，其特征在于：所述抽真空系统包括水环真空泵、气液分离箱和水冷却器；所述水环真空泵的进气口通过进气管路分别与所述表面水冷凝汽器、所述蒸发式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉莉，史宇，李木明，
申请(专利权)人：上海齐耀膨胀机有限公司，中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31