双套式流体高效降温降压器制造技术

双套式流体高效降温降压器，是对原有双套式冷却器的一种改进设计，使其具有降温和降压双重功能，包括绕制成螺旋状的外套管和贯穿于外套管内的内管，其特征是内管的内径不大于４毫米，适用于对各种高温高压流体取样分析时的降温降压处理。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是对现有双套式冷却器的一种改进，涉及一种对高温高压流体同时具有降温和降压功能的高效降温降压器。一些生产部门为了某种生产目的，常常将某种常温常压的流体变成高温高压流体。例如火力发电厂、核电站、石油化工等部门的锅炉、再热器将常温常压下的水变成饱和蒸汽、过热蒸汽，其温度可达300～540℃，压强可达10-20MPa，利用这种状态下的蒸汽去推动汽轮机发电，输送热能。这些高温高压流体中所含有害元素的种类，含量大小对热力设备、输送管道的安全、经济运行密切相关，连续在线监测这些有害物质十分重要，但是用于监测这些物质的在线成份分析仪表(俗称化学分析仪表)只能接受常温常压样品，就必须将从采样点流出的高温高压样品流进行降温压处理，变成常温常压样品才能供分析仪器使用。目前为止，传统的降温降压处理装置如附附图说明图1所示其核心部件由冷却器(3)和减压器(5)构成。即高温高压样品流经过高温高压阀(6-1)、(6-2)、(6-3)冷却器(3-1)、(3-2)冷却到常温，再经过过滤器(4)、减压器(5)降压变为常压样流，经安全阀(6-4)最后从阀门(6-5)流出，作为分析仪器或人工取样的样品。现用的冷却器主要有二种，即附图2所示的筒形螺旋管式和双套管式。现用筒形螺旋管式冷却器，如附图2所示，样品流在螺旋管中流动，它是由Ф10-16mm的1Cr18Ni9Ti管绕制而成，外筒通冷却水，用不锈钢或加防腐层碳钢筒制成。这种结构的冷却器效果差，为了提高冷却水的利用率，改变冷却水进水方向，使其沿筒壁切向进水。例如南京电力自动化设备厂制造的SQT型系列水汽集中取样分析装置，电力部中联动力化学技术实业公司制造ZLS系列水汽取样分析装置，苏州中新动力设备辅件厂制造SQZ系列水汽取样装置中使用的冷却器均属此类。改进后的冷却器还存在冷却筒、螺旋管容积大，在运行过程中不能保证冷却水与螺旋管中样品流各部分充分进行热交换，冷却效果不能提得太高。另外因为螺旋管粗，对样品流的降压作用极小。传统的双套式冷却器与本技术的双套式流体高效降温降压器结构相同，参照图4，由二根不同直径的不锈钢管(如1Cr18Ni9Ti内管外径Ф10-12mm，外管外径大于Ф20mm)绕制成螺旋管。工作时，内管通样品流，内外管之间通冷却水，相向而行。这类冷却器中冷却水的利用率较高，但与筒形螺旋管式冷却器一样对样品流不具备降压功能。电力部泰川电站仪表厂生产的QSZ-I型机炉汽水分析装置及宝钢自备电厂等一些引进设备的发电厂的汽水取样架中的冷却器属于此类。为了将冷却器流出的常温高压样品流降至常压，在冷却器后面配备专用的减压器(5)，70-80年代，国内外通常的做法是使样品流通过一不锈钢制成的毛细管，长度由降压的多少决定。由于毛细管阻塞后不易处理，80年代未改进制成螺旋槽式减压器，如附图3所示，其中(7)为调节杆，(8)为细螺纹，即让高压样品流通过细螺纹达到降压目的，样品流通过螺纹的实际长度可用调节杆调节。目前取样装置生产厂几乎采用这种减压器，这种减压器堵塞后便于拆洗，但几次拆洗后易破损密封，引起渗漏，使用中需精心维护。为减少减压器堵塞，在减压器前面配有用细不锈钢丝制成不同结构的可拆装的过滤器(4)，清洗这种过滤器比较费事。本技术的目的是提供一种具有降温和降压双重功能的双套式流体高效降温降压器，涉及对现有双套式冷却器尺寸要素的一种改进设计。实现本技术目的的具体方案是双套式流体高效降温降压器，包括绕制成螺旋状的外套管(1)和贯穿于外套管(1)内的内管(2)，其特征在于内管(2)的内径不大于4毫米。本技术是一种新型降温降压设备，虽然最终完成的任务与图1所示的现有设备相同，但经对原有的双套式冷却器内管径尺寸改进后使其同时具备了降温降压功能，产生了意想不到的效果，使用中无需专用减压器，冷却器被本技术所代替，样品流的降温降压是在本技术的双套式流体高效降温降压器一个设备中完成的。如前所述，专用减压器是装置中最易堵塞需精心维护的部件。本技术的具体优点体现在1、冷却水利用率极高。由于样品流管细，管内流速平均约在8m/s以上，且成螺旋状，螺旋管外径小，雷诺数达到104数量级，样流在管内呈深度湍流状，使样品流各部分通过细管壁能充分与冷却水进行热交换，冷却水在一狭窄的通道内作螺旋运动，冷却水的各部分又有充分的机会与细金属管外壁接触，吸收样品流释放出的热量，试验证明只需约传统冷却器冷却水量的1/2-2/3就能达到同样冷却效果。现在一般用去离子水作冷却水，节省冷却水，就是有效地降低运行费用。2、具有明显的降压作用。根据流体力学中的范宁公式来估计样品流在管内压降ΔPΔ=2fLV2ρgdi×(1+3.74diDc)]]>其中f-摩擦系数L-内管长度V-流体在内管内平均流速ρ-流体密度g-重力加速度di-内管内径Dc-螺旋筒外径若以水为例，当样品流细管长L=4m，内径di=0.002m，螺旋筒外径Dc=0.07m，水样平均速度V=8m/s，若取f=0.1，则管压降约为2.8/MPa，可行性实验时，管压降接近此计算值。当样品流通过降温降压器时发生相变，例如，高温高压蒸汽被冷却变成水时，范宁公式不适用，其压降更大，甚至因压降过大，使样流达不到额定流量，需采用较粗的样品流管。3、样品流对样品流细管具有清洗作用。因样品流细管内样品流呈湍流状态快速流动(如当额定流量1500ml/min，管内径2mm，管内样品流速达8m/s)，对管壁有自清洗作用。4、制作容易，成本低。以下结合附图所示的实施例对本技术作进一步说明。图1，传统的降温降压装置系统图；图2，筒形螺旋管式冷却器结构示意图；图3，螺旋槽式减压器结构示意图；图4，本技术双套式流体高效降温降压器结构示意图。本技术结构如附图4所示，其结构与传统的双套式冷却器结构相同，只是在内管(2)的管径上有尺寸的变化，但尺寸的变化却使原有双套式冷却器改变了功能，成为同时具有降温降压双重功能的流体高效降温降压器，使流体的降温降压在本技术一个设备中完成，筒化了设备，带来显著优点。本技术是由一根绕制成螺旋状的外套管(1)和贯穿于外套管(1)内的内管(2)构成，两端分别具有样品流体和冷却水进出口。内管(2)的内管经不大于4毫米。骨管(2)的内径可根据要求的压降ΔP及管长度L和所形成的螺旋筒外径Dc由公式ΔP=2fLV2gdi×(1+3.74diDc)]]>导出对于具体设备而言，要求的压降ΔP、流速V、流体密度ρ、摩擦系数f固定不变，根据实际情况选定内管(2)的长度L和螺旋筒外径Dc，即可推算出内管(2)的内径di。本技术材料一般选用1Gr18Ni9Ti金属管制成，内管(2)内径不大于4毫米，由样品流降压大小要求选定。壁厚由样品流的压强选定，对一般要求1-3毫米可完全满足要求，使其能满足承受的压力要求。外套管(1)和内管(2)之间形成的螺旋状空间是冷却水通道，根据具体要求确定外套管(1)内径和壁厚。试验证明，螺旋状冷却水通道横截面积选用50-75平方毫米比较适当，由此可推算出外套管(1)的内径。当冷却水在降温降压器的入口压强本文档来自技高网...

【技术保护点】
双套式流体高效降温降压器，包括绕制成螺旋状的外套管（１）和贯穿于外套管（１）内的内管（２），其特征在于：内管（２）的内径不大于４毫米。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：承学东，
申请(专利权)人：承学东，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]