RU1133957C - Тепломассообменный аппарат (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Тепломассообменный аппарат, со держащий емкость, частично заполненную теплоносителем, размещенный в емкости эжектор с приемной камерой., активным и пассивным жидкостным сопла ,ми и камерой смешени , газопровод, подключенный.к активному соплу эжектора И погруженную в теплоноситель циркул ционную трубу,, выходной участок которой соббщен с жидкбстным соплом эжектора, отличающийс   тем что, с целью расширени  ра;6омего диапазона, выходной участок ;циркул ционной трубы расположен осесимметрично в приемной камере эжек|тора и снабжен выпуклым насадком, Iориентированным вершиной в сторону : газопровода и образующим с его стен1 ками активное сопло, а с выходным участком циркул ционной трубы - пас;сивное жидкостное сопло. 2. Аппарат по п. 1, отличаю щ и и с   тем, что эжектор заключен с кольцевым зазором в обечайку. 3.Аппарат, содержащий емкость, :частично заполненную теплоносителем, газопровод, размещенный в емкости :Э)кектор с приемной камерой и актив;ным профилированным соплом, укрепленным на газопроводе, и погруженную в теплоноситель циркул ционную трубу, выходной участок которой сообщен с приемной камерой эжектора, о т ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширени  рабочего диапазона, выходной участок циркул ционной трубы - снабжен цилиндрическим раструбом, а :активное сопло эжектора выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра с тангенциальными отверсти ми на боковой поверхности, осесимметрично установленного в раструбе циркул ционной трубы. 4.Аппарат по п. 3, отличающийс  тем,, что цилиндр СОСТО-. ОС ОС Ч О1 ит из набора дисков с радиальными выемками , образующими при сборке тан генциальные отверсти . vj 5.Аппарат по пп. 1 и 3, отличающийс  тем,, что при использовании нескольких эжекторов они объединены в группы с разной глуби;ной погружени  в теплоноситель своими активными соплами.

Description

Группа изобретений относитс  к теплообменной аппаратуре и может быть использована в энергетической и химической промышленности, в частности дл  конденсации токсичного пара.

Известон теплообменник, содержащий корпус,.частично заполненный жидким теплоносителем, установленные в корпусе газовое сопло и циркул ционные трубы, погруженные в теплоноситель .

Недостатком указанного устройства  вл етс  низка  интенсивность теплообмена , обусловленна  плохой циркул цией теплоносител .

Наиболее близким к предложенному аппарату  вл етс  тепломассообменный аппарат, содержащий емкость, частично заполненную теплоносителем, pa3Me-- - --....-« щенный в емкости эжектор с приемной камерой, активным и пассивным жидкостным соплами и камерой смешени , паропровод, подключенный к активному соплу эжектора, и погруженную в теплоноситель циркул ционную трубу, выходной участок которой сообщен с жид костным соплом эжектора. Корпус, эжектора установлен над уровнем теплоносител  и при течении пара его конденсаци  происходит в основном на по верхности теплоносител . Подача пара через паровое сопло приводит к возникновению разрежени  на срезе сопла, и охлаждающий теплоноситель всасываетс  через циркул  ционную трубу и частичн.о конденсирует пар в процессе движени . .Недостатком указанного аппарата  вл етс  его узкий рабочий диапазонj так как дл  создани  необходимого разрежени  требуетс  подвод пара под значительным давлением. Целью изобретени   вл етс  расширение рабочего диапазона. Указанна  цель в соответствии с первым вариантом изобретени  достигаетс  тем, что в известном тепломассообменном аппарате, содержащем емкость, частично заполненную теплоносителем , размещенный в емкости эжектор с приемной камерой, активным и пассивным жидкостным соплами, и камерой смешени , паропровод, под ключенный к активному соплу эжектора и погруженную в теплоноситель циркул ционную трубу, выходной участок ко торой сообщен с жидкостным соплом эжектора, выходной участок циркул ционной трубы расположен осесимметрично в приемной камере эжектора и снабжен выпуклым насадком , бриентиро

ванным вершиной в сторону паропровода и образующим с его стенками активное сопло, а с выходным, участком-гциркул ционной трубы - пассивное жидкoctнoe сопло.

Эжектор может быть заключен с кольцевым зазором в обечайку.

В соответствии со вторым вариантом изобретени  цель достигаетс  TefV что в известном тепломассообменном

аппарате, содержащем емкость., частично заполненную теплоносителем,, паропровод , размещенный в эжектор с приемной камерой и активным профилированным соплом, укрепленным на паропроводе , и погруженную в теплоноситель циркул ционную трубу., выходной участок которой сообщен с приемной камерой эжектора,, вуходной участок . циркул ционной снабженцилиндрическим раструбом,а активное сопло . эжектора выполнено Ё видеза глушенного с торЦа цилиндра с тангенциальны- j ми отверсти ми.на боковой поверхности , осесимметрично установленного в раструбе циркул ционной трубы. Цилиндр может состо ть из набора дисков с радиальными выемками, образующими при сборке тангенциальные отверсти . Кроме того, при использовании нескольких эжекторовкак по первому, так и по вторбмУварианту изобретени  они могут быть объединены в группы с разной глубиной погружени  в теплоноситель своими активными соплами . На фиг. 1 схематично изображен тепломассообменный аппарат, представл ющий собой комбинацию аппаратов по первому и второму вариантам изобретений} на фиг. 2 - эжектор, продольный разрез (первый вариант-) f на фиг. 3 - эжектор, разрез (второй вариант); на фиг. k - эжектор с цилиндром из набора дисков, разрез. Тепломассообменный аппарат по первому варианту изобретени  содержит емкость 1, частично заполненную теплоносителем 2, размещенный в емкости 1 эжектор 3 с приемной камерой k, активным 5 и пассивным жидкостным 6 .соплами и камерой смешени  7, паропровод 8, подключенный к активному соплу 5 эжектора, и погруженную в 51 теплоноситель 2 циркул ционную трубу 9, выходной участок 10 которой сообщен с жидкостным соплом 6 эжектора, расположен осесимметрично в приемной камере А эжектора и снабжен выпуклым насадком 11, ориентированным вершиной в сторону-паропровода 8 и образующим с его стенками активное сопло 5, а выходным участком 10циркул ционной трубы 9 - пассивное жидкостное ;сопло 6. Эжектор 3 может быть заключен с кольцевым зазором 12 в обечайку 13. Корпус эжектора 3 может быть выполнен а виде цилиндрической трубы или же иметь расширение I за срезом выпуклого насадка 11, а торец эжектора может быть выполнен зубча;тым с зубцами 15. В поперечном сечении эжектор может быть выполнен также в виде многогранника или какой- . либо.другой фигуры. Корпус эжектора 3 может быть расположен в емкости 1 как в вертикаль.ном, так и в горизонтальном положении.. I Выпуклый насадок 11 предназначен дл  профилированного вдува пара в по лость эжектора 3 и может иметь любую обтекаемую боковую поверхность.. По технологическим соображени м насадок . 11 в описыва емйм аппарате выполнен в виде корпуса 1б с прикрепленной со стороны его основани  обечайкой 17. В об1цем случае .насадок 11 может быть выполнен, например, в виде куполообразной поверхности: Емкость 1 должна быть герметичной и может быть снабжена дополнительными теплообмен.ными поверхност ми 18 и дополнительной :герметичной полостью 19, общей дл  всех эжекторов 3, установленных в емкости 1. Дл  дополнительной конденсации па ра емкость 1 и полость 19 могут быть снабжены впрыскивающими устройствами . 20, св занными через насос 21 с теп:лоносителем 2 или внешним источником 22, Емкость 1 может быть сообщена с полостью 19 через клапан 23 и снабже на воздушником 2k. Тепломассробменный аппарат по втд i рому варианту изобретени  содержит емкость 2S, частично заполненную теп лоносителем 26, паропровод 27, размещенный в емкости 25 эжектор 28 с приемной камерой 29 и активным профилированным соплом 30 укрепленным ;на паропроводе 27, и погруженную в теплоноситель 2б циркул ционную трубу 31 . выходной участок 32 который сообщен с приемной камерой 29 эжектора 28 и снабжен цилиндрическим раструбом 33, а активное сопло 30 эжектора 28 выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра 3 с тангенциальными отверсти ми 35 на боковой поверхности, осесимметрично- установленного в раструбе 33 циркул ционной трубы 31. Цилиндр 3 может состо ть из набора дисков Зб с радиальными выемками 37, образующими при сборке тангенциальные отверсти  35. При необходимости совместной работы аппаратов по первому и второму вариантам изобретени  емкости 1 и 25 могут быть совмещены, а теплоносители 2 и 2б могут представл ть, единый бассейн или же разделены перегородкой 38 и отличатьс  друг от друга по физико-химическому составу. В качестве теплоносителей согласно изобретению используетс  вода. В случае совмещени  емкостей 1 и 25 они могут быть снабжены общими теплообмеиными поверхност ми 18, полостью 19, впрыскивающими устройствами 20, сообщающим клапаном 23 и воздушником 2. При использовании двух и более эжекторов они могут быть объединены в группы с различным количеством эжекторов в каждой из них, причем упом нутые группы отличаютс  друг от друга глубиной погружени  в охлаждающий теплоноситель газовых сопел эжекторов,, что при повышении давлени  пара в полости 19 позвол ет вводить эжекторы в действие дискретно ,, группами, начина  с группы с наименьшей глубиной погружени  газового сопла. . Работают предложенные тепломассообменные аппараты следующим образом. При по влении пара в герметичной полости 19-давление в последней возрастает и жидкость -начинает вытесн тьс  из- сопел 5 и 30 эжекторов 3 и 28. При вытеснении воды из сопла, например сопла 30, с наименьшей глу биной погружени  включаетс  в работу соответствующа  группа-эжекторов, например эжектор 28.. Пар при этом закручиваетс  в отверсти х 35 цилиндра 3, поступает в раструб 33 и раскручивает жидкость в раструбе. В результате вращени  жидкости в раструбе, а также из-за разности удельных весов

7-1

смеси в раструбе и окружающего теплоносител  через циркул ционную трубу 31 возникает циркул ци  охлаждающего теплоносител  с нижней отметки емкости 25 к раструбу 33. При движении вверх в раструбе 33 пара и теплоносител  пар конденсируетс , и нагрета  смесь через верхний срез раструба 33 сливаетс  на теплоноситель 26., Таким образом, отработанный нагретый теплоноситель сливаетс  в верхнюю часть, емкости 25,- и обеспечиваетс  посто нный подвод холодного теплоносител  к циркул ционной трубе 31t Выполнение цилиндра З в виде дисков Зб повышает технологичность и упрощает изготовление эжектора.

При дальнейшем повышении давлени  в полости 19 вытесн етс  вода из сопел , например из сопла 5, следующей по глубине погружени  газовых сопел группы эжекторов, например эжектора 3. Пар через щели между зубцами 15 поступает в зазор 12-. Зубцы 15 преп тствуют проходу больших объемов пара и дроб т его на пузыри, соизмеримые с размером щелей между ними,, что способствует повышению надежности ап парата, так как при конденсации схлопывании пузырей возникают гидравлические удары, привод щие при не контролируемых объемах пара .в жидкое ти к разрушению элементов тепломассо обменного аппарата. Образовавшиес  пузыри пара поднимаютс  в зазоре 12, увлекают за собой теплоноситель- и в процессе движени , конденсируютс .

В результате возникает циркул ци  теплоносител  через зазор ,12 со сливом отработанной нагретой среды в верхнюю часть емкости 1. Дальнейшее повышение давлени  в полости 19 приводит к ускорению течени  потока пара через сопло 5, в результате чего на срезе сопла 5 возникает разрежение . Жидкость из -циркул ционной тру ы 9 поступает в область разрежени 

339578

и совместно с паром проходит эжектор 3 и выводитс  из него. Пар в процессе совместного движени  с жидкос« тью конденсируетс  и отработанна  нагрета  среда сливаетс  в верхнюю

часть емкости 1.

При наличии в эжекторе 3 расширени  И происходит более глубокое режение пара за паровым соплом 5, в результате чего через циркул ционную трубу 9 увеличиваетс  количество поступающей жидкости и наступает более интенсивна  конденсаци  пара. В циркул ционной трубе 9 образуетс  движение охлаждающей жидкости с нижней отметки емкости 1 к выходному участку 10. Слив отработанной среды в вер,хг нюю часть емкости в процессе конденсации пара способствует сохранению температуры -жидкости во всей емкости 1 и обеспечивает посто нный подвод.к трубе 9 холодного теплоносител . В процессе конденсации пара могут быть 25 при необходимости включены дополнительные теплообменные поверхности l8. По окончании процессаконденсации дл  удалени  остаточных паров из полости 19и емкости 1 могут быть включены впрыскивающие устройства 20 и по завершении удалени  паров давлени  в емкости 1 и полости 19 выравниваютс  открытием клапана 23.

Число эжекторов в каждой группе и количество групп, в которые объединены ,эжекторы в описанных устройствах , в каждом конкретном случае определ етс  услови ми работы аппарата в целом.

Описанные тепломассообменные аппараты способствуют более полной конденсации пара , уменьшают габариты устройства и позвол ют конденсиро g вать пар при более низком значении давлени , что расшир ет рабочий диапазон и повышает надежность устройства в целом.

.