[发明专利]多级式可调温调压蒸汽加热装置及其热交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种锅炉蒸汽生产技术领域的装置，具体是一种双工质高效热泵半导体加热多级式可调温调压蒸汽加热装置及其热交换系统。

背景技术

电锅炉产蒸汽过程消耗的功率过大，水煮加热方式产蒸汽方式过于原始，不节能。传统电锅炉的产汽方式是利用电热管对相对静止的水进行加热，因水的比热容较大，热导率小在常规大气压下602mW/(m.℃)，传统电锅炉加热方式对水加热电热管加热做功，一是发热慢，二是有功功率低，有效功率在60％～70％之间。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101893224A，公开日2010-11-24，记载了一种“小型电磁感应低压过热蒸汽发生器”，该技术是由输送管依次串接在一起的进水泵、节流阀、预热管、单向阀、汽化管、过热管以及外围的高频发生和电控器构成，其中高频发生和电控器的预热电磁线圈、汽化电磁线圈、过热电磁线圈分别盘绕套设在预热管、汽化管、过热管外侧。但该技术的缺陷在于：系统输入的液态水需要预热，产汽速度/功率比、能效比较低，且切断电源后未输出的蒸汽及加热的液态水所携带的热量将直接造成能源浪费。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种多级式可调温调压蒸汽加热装置及其热交换系统，利用钢的传导速度快以及半导体感应技术对换热的缸体电磁感应加热，通过雾化阵列喷头将液态水分散成相应单位体积较小、质量较轻、含动能的360°水热交换水幕，然后由200℃～400℃的换热器筒体表面积进行多级热源的快速热交换产生过热蒸汽，突破了原始锅炉汽包产蒸汽方式。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种多级式可调温调压蒸汽加热装置，包括：一个输出单元、至少一个反馈单元以及至少一个带有雾化喷头组的加热单元，其中：输出单元的输入端与加热单元的输出端以及反馈单元的输出端相连，加热单元的反馈端与反馈单元的输入端相连，雾化喷头组设置于加热单元输入端，所述输出单元、加热单元以及反馈单元均设有电磁感应加热装置。

所述的至少一个包括但不限于：

a)一个输出单元、若干个加热单元以及一个反馈单元的组合，或者是

b)一个输出单元、一个加热单元以及若干个反馈单元的组合，满足输出端对于不同温度、不同输出量、不同压力的过热蒸汽要求，以进一步提升能源利用率。

所述的输出单元包括：一个或多个级联的带有电磁感应加热装置的耐高压筒体.

所述的输出单元的耐高压筒体上设有：手动蒸汽排气阀、减压阀、压力变送器以及隔热保温层，其中：隔热保温层设置于耐高压筒体的外部且通过玻璃纤维带固定，所述电磁感应加热装置设置于隔热保温层外部。

所述的加热单元包括：带有电磁感应加热装置且在输入端内部设有雾化喷头组的耐高压筒体，其中：加热单元的筒体内壁设有若干导热条，其作用为增加加热单元的发热面积，进一步提高发热量。

所述的导热条沿加热单元内部轴向设置，其材质为碳钢或铜铝合金材料制成。

所述的雾化喷头组包括：3至24个环形设置的水雾喷嘴，所有水雾喷嘴设置于加热单元的同一横截面上。

所述的水雾喷嘴的喷口方向与加热单元的轴向夹角为115-165°，并且水雾喷嘴的喷口方向与加热单元的径向夹角为15-72°；优选为水雾喷嘴的喷口方向与加热单元的轴向夹角135°，水雾喷嘴的喷口方向与加热单元的径向夹角小于等于45°；设置一定的仰角能够使高压雾化的水雾通过压力贴着加热单元的内部管壁，雾化的水雾与高温管壁接触迅速膨胀产生过热蒸汽。

所述的水雾喷嘴包括设置于喷管内部的滤网及位于喷管末端的喷口，其中：滤网的密度为300目以上，喷口的孔径为0.6-1.4mm。

所述的反馈单元包括：一个或多个级联的带有电磁感应加热装置的耐高压筒体，该反馈单元的输入端与加热单元的反馈端相连并接收加热暂缓过程中收集到的残余液态水或低温蒸汽并进行二次加热后输出至输出单元。

所述的电磁感应加热装置包括：电磁加热线圈、高频电源以及高温感温探头，其中：电磁加热线圈缠绕设置于每一个输出单元、加热单元或反馈单元的主体外部并与各自独立的高频电源相连，高温感温探头分别设置于每一个输出单元、加热单元或反馈单元的内部并与高频电源相连以实现超温保护。