一种汽水接触式热交换器技术领域
本发明涉及热交换器的结构、工作原理及控制方式技术领域，具体涉及一种有效提高二次蒸汽转化成热水的转化效率的汽水接触式热交换器。
背景技术
在造纸机的蒸汽冷凝水干燥部，通常采用多段供汽或热泵供汽的方式来加热烘缸，蒸发纸页中的水分，从而达到烘干纸页的目的。为了有利于烘缸排水，提高纸页烘干效率，造纸机干燥部蒸汽冷凝水热力系统末段的二次蒸汽往往需要通过热交换器将二次蒸汽变成热水，通过气体体积的突然变小而产生一定的抽吸力，使末段烘缸组内的冷凝水通畅排出，避免烘缸积水。通常采用的热交换器为汽水分离的非接触式热交换器，二次蒸汽走壳程，冷却水走管程，通过传导方式进行热交换。这种热交换器的优点是：由于冷却水和二次蒸汽是分离的，蒸汽冷凝水的硬度不会被破坏，冷凝水不需要经过软化处理可以直接回锅炉。其缺点是：由于热交换的方式是通过热传导的方式进行的，因此热交换效率比较低，换热时间长。
发明内容
本发明提供了一种高效的汽水接触式热交换器，该热交换器能够显著提高热交换器将高温二次蒸汽转化成冷凝水的效率。
为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
包括罐体以及与罐体上部连接的冷却水输入管道，所述冷却水输入管道的末端与设置于罐体内的冷却水喷淋装置相连，冷却水喷淋装置的下端设置有与罐体内壁中部相连的多孔板，罐体下部连接有二次蒸汽输入管道以及液态水回流管道。
所述冷却水喷淋装置包括与冷却水输入管道末端相连的球面结构的喷射面，喷射面上设置有冷却水喷射孔，冷却水喷射孔的孔径由喷射面底部到上部逐渐增大，喷射面采用不锈钢材质。
所述冷却水输入管道与喷射面的连接处设置有肋板，肋板的夹角为135度。
所述冷却水输入管道上安装有可更换的滤网。
所述滤网采用法兰式连接设置于罐体外侧的冷却水输入管道上。
所述多孔板为下凹弧形的不锈钢板，不锈钢板上分布有圆孔。
所述罐体顶部连接有混合气体出口管道，混合气体出口管道的末端连接于气水分离器内。
所述液态水回流管道上设置有温度变送器以及抽水泵，温度变送器与设置于冷却水输入管道上的流量调节阀相连，抽水泵与设置于罐体上的液位变送器相连。
本发明所述汽水接触式热交换器通过在热交换器罐体内部安装冷却水喷淋装置和多孔板，实现通入的高温二次蒸汽与冷却水在热交换器内部直接相遇进行热交换，且罐内液态水能快速汇聚并由液态水回流管道流走，使得热交换器对于高温二次蒸汽冷凝水的回收效率显著提高。
热传递的方式有传导、对流和辐射三种，对于冷凝水不需要回锅炉房的应用场合，可以采用对流的方式进行热交换。由于二次蒸汽与冷凝水直接接触，热交换的效率得到明显提高，能够非常彻底地将二次蒸汽转化成热水，使位于造纸机干燥部蒸汽冷凝水热力系统末段的冷凝水储存槽内产生一定的负压，保证末段烘缸组内部不积水，从而可以提高干燥部的干燥效率，达到节能减排的效果。
附图说明
图1是本发明所述汽水接触式热交换器的整体结构示意图；
图2是本发明所述冷却水喷淋装置的结构示意图；
图3是本发明所述滤网的安装示意图；
图4是本发明所述多孔板的俯视图；
图中：罐体1，多孔板2，冷却水喷淋装置3，滤网4，混合气体出口管道5，气水分离器6，流量调节阀7，冷却水输入管道8，液位变送器9，二次蒸汽输入管道10，温度变送器11，液态水回流管道12，抽水泵13，法兰式连接14。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3以及图4，本发明包括圆柱形的罐体1以及与罐体1侧面上部连接的冷却水输入管道8，所述冷却水输入管道8的末端与竖直向下设置于罐体1内的冷却水喷淋装置3相连，冷却水喷淋装置3的下端设置有一块与罐体1内壁中部相连的多孔板2，便于快速收集液态水，所述多孔板2为下凹弧形的不锈钢板，不锈钢板上分布有圆孔，罐体1侧面下部连接有二次蒸汽输入管道10以及液态水回流管道12。
为了增大冷却水的喷射范围，所述冷却水喷淋装置3包括与冷却水输入管道8末端相连的球面结构的喷射面，喷射面上设置有冷却水喷射孔，按照实际喷射压力的不同，冷却水喷射孔的孔径由喷射面底部到上部逐渐增大，以保证喷射出的水能均匀分布且能进一步雾化，冷却水引自自来水，为防止水中钙离子由于遇热钙化堵塞喷射孔，喷射面采用不锈钢材质，这样钙化的杂质遇到不锈钢小孔边缘容易破裂，从而降低喷射孔被堵塞的可能性；所述冷却水输入管道8与喷射面的连接处设置有肋板，肋板的夹角为135度，能增大整个喷淋装置的强度。
所述冷却水输入管道8上安装有可更换的滤网4，进一步净化冷却水；所述滤网4采用法兰式连接14设置于罐体1外侧的冷却水输入管道8上，便于定期更换。
所述罐体1顶部连接有不凝性气体和少量水蒸气的混合气体出口管道5，混合气体出口管道5的末端连接于气水分离器6内；所述液态水回流管道12上设置有温度变送器11以及抽水泵13，温度变送器11与设置于冷却水输入管道8上的流量调节阀7相连，抽水泵13与设置于罐体1上的液位变送器9相连。
本发明的工作原理：
从罐体1下部通入的高温二次蒸汽在罐体1内上升时与从冷却水喷淋装置3中喷射出的雾状低温冷却水直接接触，蒸汽遇冷后其中的水蒸气冷凝成液态水，与冷却水混合下降到罐体1中部下凹弧形的多孔板2后迅速汇集并由多孔板2上的小孔流到罐体1底部，然后由罐体底部的液态水回流管道12流走，二次蒸汽中部分不凝性气体和少量水蒸汽沿罐体1顶部混合气体出口管道5溢出到气水分离器6进一步回收混合气体中的水分。
由安装在液态水回流管道12上的温度变送器11检测热交换器出水温度，并通过控制器控制安装在冷却水输入管道8上的流量调节阀7的开度，保持高的热交换效率。罐体1上安装的液位变送器9检测热交换器内部液体的高度，并通过控制器控制液态水回流管道12上抽水泵13的启停，保持罐体1内液位不高于多孔板2最低点，以免液态水堵住多孔板2的小孔，使得多孔板2起不到快速汇聚液态水的目的。