本发明专利技术涉及一种浮球式自平衡疏水装置及其疏水通流面积计算方法。其浮球式自平衡疏水装置包括壳体、浮球、排水管道、进水管道结构和气平衡管道，所述壳体设置在高于疏水系统中换热器的正常水位位置，在壳体的底端设有出水口，在出水口处设置浮球，在壳体的顶部通过气平衡管道连通换热器上部气体空间位置；壳体具有进水端和排水端，壳体的进水端通过进水管道结构连通换热器的出水端、以将换热器的疏水输送至壳体内；壳体的排水端设置在壳体的底面通过连通排水管道。本发明专利技术具有结构简单、机械运动部件少、坚固耐用及防止蒸汽泄漏、防止热量损失及防止环境污染和工作环境要求低、适用范围广泛等特点和有益效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种浮球式自平衡疏水装置及其疏水通流面积计算方法。适用于维持凝结水水位以保持加热蒸汽进出平衡的疏水装置，属于电力系统的蒸汽加热设备
技术介绍
疏水系统是蒸汽加热工艺中的重要系统，性能良好的疏水系统可以保证只排出凝结水而防止高品位的蒸汽泄漏损耗，疏水系统还能用于维持凝结水水位以保持加热蒸汽的进出平衡。目前对疏水的平衡主要有机械式、热动力式、热静力式、气液两相平衡系统、动力输送系统和水位调节阀等。具体如下：1、机械式，主要有自由浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等，利用疏水的浮力驱动阀门开启，利用浮球自身重力关闭阀门。该机械式适用范围较广，对疏水过冷度没有要求，但存在机械运动部件多、容易发生故障等问题。2、热动力式，热动力型疏水阀有圆盘式、脉冲式、孔板式等，利用蒸汽的动能或势能(差压)驱动阀芯关闭；当疏水进入阀门时，蒸汽流量减少不能维持阀门关闭，疏水就从阀内排出。该热动力式虽然不受疏水过冷度影响，但存在蒸汽泄漏、易造成热量损失或环境污染等问题。3、热静力式，主要是利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变型或膨胀带动阀心启闭阀门。但热静力式要求疏水有过冷度才能工作，不适合用于饱和状态下的疏水工况，存在工作环境要求高、适用范围小的问题。4、气液两相平衡系统，与热动力式有一定相似度，但是这种疏水系统没有运动的阀芯，主要利用汽水两相的自平衡状态保持疏水，虽然有一定的自平衡功能，但是需要根据运行压力精确的调节蒸汽管流量，运行压力波动大时，气液两相比例变化也会影响实际使用效果。同样存在工作环境要求高、适用范围小的问题。5、动力输送系统，是根据液位启动水泵进行疏水排放，液位低时关闭水泵，实现疏水水位可控；动力输送适合大流量工况，但流量小的时候输送泵难选型，而且输送介质为饱和水，需要有足够的倒灌压头防止泵汽蚀，对布置有较高的要求。同样存在工作环境要求高、适用范围小的问题。6、水位调节阀，根据液位打开水位调节阀，可以进行连续调节或者开关型间断调节，以实现疏水水位控制。水位调节阀灵活性较高。但是存在连续调节时阀后容易因节流产生两相流而损坏阀芯和阀后管道；采用开关两位式调节，阀门启闭频率高，阀芯容易损坏。同样存在工作环境要求高、适用范围小的问题。因此，上述的各种疏水阀或疏水系统使用都存一定的缺陷，或者是机械运动部件多、容易发生故障等问题，或者存在蒸汽泄漏、易造成热量损失或环境污染等问题。或者存在工作环境要求高、适用范围小的问题。无法满足一些需要加热器内保持水位的设计要求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，为了解决现有平衡疏水的疏水阀或疏水系统存在机械运动部件多、容易发生故障或容易产生动作不灵、蒸汽泄漏或不能保持加热器内水位等问题，提供一种浮球式自平衡疏水装置。该浮球式自平衡疏水装置具有结构简单、机械运动部件少、坚固耐用及防止蒸汽泄漏、防止热量损失及防止环境污染等特点。工作环境要求低、适用范围广泛。本专利技术的目的之二，是为了提供一种浮球式自平衡疏水装置的疏水通流面积计算方法。本专利技术的目的之一可以通过以下技术方案实现：浮球式自平衡疏水装置，包括壳体、浮球、排水管道、进水管道结构和气平衡管道，所述壳体设置在高于疏水系统中换热器的正常水位位置，在壳体的底端设有出水口，在出水口处设置浮球、以打开或关闭出水口，在壳体的顶部通过气平衡管道连通换热器上部气体空间位置、以形成平衡壳体内与换热器之间气压的气动平衡结构；壳体具有进水端和排水端，壳体的进水端通过进水管道结构连通换热器的出水端、以将换热器的疏水输送至壳体内；壳体的排水端设置在壳体的底面通过连通排水管道、用于疏水的排放；形成浮球的水力自衡结构。本专利技术使用时，利用浮球在壳体内疏水流入产生浮力进行自动平衡水位和流量，利用气平衡管道平衡壳体内与换热器之间的气压，由此可保持加热器内水位和满足加热器内需要保持水位的要求，同时有效避免超过适用范围会产生动作不灵、蒸汽泄漏等问题。本专利技术的目的之一还可以通过以下技术方案实现：进一步的，所述出水口为圆锥形，在出水口的下端设有浮球托盘，该浮球托盘位于浮球的底部，在浮球托盘中设有一圆孔，浮球放置在浮球托盘的圆孔处，使浮球通过与圆孔的离合控制关闭或打开出水口。进一步的，所述浮球托盘为一块弧形面呈下凹式的固定板，所述的圆孔设在下凹最低位处。进一步的，气平衡管道排量大于进水管道的1％-10％。进一步的，所述浮球与出水口内壁之间保留有过水间隙。进一步的，所述出水口的内壁四周分布有若干条导流槽，该导流槽用于将浮球上方的疏水导向浮球下方，形成浮球的浮起动力。进一步的，所述壳体为竖向的圆筒形结构；进水管道结构由一条或多条水管构成。进一步的，所述进水管道设有切换阀门。进一步的，所述过水间隙为0-150mm。本专利技术的目的之二可以通过以下技术方案实现：浮球式自平衡疏水装置的疏水通流面积计算方法，通过壳体的剖面曲线与浮球的直径进行计算，其通流面积的函数表达为：A＝F(dH，H)dH＝f(H)Q＝A×ω式中：A——疏水通流面积，即浮球与壳体之间的环形通流面积；dH——在浮球高度位置H处，壳体的内壁直径；H——浮球的高度位置；Q——疏水流量；ω——疏水通过通流面积处的流速。本专利技术的具有以下突出的实质性特点和显著的进步：1、本专利技术所述壳体设置在高于疏水系统中换热器的正常水位位置，在壳体的底端设有出水口，在出水口处设置浮球、以打开或关闭出水口，在壳体的顶部通过气平衡管道连通换热器上部气体空间位置、以形成平衡壳体内与换热器之间气压的气动平衡结构；壳体具有进水端和排水端，壳体的进水端通过进水管道结构连通换热器的出水端、以将换热器的疏水输送至壳体内；壳体的排水端设置在壳体的底面通过连通排水管道、用于疏水的排放；形成浮球的水力自衡结构，因此能够解决现有平衡疏水的疏水阀或疏水系统存在机械运动部件多、容易发生故障或容易产生动作不灵、蒸汽泄漏或不能保持加热器内水位等问题，具有结构简单、机械运动部件少、坚固耐用及防止蒸汽泄漏、防止热量损失及防止环境污染和工作环境要求低、适用范围广泛等特点和有益效果。2、本专利技术通过在出水口设置浮球，浮球在壳体内疏水的浮力作用下自动上下浮动，控制出水口的通流面积，因此，疏水的通流面积可随疏水流量变化而变化，同时壳体有一定的蓄水缓冲空间，可以适合很宽的流量范围使用。在流量突然发生变化时，浮球不会突然起动或者突然关闭，具有流量变化的缓冲时间，避免了浮球频繁起动损坏，也减少了管道水击的可能性，因此使用性能稳定，有效地控制疏水流量的平衡效果。3、本专利技术壳体上设有气平衡管道，使浮球上方的气体可以回流到换热器内，不需要设置额外的排空装置，也不需要靠近换热器疏水出口布置，在大流量疏水突然需要排出时也不会发生“气塞”。由于不存在“气塞”，疏水装置可以在任意的合理位置布置，不需要靠近换热器疏水口布置，应用时不受地理位置限制，灵活方便。4、本专利技术的进水管道与换热器连通处低于正常液位布置，可以保持在液面以下吸水，避免吸入液面上的泡沫或气体，避免管道内产生气液两相流而振动，进一步提高本专利技术的使用性能。5、本专利技术的疏水通流面积计算方法可有效的根据换热器的疏水平衡排放量进行计算，设计壳体与浮球的结构，使浮球在壳体内疏水的压力产生浮力下进行浮起，合理地平衡疏水的排放效果。附图说明图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
浮球式自平衡疏水装置，包括壳体(1)、浮球(2)、排水管道(4)、进水管道结构(5)和气平衡管道(6)，其特征是：所述壳体(1)设置在高于疏水系统中换热器(7)的正常水位位置，在壳体(1)的底端设有出水口(11)，在出水口(11)处设置浮球(2)、以打开或关闭出水口(11)，在壳体(1)的顶部通过气平衡管道(6)连通换热器(7)上部气体空间位置、以形成平衡壳体(1)内与换热器(7)之间气压的气动平衡结构；壳体(1)具有进水端和排水端，壳体(1)的进水端通过进水管道结构(5)连通换热器(7)的出水端、以将换热器(7)的疏水输送至壳体(1)内；壳体(1)的排水端设置在壳体(1)的底面通过连通排水管道(4)、用于疏水的排放，形成浮球(2)的水力自衡结构。
【技术特征摘要】
1.浮球式自平衡疏水装置，包括壳体(1)、浮球(2)、排水管道(4)、进水管道结构(5)和气平衡管道(6)，其特征是：所述壳体(1)设置在高于疏水系统中换热器(7)的正常水位位置，在壳体(1)的底端设有出水口(11)，在出水口(11)处设置浮球(2)、以打开或关闭出水口(11)，在壳体(1)的顶部通过气平衡管道(6)连通换热器(7)上部气体空间位置、以形成平衡壳体(1)内与换热器(7)之间气压的气动平衡结构；壳体(1)具有进水端和排水端，壳体(1)的进水端通过进水管道结构(5)连通换热器(7)的出水端、以将换热器(7)的疏水输送至壳体(1)内；壳体(1)的排水端设置在壳体(1)的底面通过连通排水管道(4)、用于疏水的排放，形成浮球(2)的水力自衡结构。2.根据权利要求1所述的浮球式自平衡疏水装置，其特征是：所述出水口(11)为圆锥形，在出水口(11)的下端设有浮球托盘(3)，该浮球托盘(3)位于浮球(2)的底部，在浮球托盘(3)中设有一圆孔(31)，浮球(2)放置在浮球托盘(3)的圆孔(31)处，使浮球(2)通过与圆孔(31)的离合控制关闭或打开出水口(11)。3.根据权利要求2所述的浮球式自平衡疏水装置，其特征是：所述浮球托盘(3)为一块弧形面呈下凹式的固定板，所述的圆孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍沛强，樊晓茹，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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