本实用新型属于蒸汽利用技术领域，具体涉及一种能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器。
背景技术：
转炉汽化冷却余热锅炉，通过冷却水汽化吸收转炉烟气中的热量，产生饱和蒸汽供用户使用。只有转炉吹氧冶炼的时候才有烟气产生，所以烟气热源是间断产生的，余热锅炉产生的蒸汽也是间断的，且转炉吹氧期间产汽量波动较大，通过设置变压蓄热器装置，可以将间断产生的蒸汽变成连续稳定的蒸汽输出，以便供用户连续使用。
炼钢厂的rh或vd精炼系统的真空泵需要使用过热度10℃～20℃左右的蒸汽作为汽源，且蒸汽使用是间断的，使用的蒸汽压力参数一般为压力1.0mpa、温度190℃，而蓄热器出来的蒸汽参数为：压力1.0mpa、温度180℃(饱和温度)。为了满足真空泵使用要求，早些时候一般设置专供真空泵使用的快速燃油(燃气)锅炉，这类锅炉必须随时热备用，并且能快速启动达到额定蒸发量，并且这类锅炉基本为国外生产，设备投资昂贵，操作系统复杂。
随着能源价格逐步攀升，炼钢厂把真空泵汽源的注意力转移到了转炉余热锅炉自己产生的饱和蒸汽上，然而现有变压蓄热器只能产生饱和蒸汽，无法产生过热蒸汽，无法直接提供给真空泵使用。
技术实现要素：
本实用新型实施例涉及一种能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本实用新型实施例涉及一种能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，包括球形罐体，所述球形罐体上设有进水管和充热装置，所述球形罐体顶部设有第一出汽管、第二出汽管和低压进汽管，所述球形罐体内设有用于与罐内高温水换热的换热单元，所述第一出汽管出口端通过调压阀组与所述低压进汽管入口端连通，所述低压进汽管和所述第二出汽管分别与所述换热单元的入出口连接。
作为实施例之一，所述换热单元为换热管。
作为实施例之一，所述换热管在所述球形罐体内蛇形布置。
作为实施例之一，所述换热管在所述球形罐体内自上而下依次盘弯成多层蛇形层。
作为实施例之一，所述换热管为翅片管。
作为实施例之一，所述换热管通过支架支承布置在所述球形罐体内。
作为实施例之一，所述换热单元连接有疏水管，所述疏水管延伸至穿出所述球形罐体底部。
作为实施例之一，所述充热装置包括穿设于所述球形罐体底部的高压进汽管以及布置于所述球形罐体内且与所述高压进汽管连通的充热管，所述充热管上设有多个蒸汽喷孔。
作为实施例之一，各所述充热管的轴线均平行于水平向，各所述蒸汽喷孔均开设于所述充热管的上部。
作为实施例之一，所述第一出汽管入口处设有气液分离单元。
本实用新型实施例至少具有如下有益效果：
本实用新型提供的球形蒸汽蓄热器，通过设置调压阀组、低压进汽管以及换热单元，在将出口蒸汽调压至所需压力，再将调压后的蒸汽返回至球形罐体内与罐体内蒸汽进行换热，可获得过热蒸汽，适用于炼钢厂的rh或vd精炼系统的真空泵使用，该球形蒸汽蓄热器的结构简单、易于制造且安装方便。与卧式圆筒形蓄热器相比，同等容积情况下，本实施例提供的球形蒸汽蓄热器占地面积小，换言之，在同等占地面积下，增加了可用蓄热容积，可减少复杂的蓄热器附属系统。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器的结构示意图；
图2为图1中沿a-a的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1，本实用新型实施例提供一种能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，包括球形罐体1，所述球形罐体1上设有进水管11和充热装置，所述球形罐体1顶部设有第一出汽管2、第二出汽管5和低压进汽管3，所述球形罐体1内设有用于与罐内高温水换热的换热单元，所述第一出汽管2出口端通过调压阀组4与所述低压进汽管3入口端连通，所述低压进汽管3和所述第二出汽管5分别与所述换热单元的入出口连接。
其中，本实施例中，对于用于炼钢厂的rh或vd精炼系统的真空泵使用要求，上述调压阀组4的高压端与第一出汽管2连接，调压阀组4的低压端与低压进汽管3连接，即该调压阀组4进行减压操作。调压阀组4为现有设备，可由市面购得，其具体结构此处不作赘述。
本实施例提供的球形蒸汽蓄热器，通过设置调压阀组4、低压进汽管3以及换热单元，在将出口蒸汽调压至所需压力，再将调压后的蒸汽返回至球形罐体1内与罐体1内蒸汽进行换热，可获得过热蒸汽，适用于炼钢厂的rh或vd精炼系统的真空泵使用，该球形蒸汽蓄热器的结构简单、易于制造且安装方便。与卧式圆筒形蓄热器相比，同等容积情况下，本实施例提供的球形蒸汽蓄热器占地面积小，换言之，在同等占地面积下，增加了可用蓄热容积，可减少复杂的蓄热器附属系统。
易于理解地，上述的换热单元为间接换热设备，如图1和图2，优选为采用管式换热结构，即所述换热单元为换热管6，在球形罐体1内易于布置及安装。
上述换热管6可以是光管也可以是翅片管，优选为是翅片管，换热效果较佳。
上述换热管6在球形罐体1内可蛇形布置或采用其它布置形式，本实施例中，优选为采用蛇形布置方式，在有限的空间内可以增大换热面积及延长蒸汽的换热行程，从而提高换热效果。
上述换热管6可以为单层结构也可以为多层结构，单层结构即该换热管6在同一水平面内蛇形弯曲，多层结构即包括多个上述的单层结构，相邻两个单层结构中，上层结构的出口端与下层结构的入口端连通，最上层结构的入口端与上述低压进汽管3连接，最下层结构的出口端与上述第二出汽管5连接。本实施例中，采用多层结构的换热管6，换热效果更好，即所述换热管6在所述球形罐体1内自上而下依次盘弯成多层蛇形层。
进一步优选地，所述换热管6通过支架7支承布置在所述球形罐体1内。该支架7优选为一端焊接在球形罐体1内壁上，另一端搁置在设于球形罐体1内壁上的支座上且形成为热膨胀自由端，可以避免支架7因受热膨胀而导致变形的问题。
进一步优选地，如图1，所述换热单元连接有疏水管9，所述疏水管9延伸至穿出所述球形罐体1底部，该疏水管9可将换热单元内的液态水分排出，防止发生水击情况。易于理解地，对于上述换热管6式的换热单元，该疏水管9连接于换热管6的最低点。
以下对上述充热装置的结构进行优化：
可以理解地，现有技术中的充热装置都适用于本实施例中。作为优选，所述充热装置包括穿设于所述球形罐体1底部的高压进汽管10以及布置于所述球形罐体1内且与所述高压进汽管10连通的充热管8，所述充热管8上设有多个蒸汽喷孔。充热管8直接采用小孔喷射，没有复杂的循环筒，蒸汽喷射均匀，加热效率高。
进一步地，各充热管8的轴线均平行于水平向，各所述蒸汽喷孔均开设于所述充热管8的上部。一方面，从充热管8喷射出的汽水混合物可快速地上升至水面，而水流可在自重作用下自动向下补充，另一方面，便于维护人员观察蒸汽喷孔状况以及对蒸汽喷孔进行维护，避免蒸汽喷孔堵塞等。
进一步优选地，各蒸汽喷孔的中心线与竖直平面的夹角在22°～60°范围内，进一步优选为设计在25°～45°范围内；也即各蒸汽喷孔是沿斜向上的方向喷射的，所获得的充热效果及效率尤佳，本实施例中，该夹角最佳值为35°。
进一步优选地，每根充热管8上开设有两列喷孔列，两列喷孔列相对于该充热管8的竖直对称平面对称布置，每列喷孔列包括沿该充热管8轴向间隔排列的多个蒸汽喷孔。一方面，喷孔成列布置，便于在罐体1内形成较稳定的水流循环方向，保证对球形罐体1内的水的加热升温效果；另一方面，两列喷孔列对称布置，可在充热管8两侧分别形成水流循环，提高蒸汽充热效率及效果，且保证球形罐体1内的温度场均匀性。
接续上述能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器的结构，如图1，所述第一出汽管2入口处设有气液分离单元12，该气液分离单元12可采用本领域常用的水滴分离装置12即可，具体结构此处不作赘述。另外，该球形罐体1上还设有泄压管、排污管、放散管、排水管、人孔等蓄热器必须的管口设施。
本实施例提供的球形蓄热器，罐体1上没有大的开孔，有效地提高了球形蓄热器运行的安全性。
以用于炼钢厂的rh或vd精炼系统的真空泵为例，上述能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器的工作过程大致如下：
20℃的常温水通过球形罐体1底部的进水管11进入球形罐体1内部，球形罐体1内部的水位上升到最低水位时停止进水，来自转炉汽包的高压饱和蒸汽(3.2mpa，238℃)通过球形罐体1下部的高压进汽管10进入各充热管8内，在球形罐体1内部的低温水内部喷射高压高温蒸汽与常温水混合将水加热至238℃的高温水，同时球形罐体1内部的压力上升到3.2mpa，球形罐体1内水位上升至最高水位，蓄热器充热完成。当用户需要过热蒸汽时，打开调压阀组4，球形罐体1上部高压蒸汽及高温水闪蒸的蒸汽(3.2mpa，238℃)通过水滴分离装置12分离出蒸汽中的液态水滴，然后通过第一出汽管2进入调压阀组4减压至1.0mpa(压力下饱和温度180℃)，蒸汽温度下降为191℃，蒸汽过热度为11℃，然后减压后的低压蒸通过低压进汽管3进入蛇形布置的换热管6，在换热管6内部通过与球形罐体1内的高温水(3.2mpa，238℃)换热，低压蒸汽被加热到～200℃，低压蒸汽过热度为20℃，过热的低压蒸汽(1.0mpa，200℃)通过第二出汽管5送往用户。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，包括球形罐体，所述球形罐体上设有进水管和充热装置，其特征在于：所述球形罐体顶部设有第一出汽管、第二出汽管和低压进汽管，所述球形罐体内设有用于与罐内高温水换热的换热单元，所述第一出汽管出口端通过调压阀组与所述低压进汽管入口端连通，所述低压进汽管和所述第二出汽管分别与所述换热单元的入出口连接。
2.如权利要求1所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述换热单元为换热管。
3.如权利要求2所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述换热管在所述球形罐体内蛇形布置。
4.如权利要求3所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述换热管在所述球形罐体内自上而下依次盘弯成多层蛇形层。
5.如权利要求2所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述换热管为翅片管。
6.如权利要求2至5中任一项所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述换热管通过支架支承布置在所述球形罐体内。
7.如权利要求1所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述换热单元连接有疏水管，所述疏水管延伸至穿出所述球形罐体底部。
8.如权利要求1所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述充热装置包括穿设于所述球形罐体底部的高压进汽管以及布置于所述球形罐体内且与所述高压进汽管连通的充热管，所述充热管上设有多个蒸汽喷孔。
9.如权利要求8所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：各所述充热管的轴线均平行于水平向，各所述蒸汽喷孔均开设于所述充热管的上部。
10.如权利要求1所述的能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，其特征在于：所述第一出汽管入口处设有气液分离单元。
技术总结
本实用新型涉及一种能产生过热蒸汽的球形蒸汽蓄热器，包括球形罐体，球形罐体上设有进水管和充热装置，球形罐体顶部设有第一出汽管、第二出汽管和低压进汽管，球形罐体内设有用于与罐内高温水换热的换热单元，第一出汽管出口端通过调压阀组与低压进汽管入口端连通，低压进汽管和第二出汽管分别与换热单元的入出口连接。通过设置调压阀组、低压进汽管以及换热单元，在将出口蒸汽调压至所需压力，再将调压后的蒸汽返回至球形罐体内与罐体内蒸汽进行换热，可获得过热蒸汽，适用于炼钢厂的RH或VD精炼系统的真空泵使用，该球形蒸汽蓄热器的结构简单、易于制造且安装方便。
技术研发人员：周平;夏朝晖;阮祥志;曹盛华
受保护的技术使用者：中冶南方工程技术有限公司
技术研发日：.01.07
技术公布日：.12.10
