RU2045700C1

RU2045700C1 - Steam generating device

Info

Publication number: RU2045700C1
Authority: RU
Inventors: Валентин Александрович Левадный
Original assignee: Институт радиоэкологических проблем Беларуси
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: power engineering; manufacture of steam generators. SUBSTANCE: steam generating device has housing with lateral cylindrical wall 1 and end walls 2 and 3. Secured in wall 1 are tangential branch pipes for supply and discharge of working fluid. Axial-flow branch pipes 6 and 7 are secured in walls 2 and 3, respectively. Housing is divided into inlet vortex compartment 10 and outlet vortex compartment 11 by transverse partition 8 located between branch pipes 4 and 5 and provided with center hole 9. Compartment 10 is made with varying distance between wall 2 and partition 8 which reduces as present radius increases to magnitude which is lesser or equal to half maximum radius of inlet compartment 10 and increases as present radius increases from above-mentioned magnitude to magnitude equal to maximum radius of inlet compartment 10. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для очистки и опреснения жидких сред. The invention relates to energy and can be used for cleaning and desalination of liquid media.

Известно парогенерирующее устройство, содержащее цилиндрический корпус, разделенный поперечной перегородкой с центральным отверстием на входной и выходной отсеки, снабженные тангенциальными патрубками для подвода и отвода рабочей жидкости и осевыми патрубками для отвода пара [1]
Недостатком такого парогенерирующего устройства является пониженное качество пара из-за выноса капель жидкости вдоль плоских торцевых стенок вследствие торцевых эффектов.Known steam generating device containing a cylindrical body, separated by a transverse partition with a Central hole on the inlet and outlet compartments, equipped with tangential nozzles for supplying and discharging the working fluid and axial nozzles for draining steam [1]
The disadvantage of such a steam generating device is the reduced quality of the steam due to the removal of liquid droplets along the flat end walls due to end effects.

Известно парогенерирующее устройство, содержащее корпус, в боковой цилиндрической стенке которого укреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости, а в торцевых стенках осевые патрубки отвода пара, причем корпус разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием, расположенной между тангенциальными патрубками, на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, уменьшающимися с увеличением текущего радиуса входного отсека [2]
Недостатком такого парогенерирующего устройства является пониженная паропроизводительность, так как во входном отсеке происходит потеря окружной скорости жидкости и, как следствие, уменьшение кипящего объема из-за увеличения пути паровых пузырьков из кипящего объема к приосевой паровой области. Эти же причины приводят к повышению влажности пара, что снижает его качество.It is known a steam generating device comprising a housing in which a tangential nozzle for supplying and discharging a working fluid is fixed in a side cylindrical wall, and axial nozzles for removing steam in the end walls, the housing being divided by a transverse partition with a central opening located between the tangential nozzles, into the inlet and outlet swirl compartments the first of which is made with a variable distance between the end wall and the partition, decreasing with increasing current radius of the input compartment [2]
The disadvantage of such a steam generating device is reduced steam production, since in the inlet compartment there is a loss in the peripheral velocity of the liquid and, as a result, a decrease in the boiling volume due to the increased path of the steam bubbles from the boiling volume to the axial vapor region. The same reasons lead to an increase in steam humidity, which reduces its quality.

Задачей изобретения является повышение паропроизводительности и улучшение качества пара. The objective of the invention is to increase steam production and improve the quality of steam.

В парогенерирующем устройстве, содержащем корпус, в боковой цилиндрической стенке которого укреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости, а в торцевых стенках осевые патрубки отвода пара, причем корпус разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием, расположенной между упомянутыми тангенциальными патрубками, на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой. In a steam generating device comprising a housing, in the side cylindrical wall of which tangential nozzles for supplying and discharging the working fluid are fixed, and in the end walls axial nozzles for removing steam, the housing is divided by a transverse partition with a central opening located between the tangential nozzles into the inlet and outlet vortex compartments, the first of which is made with a variable distance between the end wall and the partition.

Поставленная задача достигается тем, что входной отсек выполнен с расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, уменьшающимся с увеличением текущего радиуса до величины, меньшей либо равной половине максимального радиуса входного отсека и увеличивающимся с увеличением текущего радиуса от упомянутой величины до величины, равной максимальному радиусу входного отсека. The problem is achieved in that the input compartment is made with a distance between the end wall and the partition, decreasing with increasing current radius to a value less than or equal to half the maximum radius of the input compartment and increasing with increasing current radius from the above value to a value equal to the maximum radius of the input compartment .

На фиг.1 схематично изображено парогенерирующее устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 schematically shows a steam generating device; figure 2 section aa in figure 1.

Парогенерирующее устройство содержит корпус с боковой цилиндрической стенкой 1 и торцевыми стенками 2 и 3. В стенке 1 закреплены тангенциальные патрубки 4 и 5 соответственно подвода и отвода рабочей жидкости. В стенках 2 и 3 закреплены осевые патрубки 6 и 7 соответственно. Корпус разделен поперечной перегородкой 8 с центральным отверстием 9, расположенной между патрубками 4 и 5, на входной вихревой отсек 10 и выходной отсек 11. Входной отсек 10 выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой 2 и перегородкой 8, уменьшающимся с увеличением текущего радиуса входного отсека r не более чем до r_о/2, а затем увеличивающимся до r_o.The steam generating device comprises a housing with a side cylindrical wall 1 and end walls 2 and 3. In wall 1, tangential pipes 4 and 5 are fixed, respectively, for supplying and discharging the working fluid. In the walls 2 and 3 fixed axial nozzles 6 and 7, respectively. The housing is divided by a transverse partition 8 with a central hole 9 located between the nozzles 4 and 5, on the input vortex compartment 10 and the output compartment 11. The input compartment 10 is made with a variable distance between the end wall 2 and the partition 8, decreasing with increasing current radius of the input compartment r not more than r _o / 2, and then increasing to r _o .

Парогенерирующее устройство работает следующим образом. Steam generating device operates as follows.

Жидкость, нагретую до температуры ниже температуры насыщения при заданном давлении подают по тангенциальному патрубку 4 во входной отсек 10 корпуса. Вихревой поток жидкости стремится через центральное отверстие 9 в поперечной перегородке 8 попасть в выходной отсек 11 корпуса, при этом уменьшается проходное сечение отсека 10 и радиус вращения жидкости в нем, в результате чего скорость жидкости возрастает вследствие законов сохранения момента количества движения и неразрывности, а давление в ней падает в соответствии с законом Бернулли. На определенном радиусе закрутки давление жидкости во входном отсеке 10 становится равным давлению насыщения при данной температуре, а на меньших радиусах меньше давления насыщения, и жидкость вскипает. Уменьшение расстояния между торцевой стенкой 2 и перегородкой 8 не более чем до середины максимального радиуса входного отсека 10 обеспечивает максимальное количество генерируемого пара в результате увеличения скорости жидкости только из-за уменьшения проходного сечения входного отсека 10. Под действием возникающего в результате вращения жидкости градиента давления по радиусу пузырьки пара выталкиваются к оси корпуса и собираются в центральной паровой полости, из которой пар отводится потребителю через осевые патрубки 7 и 6. Уменьшение проходного сечения входного отсека 10 обеспечивает максимальное ускорение жидкости до середины либо меньше радиуса отсека 10 и, как следствие, повышение паропроизводительности, при этом давление пара в приосевом пространстве устройства не влияет на давление в парогенерирующем объеме входного отсека 10, что также повышает паропроизводительность. A liquid heated to a temperature below the saturation temperature at a given pressure is supplied through a tangential pipe 4 to the inlet compartment 10 of the housing. The vortex fluid flow tends through the central hole 9 in the transverse partition 8 to enter the outlet compartment 11 of the housing, while the passage section of the compartment 10 and the radius of rotation of the fluid in it are reduced, as a result of which the fluid velocity increases due to conservation laws of angular momentum and continuity, and the pressure it falls in accordance with Bernoulli's law. At a certain swirl radius, the liquid pressure in the inlet compartment 10 becomes equal to the saturation pressure at a given temperature, and at smaller radii it is less than the saturation pressure, and the liquid boils. Reducing the distance between the end wall 2 and the partition 8 to no more than the middle of the maximum radius of the inlet compartment 10 provides the maximum amount of steam generated as a result of an increase in the fluid velocity only due to a decrease in the passage section of the inlet compartment 10. Under the action of the pressure gradient resulting from the rotation of the fluid, the radius of the vapor bubbles are pushed to the axis of the housing and are collected in the Central steam cavity, from which steam is discharged to the consumer through the axial nozzles 7 and 6. Reduction the passage section of the inlet compartment 10 provides the maximum acceleration of the liquid to the middle or less than the radius of the compartment 10 and, as a result, an increase in steam production, while the vapor pressure in the axial space of the device does not affect the pressure in the steam-generating volume of the inlet compartment 10, which also increases the steam production.

Увеличивающееся расстояние между стенкой 2 и перегородкой 8 по ходу парожидкостной среды во входном отсеке 10 на радиусе равном либо меньшем половины максимального обеспечиваем повышенную генерацию пара в результате дополнительного падения давления вследствие расширения потока, а также снижение влажности пара в результате исключения выноса капель жидкости вдоль торцевых стенок входной камеры 10. The increasing distance between the wall 2 and the partition 8 along the vapor-liquid medium in the inlet compartment 10 at a radius equal to or less than half the maximum provides increased steam generation as a result of an additional pressure drop due to expansion of the flow, as well as a decrease in steam humidity due to the exclusion of liquid droplets along the end walls input chamber 10.

Неиспарившийся вращающийся остаток жидкости через центральное отверстие 9 в поперечной перегородке 8 попадает в выходной отсек 11 корпуса, где, вращаясь, движется от оси последней к периферии, восстанавливает давление и выходит через тангенциальный патрубок 5. An unevaporated rotating liquid residue through the central hole 9 in the transverse partition 8 enters the outlet compartment 11 of the housing, where, rotating, it moves from the axis of the latter to the periphery, restores pressure and exits through the tangential pipe 5.

Парогенерирующее устройство обладает в 2-3 раза большей паропроизводительностью и генерирует сухой пар. The steam generating device has 2-3 times more steam capacity and generates dry steam.

Claims

STEAM GENERATING DEVICE, comprising a housing, in the side cylindrical wall of which tangential nozzles for supplying and discharging the working fluid are fixed, and in the end walls axial nozzles for discharging steam, the housing being divided by a partition located between the tangential nozzles with a central opening into the inlet and outlet swirl compartments, the first of which is made with a variable distance between the end wall and the partition, decreasing with increasing current radius of the input compartment, different the fact that the input compartment is made with a distance between the end wall and the partition, decreasing with increasing current radius to a value less than or equal to half the maximum radius of the input compartment, and increasing with increasing current radius from the above value to a value equal to the maximum radius of the input compartment.