CN115163580A - 一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蒸汽喷射压缩器技术领域，具体涉及一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器。本发明通过档杆的轴向移动改变拉伐尔喷嘴的喉部流道面积，进而改变高压蒸汽的喷射流量；通过改变调节法兰的厚度与数量调整拉法尔喷嘴出口端面与扩散管收缩段入口端面的间距，进而改变低压蒸汽的引射流量。本发明实现了对喷嘴喉部面积、喷嘴出口与混合室收缩段入口间距的独立调节，从而可以高效地针对工况参数的变化将蒸汽喷射压缩器的工作性能调整到最佳状态，实现不同工况条件下调整蒸汽喷射器工作性能的功能，保证蒸汽喷射器运行特性始终处于良好状态。
Description
技术领域
本发明属于蒸汽喷射压缩器技术领域，具体涉及一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器。
背景技术
蒸汽喷射压缩器是发电厂空冷机组的乏汽供热系统节能增效领域的新兴技术。基于气体动力学原理，采用高压抽汽作为动力，为抽取低压乏汽进行升压，从而提升乏汽的品质，回收余热能量。蒸汽喷射压缩器存在最佳运行工况，在此工况下，蒸汽喷射压缩器的喷射性能可达到最佳状态，高压蒸汽的引射能力可达到峰值。一旦运行工况偏离最佳值，蒸汽喷射压缩器的性能将大幅度减弱，导致能量回收效率降低。因此，蒸汽喷射压缩器需针对工况参数的变化及时调整关键结构参数。
影响蒸汽喷射压缩器工作性能的结构参数主要包括拉伐尔喷嘴喉部直径以及喷嘴出口与混合室收缩段入口的距离。目前已有的可调工作性能的相关设备大多仅能够调整上述某一种尺寸，致使蒸汽喷射压缩器的可调工作参数范围较小，调节能力较低。公开号为CN201010186622的专利说明书中，公开了一种喷嘴与混合室入口距离及喷嘴临界截面积可调的喷射器。该喷射器可实现喷嘴喉部临界截面和喷嘴与混合室入口距离的联动调节，但不能实现两种参数的单独精确调整，因此无法调整出最佳的喷射器关键尺寸组合，从而无法保证喷射器性能达到最佳状态。此外，在对喷嘴喉部面积进行调节过程中，如若驱动机构出现故障致使喉部流通面积过小甚至喉部阻塞，高压蒸汽管道压力将骤升，导致超压事故出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器。
一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，包括档杆、高压进汽室、接收室、喷嘴、混合室；所述高压进汽室设有高压蒸汽进口接管；所述喷嘴输入端与高压进汽室连接，喷嘴的输出端布置于混合室的入口处；所述喷嘴的输出端与混合室的入口整体布置于接收室内；所述接收室设有低压蒸汽进气接管；所述档杆一端与执行机构连接，另一端穿过高压进汽室延伸至喷嘴的输出端；所述执行机构用于控制档杆的轴向运动，通过档杆的轴向运动改变喷嘴的输出端喉部流道面积，进而调节高压蒸汽的喷射流量。
进一步地，所述混合室包括收缩段、圆柱段和扩张段；所述收缩段、圆柱段和扩张段同轴依次连接，收缩段伸入接收室内；所述接收室通过调节法兰与混合室连接，通过调节法兰调节喷嘴的输出端与混合室收缩段入口端面的间距，进而调节低压蒸汽的引射流量。
进一步地，所述收缩段和圆柱段起始段外表面为圆柱面，所述调节法兰套装在圆柱面外侧，通过改变调节法兰的数量和厚度调节喷嘴的输出端与混合室收缩段入口端面的间距。
进一步地，所述高压进汽室为类T形结构，高压蒸汽进口接管布置于T形底部，T形上部一端通过支架与执行机构连接，另一端与喷嘴的输入端连接。
进一步地，所述高压进汽室与支架连接的端部设有同心的双层螺栓连接面，外层通过螺栓与支架连接，内层通过螺栓与压盖连接；所述档杆与高压进汽室的连接面由压盖和石棉盘根进行密封，通过旋紧压盖上的螺栓，挤压石棉盘根，保证档杆与高压进汽室之间的密封性，防止高压蒸汽泄漏。
进一步地，所述档杆一端设有内螺纹，用于与执行机构的推杆进行连接，档杆另一端具有圆锥表面，圆锥的尖端处理为半球形；所述档杆上设置有限位圈，当档杆行至极限距离时，限位圈与压盖上接触，阻碍档杆继续伸入喷嘴内，避免完全阻塞喷嘴致使高压蒸汽管路压力升高超限。
进一步地，还包括定位环；所述定位环包括同心布置的外侧圆管和内侧圆管，外侧圆管和内侧圆管之间通过等间距设置的肋板连接；所述定位环安装在高压进汽室内，靠近喷嘴侧；所述档杆穿过定位环的内侧圆管后伸入喷嘴内；通过调节外侧圆管的外径、内侧圆管内径、内侧圆管与喷嘴出口截面的同轴度，对档杆进行支撑，防止其发生变形，确保高压蒸汽流通的环隙周向上分布均匀，降低流动阻力，减小档杆振动。
进一步地，所述支架包括法兰与角钢，角钢沿法兰圆周方向等间距布置，角钢的长度根据执行机构的推杆移动长度与档杆实需移动长度之间的差值决定；通过合理设置支架的角钢长度，可避免执行机构尺寸与档杆尺寸不匹配的现象出现，减少蒸汽喷射压缩器对执行机构的专配性要求。
进一步地，所述喷嘴采用拉伐尔喷嘴。
本发明的有益效果在于：
本发明通过档杆的轴向移动改变拉伐尔喷嘴的喉部流道面积，进而改变高压蒸汽的喷射流量；通过改变调节法兰的厚度与数量调整拉法尔喷嘴出口端面与扩散管收缩段入口端面的间距，进而改变低压蒸汽的引射流量。本发明实现了对喷嘴喉部面积、喷嘴出口与混合室收缩段入口间距的独立调节，从而可以高效地针对工况参数的变化将蒸汽喷射压缩器的工作性能调整到最佳状态，实现不同工况条件下调整蒸汽喷射器工作性能的功能，保证蒸汽喷射器运行特性始终处于良好状态。
附图说明
图1为本发明中一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器的结构示意图。
图2为本发明中定位环的端面示意图。
图3为本发明中支架的端面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明提供了一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，包括档杆6、高压进汽室7、接收室10、喷嘴11、混合室14；高压进汽室7设有高压蒸汽进口接管19；喷嘴11输入端与高压进汽室7连接，喷嘴11的输出端布置于混合室14的入口处；喷嘴11的输出端与混合室14的入口整体布置于接收室10内；接收室10设有低压蒸汽进气接管18；档杆6一端与执行机构连接，另一端穿过高压进汽室7延伸至喷嘴11的输出端；执行机构用于控制档杆6的轴向运动，通过档杆6的轴向运动改变喷嘴11的输出端喉部流道面积，进而调节高压蒸汽的喷射流量。
实施例1：
混合室14包括收缩段17、圆柱段16和扩张段15；收缩段17、圆柱段16和扩张段15同轴依次连接，收缩段17伸入接收室10内；接收室10通过调节法兰12与混合室14连接，通过调节法兰12调节喷嘴11的输出端与混合室14收缩段17入口端面的间距，进而调节低压蒸汽的引射流量。
实施例2：
收缩段17和圆柱段16起始段外表面为圆柱面，调节法兰12套装在圆柱面外侧，通过改变调节法兰12的数量和厚度调节喷嘴11的输出端与混合室14收缩段17入口端面的间距。
实施例3：
高压进汽室7为类T形结构，高压蒸汽进口接管19布置于T形底部，T形上部一端通过支架22与执行机构连接，另一端与喷嘴11的输入端连接。
实施例4：
高压进汽室7与支架22连接的端部设有同心的双层螺栓连接面，外层通过螺栓与支架22连接，内层通过螺栓与压盖4连接；档杆6与高压进汽室7的连接面由压盖4和石棉盘根5进行密封，通过旋紧压盖4上的螺栓，挤压石棉盘根5，保证档杆6与高压进汽室7之间的密封性，防止高压蒸汽泄漏。
实施例5：
档杆6一端设有内螺纹，用于与执行机构的推杆1进行连接，档杆6另一端具有圆锥表面，圆锥的尖端处理为半球形；档杆6上设置有限位圈21，当档杆6行至极限距离时，限位圈21与压盖4上接触，阻碍档杆6继续伸入喷嘴11内，避免完全阻塞喷嘴11致使高压蒸汽管路压力升高超限。
实施例6：
还包括定位环8；定位环8包括同心布置的外侧圆管25和内侧圆管26，外侧圆管25和内侧圆管26之间通过等间距设置的肋板24连接；定位环8安装在高压进汽室7内，靠近喷嘴11侧；档杆6穿过定位环8的内侧圆管26后伸入喷嘴11内；通过调节外侧圆管25的外径、内侧圆管26内径、内侧圆管26与喷嘴11出口截面的同轴度，对档杆6进行支撑，防止其发生变形，确保高压蒸汽流通的环隙周向上分布均匀，降低流动阻力，减小档杆6振动。
实施例7：
支架22包括法兰2与角钢3，角钢3沿法兰2圆周方向等间距布置，角钢3的长度根据执行机构的推杆1移动长度与档杆6实需移动长度之间的差值决定；通过合理设置支架22的角钢3长度，可避免执行机构尺寸与档杆6尺寸不匹配的现象出现，减少蒸汽喷射压缩器对执行机构的专配性要求。
实施例8：
如图1所示，本发明提供的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其主要组成部分包括高压进汽室7、拉伐尔喷嘴11、接收室10、混合室14、档杆6、电动执行机构、支架22、调节法兰12。高压进汽室7为类T形结构，一端通过支架22与电动执行机构相连，一端为高压蒸汽进口接管19，一端通过双头螺柱9与接收室10将拉伐尔喷嘴11夹持其中。混合室外侧的连接法兰13通过双头螺柱9与接收室10将一定数量的调节法兰12夹持其中。接收室10设有低压蒸汽进气接管18，与接收室10的内腔相通。档杆6一端与电动执行机构的推杆1通过螺纹相连，另一端经由高压进汽室7穿入拉伐尔喷嘴11之内。混合室14分为同轴的收缩段17、圆柱段16和扩张段15。收缩段17伸入接收室10之内，与接收室10的内腔相通。收缩段17和圆柱段16起始段外表面为圆柱面，收缩段外采用圆柱形表面取代常规的锥台表面，可降低调节法兰的制造难度，增强调节法兰的适用性，提高蒸汽喷射压缩器的结构调整的灵活性。调节法兰12套装在圆柱面外侧，通过双头螺栓与接收室相连。调节法兰12的厚度和数量可根据拉伐尔喷嘴11出口与收缩段17入口距离的变化范围进行调整。
通过控制档杆6伸入拉伐尔喷嘴11内的长度，可改变拉伐尔喷嘴11喉部的流通面积；通过改变调节法兰12的数量与厚度，可改变混合室14收缩段17入口与拉伐尔喷嘴11出口的间距。可根据实际运行工况，合理设置以上两个关键尺寸，使蒸汽喷射压缩器的工作性能达到最佳状态。
档杆6一端为设有内螺纹，用于与带有外螺纹的电动执行机构的推杆1进行连接；一端具有圆锥表面，尖端处理为半球形，可使得拉伐尔喷嘴11轴向截面面积变化圆滑，降低流动阻力。档杆6上设置有限位圈21，其安装位置由档杆6伸入拉伐尔喷嘴11的最大距离决定。当档杆6行至极限距离时，限位圈21与压盖4接触，阻碍档杆6继续伸入拉伐尔喷嘴11之内，可避免在执行机构出现故障的情况下，档杆插入深度超限，完全阻塞喷嘴致使高压蒸汽管路压力升高超限，极大程度提高了蒸汽喷射压缩器的安全性，防止出现高压蒸汽管路发生超压。
高压进汽室7一端设有同心的双层螺栓连接面，一层通过螺栓与支架22相连，一层通过螺栓20与压盖4相连。通过旋紧螺栓20，压盖4挤压石棉盘根5，由此对档杆6与高压进汽室7通孔间隙进行密封，防止高压蒸汽外泄。定位环8安装在高压进汽室内，靠近拉伐尔喷嘴11侧。档杆穿过定位环8内侧圆管后，伸入拉伐尔喷嘴内。如图2所示，定位环8由同心布置的外侧圆管25和内侧圆管26，通过等间距设置的肋板24连接组成。定位环8制造和安装过程中，通过严格控制外侧圆管25的外径和内侧圆管26内径，以及内侧圆管26与拉伐尔喷嘴11出口截面的同轴度，可以对档杆6进行支撑，防止其发生变形，确保高压蒸汽流通的环隙周向上分布均匀，降低流动阻力，减小档杆振动。
如图3所示，支架22由法兰2与角钢3组成，角钢3沿法兰2圆周方向等间距布置，长度根据推杆1移动长度与档杆6实移动长度之间的差值决定。通过合理设置支架22的角钢3长度，可避免电动执行机构尺寸与档杆6尺寸不匹配的现象出现，减少蒸汽喷射压缩器对电动执行机构的专配性要求。
本发明提出的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，能够通过档杆的轴向移动改变拉伐尔喷嘴的喉部流道面积，进而改变高压蒸汽的喷射流量；同时能够通过改变调节法兰的厚度与数量调整拉法尔喷嘴出口端面与扩散管收缩段入口端面的间距，进而改变低压蒸汽的引射流量。综合以上两种方式，最终实现不同工况条件下调整蒸汽喷射器工作性能的功能，保证蒸汽喷射器运行特性始终处于良好状态。
本发明实现了对喷嘴喉部面积、喷嘴出口与混合室收缩段入口间距的独立调节，从而可以高效地针对工况参数的变化将蒸汽喷射压缩器的工作性能调整到最佳状态。本发明涉及的支架可根据电动执行机构与档杆的尺寸进行定向设计，可降低对电动执行机构的设计要求，减少设备整体的制造成本和装配难度。本发明涉及的限位圈可防止档杆轴向移动距离超限，防止喷嘴堵塞诱发的高压蒸汽管道超压事故出现，显著提高了蒸汽喷射压缩器的安全性和可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：包括档杆(6)、高压进汽室(7)、接收室(10)、喷嘴(11)、混合室(14)；所述高压进汽室(7)设有高压蒸汽进口接管(19)；所述喷嘴(11)输入端与高压进汽室(7)连接，喷嘴(11)的输出端布置于混合室(14)的入口处；所述喷嘴(11)的输出端与混合室(14)的入口整体布置于接收室(10)内；所述接收室(10)设有低压蒸汽进气接管(18)；所述档杆(6)一端与执行机构连接，另一端穿过高压进汽室(7)延伸至喷嘴(11)的输出端；所述执行机构用于控制档杆(6)的轴向运动，通过档杆(6)的轴向运动改变喷嘴(11)的输出端喉部流道面积，进而调节高压蒸汽的喷射流量。
2.根据权利要求1所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述混合室(14)包括收缩段(17)、圆柱段(16)和扩张段(15)；所述收缩段(17)、圆柱段(16)和扩张段(15)同轴依次连接，收缩段(17)伸入接收室(10)内；所述接收室(10)通过调节法兰(12)与混合室(14)连接，通过调节法兰(12)调节喷嘴(11)的输出端与混合室(14)收缩段(17)入口端面的间距，进而调节低压蒸汽的引射流量。
3.根据权利要求2所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述收缩段(17)和圆柱段(16)起始段外表面为圆柱面，所述调节法兰(12)套装在圆柱面外侧，通过改变调节法兰(12)的数量和厚度调节喷嘴(11)的输出端与混合室(14)收缩段(17)入口端面的间距。
4.根据权利要求1所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述高压进汽室(7)为类T形结构，高压蒸汽进口接管(19)布置于T形底部，T形上部一端通过支架(22)与执行机构连接，另一端与喷嘴(11)的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述高压进汽室(7)与支架(22)连接的端部设有同心的双层螺栓连接面，外层通过螺栓与支架(22)连接，内层通过螺栓与压盖(4)连接；所述档杆(6)与高压进汽室(7)的连接面由压盖(4)和石棉盘根(5)进行密封，通过旋紧压盖(4)上的螺栓，挤压石棉盘根(5)，保证档杆(6)与高压进汽室(7)之间的密封性，防止高压蒸汽泄漏。
6.根据权利要求5所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述档杆(6)一端设有内螺纹，用于与执行机构的推杆(1)进行连接，档杆(6)另一端具有圆锥表面，圆锥的尖端处理为半球形；所述档杆(6)上设置有限位圈(21)，当档杆(6)行至极限距离时，限位圈(21)与压盖(4)上接触，阻碍档杆(6)继续伸入喷嘴(11)内，避免完全阻塞喷嘴(11)致使高压蒸汽管路压力升高超限。
7.根据权利要求1所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：还包括定位环(8)；所述定位环(8)包括同心布置的外侧圆管(25)和内侧圆管(26)，外侧圆管(25)和内侧圆管(26)之间通过等间距设置的肋板(24)连接；所述定位环(8)安装在高压进汽室(7)内，靠近喷嘴(11)侧；所述档杆(6)穿过定位环(8)的内侧圆管(26)后伸入喷嘴(11)内；通过调节外侧圆管(25)的外径、内侧圆管(26)内径、内侧圆管(26)与喷嘴(11)出口截面的同轴度，对档杆(6)进行支撑，防止其发生变形，确保高压蒸汽流通的环隙周向上分布均匀，降低流动阻力，减小档杆(6)振动。
8.根据权利要求1所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述支架(22)包括法兰(2)与角钢(3)，角钢(3)沿法兰(2)圆周方向等间距布置，角钢(3)的长度根据执行机构的推杆(1)移动长度与档杆(6)实需移动长度之间的差值决定；通过合理设置支架(22)的角钢(3)长度，可避免执行机构尺寸与档杆(6)尺寸不匹配的现象出现，减少蒸汽喷射压缩器对执行机构的专配性要求。
9.根据权利要求1所述的一种可变工作性能的蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述喷嘴(11)采用拉伐尔喷嘴。
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