蒸汽蓄熱器是以水為載熱體直接儲蓄蒸汽的蓄熱設備,屬于壓力容器范疇。蒸汽蓄熱器中的水既是蒸汽和水進行熱交換的傳熱介質,又是儲蓄熱能的載熱體。
蒸汽蓄熱器的蓄熱機理,是在壓力容器中預先貯存約占總容積80%~90%的水,將高壓飽滿蒸汽或過熱蒸汽通入這水中加熱水,即傳輸熱能與水,使蒸汽蓄熱器內水的溫度和壓力升高,形成具有一定壓力的飽滿水。然后在蒸汽蓄熱器內壓力下降的條件下,飽滿水成為過熱水,立即沸騰而自蒸發(fā),產生蒸汽。
常見的臥式蒸汽蓄熱器的核心結構,是在鋼制圓柱形壓力容器內部裝有用于充蒸汽的分配總管,以及按一定要求分布朝下安裝的支管,支管末端裝有蒸汽噴頭(或稱噴嘴),蒸汽噴頭外圍裝有水流循環(huán)筒(或稱換流管),這些總稱為加熱裝置。
蒸汽蓄熱器內的蒸汽噴頭上開有數(shù)個開口向上的小孔,水流循環(huán)筒罩在蒸汽噴頭上。水流循環(huán)筒的作用是,當蒸汽通過噴頭連續(xù)噴入水中時,使水流循環(huán)筒內的水和汽向上流出筒的上口后擴散在水中并凝結為水,同時釋放出熱量以加熱附近的水。
這是伴隨著相變的混合式熱交換過程,也是傳熱和傳質的熱力過程。與此同時,因水流循環(huán)筒內上部汽水混合物流出后局部壓力下降,使得筒的下口附近外部的水流入筒內。如此不斷循環(huán)對流,使得蒸汽蓄熱器內上下各部位的水溫趨于接近。這時,蒸汽蓄熱器內的壓力和水溫均升高,水位也會由于流入的蒸汽凝結為水而升高。水的焓值提高到與壓力容器內壓力相對應的飽滿水焓值。
以上就是蒸汽蓄熱器的充熱過程。