[发明专利]减温器喷嘴

说明书

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不适用

声明：联邦资助的研究/发展

不适用

技术领域

本发明通常涉及蒸汽减温器，特别是涉及用于蒸汽减温装置的喷嘴组件中的独特构造的阀元件。喷嘴组件特别适用于产生基本均匀分布的冷却水喷雾，用于喷射至过热蒸汽流中，以便降低该过热蒸汽流的温度。

背景技术

很多工业设备通过过热蒸汽来操作，该过热蒸汽具有比它在给定压力下的饱和温度更高的温度。因为过热蒸汽可能损坏涡轮或其它下游部件，因此有必要控制蒸汽的温度。减温是指使得过热蒸汽的温度降低至更低温度的处理，其允许系统按预计操作，保证系统防护，并校正离规定操作温度设置点的意外偏差。

蒸汽减温器可以通过将冷却水喷射至经过蒸汽管的过热蒸汽流中来降低过热蒸汽的温度。一旦冷却水喷射至过热蒸汽流中，冷却水与过热蒸汽混合并蒸发，从而从蒸汽中吸收热能，并降低它的温度。如果冷却水作为非常细小的水滴或雾而喷射至过热蒸汽管中，则冷却水与过热蒸汽通过蒸气流而更均匀地混合。

另一方面，如果冷却水以流动形式喷射至过热蒸汽管中，则冷却水的蒸发大大减少。此外，冷却水的流动喷雾将通过过热蒸汽流，并撞上蒸汽管的相对侧，从而导致水积累。该水积累可能引起蒸汽管的腐蚀和热应力，这可能导致结构故障。不过，当暴露于过热蒸汽中的冷却水喷雾的表面面积较大(因此将可能有非常细小的液滴尺寸)时，蒸发的效果大大增加。

此外，冷却水与过热蒸汽的混合可以通过使得冷却水以均匀几何形状流的形式喷射至蒸汽管中而提高，从而冷却水的作用均匀分布在整个蒸气流中。相反，冷却水的非均匀喷射形式可能导致整个过热蒸汽流的不均匀和较差控制的温度降低。沿这些管线，冷却水喷雾不能有效地在过热蒸汽流中蒸发也可能导致冷却水积累于蒸汽管中。该冷却水的积累最终将在水和过热蒸汽之间的非均匀热交换中蒸发，从而导致较差控制的温度降低。

在进行满足前述需要的尝试时，现有技术中已经发展了多种减温器装置。这些现有技术包括在美国专利No.6746001(标题为Desuperheater Nozzle)和7028994(标题为Pressure Blast Pre-FilmingSpray Nozzle)以及美国专利公开No.2006/0125126(标题为PressureBlast Pre-Filming Spray Nozzle)中所述的装置，这些文献结合在本文中，作为参考。本发明对这些和其它现有技术方案进行了改进，并提供了用于将冷却水喷射至过热蒸汽流中的减温器装置，该减温器装置结构简单，具有相对较少部件，并需要最少量的维护，它能够以细小水雾(具有非常小的液滴)的形式喷射冷却水，用于更有效地在过热蒸汽流中蒸发，并能够以几何上均匀的流动形式喷射冷却水，用于在整个过热蒸汽流中更均匀地混合。下面将更详细地介绍本发明的各种新颖特征。

发明内容

根据本发明，提供了一种改进的阀元件，用于蒸汽减温装置的喷嘴组件，该喷嘴组件设置成将冷却水以基本均匀分布的喷雾的形式喷射至过热蒸汽流中。

喷嘴组件包括喷嘴壳体和阀元件，该阀元件可运动地与喷嘴壳体相接。阀元件(通常也称为柱销(pintle)或阀塞)延伸穿过喷嘴壳体，并可在关闭位置和打开(流动)位置之间轴向滑动。喷嘴壳体具有壳体入口和壳体出口。壳体入口位于喷嘴壳体的上部部分处，壳体出口位于喷嘴壳体的下部部分处。喷嘴壳体的上部部分限定用于从喷嘴进口接收冷却水的壳体腔室。喷嘴壳体的下部部分限定阀前廊道，该阀前廊道通过喷嘴壳体的中间部分而与壳体腔室分离。阀杆孔穿过中间部分轴向形成。

多个壳体通道形成于中间部分中，以便使得壳体腔室(即壳体入口)与阀前廊道(即壳体出口)相互流体连接，使得当阀元件移动或驱动至打开位置时，冷却水在从壳体出口处离开壳体组件之前可以进入壳体入口，流入壳体腔室，流过壳体通道和流入阀前廊道中。

阀元件包括阀体和细长阀杆，该阀杆整体附接在阀体上，并从该阀体轴向伸出。阀杆从阀体轴向伸出，并通过喷嘴壳体的阀杆孔而前进，且尺寸和结构设置成提供在阀杆孔中的轴向滑动配合，使得阀元件可以在打开和关闭位置之间往复运动。喷嘴壳体的下部部分包括环绕其形成的阀座，用于与阀体密封接合。阀座优选地设置成与阀体互补。