RU208191U1

RU208191U1 - Flash Evaporator

Info

Publication number: RU208191U1
Application number: RU2021128186U
Authority: RU
Inventors: Олег Георгиевич Салашенко; Евгений Александрович Копылов; Павел Александрович Блохин; Сергей Максимович Стёпин; Александр Михайлович Неволин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Реиннольц ЛАБ"
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2021-12-07

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для получения пресной и обессоленной воды и может быть применена в теплоэнергетической промышленности. Сущность полезной модели заключается в испарителе мгновенного вскипания, состоящем из ступеней, корпус каждой из которых разделен стенкой на камеру расширения и камеру конденсации, при этом в вышеупомянутой стенке установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации, при этом внутренние пространства камер расширения разных ступеней соединены между собой входами и выходами солесодержащей жидкости, в камерах конденсации установлены перегородки, при этом через камеры конденсации и их перегородки проходят теплообменные трубки, а сепаратор выполнен съемным. Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени испарителя мгновенного вскипания. 1 з.п. ф-лы, 5 фиг.The utility model relates to devices for producing fresh and demineralized water and can be applied in the heat and power industry. The essence of the utility model lies in a flash evaporator consisting of stages, the body of each of which is divided by a wall into an expansion chamber and a condensation chamber, while a separator is installed in the aforementioned wall connecting the interior of the expansion chamber and the condensation chamber, while the internal spaces of the expansion chambers are different The stages are interconnected by the inlets and outlets of the salt-containing liquid, partitions are installed in the condensation chambers, while heat exchange tubes pass through the condensation chambers and their partitions, and the separator is made removable. The technical result, to which the utility model is directed, is to increase the maintainability and durability of the flash evaporator stage. 1 z.p. f-ly, 5 figs.

Description

Полезная модель относится к устройствам для получения пресной и обессоленной воды и может быть применена в теплоэнергетической промышленности.The utility model relates to devices for obtaining fresh and demineralized water and can be applied in the heat and power industry.

В качестве прототипа выбран испаритель мгновенного вскипания, состоящий из ступеней, каждая из которых разделена стенкой на камеру расширения и камеру конденсации, при этом в вышеупомянутой стенке установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации, при этом внутренние пространства камер расширения разных ступеней соединены между собой входами и выходами солесодержащей жидкости, в камерах конденсации установлены перегородки, при этом через камеры конденсации и их перегородки проходят теплообменные трубки, а сепаратор неразъемно присоединен к стенке [RU2303475, дата публикации: 27.07.2007 г. МПК: B01D 3/06, С02F 1/04, B01D 1/16].As a prototype, a flash evaporator was chosen, consisting of stages, each of which is divided by a wall into an expansion chamber and a condensation chamber, while a separator is installed in the aforementioned wall connecting the inner space of the expansion chamber and the condensation chamber, while the inner spaces of the expansion chambers of different stages are connected between each other the inlets and outlets of the saline liquid, partitions are installed in the condensation chambers, while heat exchange tubes pass through the condensation chambers and their partitions, and the separator is permanently attached to the wall [RU2303475, publication date: 27.07.2007 IPC: B01D 3/06, C02F 1/04, B01D 1/16].

Недостатком прототипа является низкая ремонтопригодность и долговечность ступени испарителя мгновенного вскипания, из-за несъемной конструкции сепаратора. Это существенным образом затрудняет его ремонт и обслуживание, и не позволяет выполнять их с требуемой периодичностью, вследствие чего возможно скопление на элементах сепаратора нерастворимого осадка, состоящего из примесей обессоливаемой воды, уменьшение размеров отверстий для прохода пара через сепаратор и, как следствие, снижение объема пара, попадающего в камеру конденсации, или полное прекращение его поступления, ввиду закупорки сепаратора, что может привести к выходу ступени испарителя мгновенного вскипания из строя, что существенным образом снижает надежность испарителя мгновенного вскипания.The disadvantage of the prototype is the low maintainability and durability of the flash evaporator stage, due to the non-removable structure of the separator. This significantly complicates its repair and maintenance, and does not allow them to be performed at the required frequency, as a result of which insoluble sediment, consisting of impurities of demineralized water, may accumulate on the separator elements, reduce the size of the holes for steam passage through the separator and, as a result, reduce the volume of steam. entering the condensation chamber, or completely stopping it from entering, due to blockage of the separator, which can lead to the failure of the flash evaporator stage, which significantly reduces the reliability of the flash evaporator.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности испарителя мгновенного вскипания.The technical problem to be solved by the utility model is to improve the reliability of the flash evaporator.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени испарителя мгновенного вскипания.The technical result to be achieved by the utility model consists in increasing the maintainability and durability of the flash evaporator stage.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Испаритель мгновенного вскипания состоит из ступеней, корпус каждой из которых разделен стенкой на камеру расширения и камеру конденсации, при этом в вышеупомянутой стенке установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации, при этом внутренние пространства камер расширения разных ступеней соединены между собой входами и выходами солесодержащей жидкости, в камерах конденсации установлены перегородки, при этом через камеры конденсации и их перегородки проходят теплообменные трубки. В отличие от прототипа сепаратор выполнен съемным, корпус ступени содержит средства для разъемного соединения сепаратора и стенки и извлечения сепаратора из ступени, а напротив сепаратора корпус имеет люк для извлечения сепаратора.The flash evaporator consists of stages, the body of each of which is divided by a wall into an expansion chamber and a condensation chamber, while a separator is installed in the aforementioned wall connecting the internal space of the expansion chamber and the condensation chamber, while the internal spaces of the expansion chambers of different stages are connected to each other by inputs and with outlets of a saline liquid, partitions are installed in the condensation chambers, while heat exchange tubes pass through the condensation chambers and their partitions. Unlike the prototype, the separator is removable, the stage housing contains means for detachable connection of the separator and the wall and removal of the separator from the stage, and opposite the separator, the housing has a hatch for removing the separator.

Ступень обеспечивает процесс конденсации пара, полученного из перегретой солесодержащей жидкости. Корпус каждой ступени разделен стенкой на камеру расширения и камеру конденсации.The stage provides the process of condensation of steam obtained from the superheated saline liquid. The casing of each stage is divided by a wall into an expansion chamber and a condensation chamber.

Камера расширения обеспечивает возможность разделения перегретой солесодержащей жидкости на пар и солесодержащую жидкость. Камера расширения имеет вход и выход солесодержащей жидкости, которые в испарителе обеспечивают возможность соединения внутреннего пространства камеры расширения с внутренними пространствами камер расширения смежных ступеней или с магистралями подвода/отвода сред из испарителя. Вход и выход солесодержащей жидкости могут быть представлены отверстиями, патрубками или переточными устройствами. Они могут быть расположены в противоположных частях камеры расширения. При этом для постоянного обновления объема солесодержащей жидкости внутри камеры расширения выход солесодержащей жидкости может быть расположен на дне камеры расширения, а дно камеры расширения при этом может иметь наклон или может быть выполнено воронкообразным в направлении выхода солесодержащей жидкости. Это позволяет повысить эффективность выведения солесодержащей жидкости из камеры расширения и снижает риск ее накопления в камере расширения, что повышает долговечность ступени. В стенке, разделяющей корпус на камеру расширения и камеру конденсации, установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации. Для этого стенка имеет отверстие для прохода пара.The expansion chamber provides the ability to separate the superheated saline liquid into steam and saline liquid. The expansion chamber has an inlet and outlet for a saline liquid, which in the evaporator provide the ability to connect the internal space of the expansion chamber with the internal spaces of the expansion chambers of adjacent stages or with lines for supplying / removing media from the evaporator. The inlet and outlet of saline liquid can be represented by holes, branch pipes or overflow devices. They can be located on opposite sides of the expansion chamber. In this case, for constant renewal of the volume of saline liquid inside the expansion chamber, the outlet of the saline liquid can be located at the bottom of the expansion chamber, and the bottom of the expansion chamber may be inclined or funnel-shaped in the direction of the saline-containing liquid outlet. This makes it possible to increase the efficiency of removing saline liquid from the expansion chamber and reduces the risk of its accumulation in the expansion chamber, which increases the durability of the stage. A separator is installed in the wall dividing the housing into an expansion chamber and a condensation chamber, which connects the inner space of the expansion chamber and the condensation chamber. For this, the wall has an opening for the passage of steam.

Сепаратор обеспечивает возможность отделения капельной влаги от пара за счет осаждения капель на внутренних поверхностях сепаратора. Сепаратор имеет вход и выход пара. Сепаратор закреплен на стенке таким образом, что выход ориентирован в направлении отверстия для входа пара в камеру конденсации. Сепаратор выполнен съемным, что позволяет осуществлять его чистку, обслуживание и ремонт с требуемой периодичностью без необходимости отсоединения его от стенки посредством выпиливания, расклепки и других видов повреждения каких-либо частей испарителя мгновенного вскипания, что существенным образом повышает ремонтопригодность и долговечность ступени испарителя мгновенного вскипания. Для этого сепаратор и стенка могут содержать средства для разъемного соединения сепаратора и стенки и извлечения его из ступени. Средства для разъемного соединения сепаратора и стенки и извлечения его из ступени могут быть выполнены в виде выступов на сепараторе и направляющих на стенке или наоборот.The separator provides the ability to separate the droplet moisture from the steam due to the deposition of droplets on the inner surfaces of the separator. The separator has a steam inlet and outlet. The separator is fixed on the wall in such a way that the outlet is oriented in the direction of the opening for steam inlet into the condensation chamber. The separator is removable, which allows it to be cleaned, serviced and repaired at the required frequency without the need to detach it from the wall by sawing, riveting and other types of damage to any parts of the flash evaporator, which significantly increases the maintainability and durability of the flash evaporator stage. To this end, the separator and the wall may contain means for detachable connection of the separator and the wall and removing it from the stage. The means for detachable connection of the separator and the wall and removing it from the stage can be made in the form of protrusions on the separator and guides on the wall, or vice versa.

Средства для разъемного соединения сепаратора и стенки могут быть представлены отверстием или группой отверстий на сепараторе и/или стенке и резьбовыми элементами для разъемного соединения в виде болтов, гаек шпилек и пр. Также средства для разъемного соединения сепаратора и стенки могут быть представлены зажимами, расположенными на сепараторе и/или на стенке.The means for detachable connection of the separator and the wall can be represented by an opening or a group of holes on the separator and / or the wall and threaded elements for detachable connection in the form of bolts, stud nuts, etc. separator and / or on the wall.

Также не исключен вариант исполнения, в котором средства для разъемного соединения сепаратора и стенки могут быть представлены кронштейнами, закрепленными на сепараторе и/или на стенке.Also, it is not excluded an embodiment in which the means for detachable connection of the separator and the wall can be represented by brackets fixed to the separator and / or to the wall.

Средства для разъемного соединения сепаратора и стенки преимущественно расположены с той стороны или в той части сепаратора, где находится выход из него пара. Также они могут быть расположены на той стороне сепаратора, которая соприкасается со стенкой. Либо они могут быть расположены на той его стороне, которая является смежной вышеупомянутой стороне, соприкасающейся со стенкой.Means for detachable connection of the separator and the wall are preferably located on that side or in that part of the separator where the steam outlet is located. They can also be located on the side of the separator that is in contact with the wall. Or they can be located on that side of it that is adjacent to the aforementioned side in contact with the wall.

Корпус ступени напротив сепаратора имеет люк для извлечения сепаратора. Люк может быть расположен на любой стороне корпуса в области камеры расширения. Люк может иметь любую форму и размеры, обеспечивающие беспрепятственное извлечение сепаратора. Он может быть выполнено прямоугольным, полукруглым, треугольным или иметь форму многоугольника. Также не исключена возможность выполнения люка в виде съемной стороны корпуса ступени. Дополнительно люк может быть прикрыт крышкой. Крышка может быть закреплена при помощи любого вида разъемного соединения, обеспечивающего герметичность корпуса ступени.The stage housing opposite the separator has a hatch for removing the separator. The hatch can be located on either side of the housing in the area of the expansion chamber. The hatch can be of any shape and size so that the separator can be easily removed. It can be rectangular, semicircular, triangular or polygon-shaped. Also, the possibility of making the hatch in the form of a removable side of the step body is not excluded. Additionally, the hatch can be covered with a cover. The cover can be fixed using any kind of detachable connection, which ensures the tightness of the stage body.

Камера конденсации обеспечивает возможность фазового перехода пара, полученного из камеры расширения, в дистиллят. Для этого камера конденсации содержит теплообменные трубки и перегородки. Теплообменные трубки обеспечивают возможность теплообмена между теплоносителем трубного пространства и паром в камере конденсации, что создает условия для конденсации пара на наружных поверхностях труб. Теплообменные трубки могут быть выполнены металлическими.The condensation chamber enables the phase transition of the vapor obtained from the expansion chamber into the distillate. For this, the condensation chamber contains heat exchange tubes and baffles. Heat exchange tubes provide the possibility of heat exchange between the coolant of the tube space and steam in the condensation chamber, which creates conditions for steam condensation on the outer surfaces of the tubes. Heat exchange tubes can be made of metal.

Перегородки обеспечивают возможность фиксации пространственного положения теплообменных трубок в камерах конденсации и определяют скорость движения потока пара, влияющую на теплообмен. Перегородки преимущественно установлены поперечно пучку теплообменных трубок и обеспечивают их неподвижное закрепление относительно корпуса ступени. Также по краям теплообменные трубки зафиксированы трубными досками.The baffles provide the ability to fix the spatial position of the heat exchange tubes in the condensation chambers and determine the speed of the steam flow, which affects heat transfer. The baffles are predominantly installed transversely to the bundle of heat exchange tubes and ensure their fixed fixation relative to the stage body. Also at the edges of the heat exchange tubes are fixed with tube sheets.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».The utility model can be made of known materials using known means, which indicates its compliance with the criterion of patentability "industrial applicability".

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что сепаратор выполнен съемным, а корпус ступени напротив сепаратора имеет люк для извлечения сепаратора, что позволяет отсоединить сепаратор от стенки камеры расширения, а затем беспрепятственно извлечь его из камеры расширения без нарушения целостности корпуса ступени, что обеспечивает возможность проведения своевременного ремонта сепаратора и очистки его от отложений, образующихся в процессе эксплуатации испарителя, и тем самым позволяет снизить риск выхода из строя ступени испарителя мгновенного вскипания и устройства в целом ввиду закупорки сепаратора.The utility model is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that the separator is removable, and the stage housing opposite the separator has a hatch for removing the separator, which allows the separator to be disconnected from the wall of the expansion chamber, and then freely removed from the expansion chamber without disturbing the integrity of the stage body, which makes it possible to timely repair the separator and clean it from deposits formed during the operation of the evaporator, and thereby reduce the risk of failure of the flash evaporator stage and the device as a whole due to blockage of the separator.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени испарителя мгновенного вскипания, тем самым повышается надежность испарителя мгновенного вскипания.This ensures the achievement of the technical result, which consists in increasing the maintainability and durability of the flash evaporator stage, thereby increasing the reliability of the flash evaporator.

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The utility model is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, which testifies to its compliance with the “novelty” criterion of patentability.

Полезная модель поясняется следующими фигурами.The utility model is illustrated by the following figures.

Фиг. 1 - Испаритель мгновенного вскипания, для наглядности стенка камеры конденсации удалена, изометрия.FIG. 1 - Evaporator of flash boiling, for clarity, the wall of the condensation chamber is removed, isometric view.

Фиг. 2 - Ступень испарителя мгновенного вскипания, средства для разъемного соединения сепаратора и стенки представлены выступами на сепараторе, и поперечными направляющими на стенке, а для извлечения сепаратора в верхней части ступени, напротив сепаратора выполнен люк, закрытый крышкой.FIG. 2 - The stage of the flash boiling evaporator, the means for detachable connection of the separator and the walls are represented by protrusions on the separator, and transverse guides on the wall, and for removing the separator in the upper part of the stage, opposite the separator there is a hatch closed with a cover.

Фиг. 3 - Ступень испарителя мгновенного вскипания, средства для разъемного соединения сепаратора и стенки представлены выступами на сепараторе и продольными направляющими на стенке.FIG. 3 - The stage of the flash evaporator, the means for detachable connection of the separator and the wall are represented by protrusions on the separator and longitudinal guides on the wall.

Фиг. 4 - Ступень испарителя мгновенного вскипания по фиг. 3, для извлечения сепаратора в боковой стороне корпуса ступени напротив сепаратора выполнен люк, закрытый крышкой, вид сбоку.FIG. 4 - The stage of the flash evaporator of FIG. 3, for removing the separator, a hatch is made in the side of the stage housing opposite the separator, closed with a cover, side view.

Фиг. 5 - Ступень испарителя мгновенного вскипания по фиг. 3, для извлечения сепаратора боковая сторона корпуса ступени выполнена в виде съемной панели, вид сбоку.FIG. 5 - The stage of the flash evaporator of FIG. 3, for removing the separator, the side of the step body is made in the form of a removable panel, side view.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the utility model, an embodiment thereof is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present utility model is by no means limited to the presented embodiment.

Испаритель мгновенного вскипания состоит из водораспределительной камеры 1, поворотных водяных камер 2 и последовательно соединенных ступеней, каждая из которых разделена стенкой 3 на камеру 4 расширения и камеру 5 конденсации. В стенке 3 установлен съемный сепаратор 6, соединяющий внутреннее пространство камеры 4 расширения и камеры 5 конденсации.The flash evaporator consists of a water distribution chamber 1, rotary water chambers 2 and series-connected stages, each of which is divided by a wall 3 into an expansion chamber 4 and a condensation chamber 5. A removable separator 6 is installed in the wall 3, which connects the inner space of the expansion chamber 4 and the condensation chamber 5.

Для обеспечения съемной конструкции сепаратор 6 с противоположных сторон содержит выступы 7, а стенка 3 содержит закрепленные на ней направляющие 8. Для извлечения сепаратора корпус ступени в области камеры 4 имеет люк, расположенный напротив сепаратора и прикрытый крышкой 9.To provide a removable structure, the separator 6 on opposite sides contains projections 7, and the wall 3 contains guides 8 fixed on it.

Внутреннее пространство камер 4 расширения разных ступеней соединено между собой переточными устройствами 10 со входами и выходами, при этом переточное устройство 10 первой ступени соединяет внутренние пространства камеры 4 расширения и водораспределительной камеры 1. В каждой камере 5 конденсации установлены перегородки 11. Через перегородки 11 проходят теплообменные трубки 12, внутреннее пространство которых соединено с внутренним пространством поворотных водяных камер 2.The internal space of the expansion chambers 4 of different stages is interconnected by overflow devices 10 with inputs and outputs, while the overflow device 10 of the first stage connects the internal spaces of the expansion chamber 4 and the water distribution chamber 1. In each condensation chamber 5, partitions 11 are installed. tubes 12, the inner space of which is connected to the inner space of the rotary water chambers 2.

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

Перегретая вода через водораспределительную камеру 1 и переточные устройства 10 поступает в камеру 4 расширения, где происходит ее вскипание, при котором часть воды преобразуется в пар, а часть - разбрызгивается паром. Далее поток пара поступает к сепаратору 6, где часть капель осаждается и выводится на дно камеры 4 расширения и движется к следующей ступени. Пар, очищенный в сепараторе 6 от капель воды, поступает в камеру 5 конденсации, где в процессе прохождения межтрубного пространства, конденсируется на теплообменных трубках 12, в которые через поворотные водяные камеры 2 подается теплоноситель трубного пространства. После этого дистиллят стекает на дно камеры 5 конденсации и через патрубок (не показан на фигурах) потребителю или поступает на следующую ступень испарителя мгновенного вскипания.Superheated water through the water distribution chamber 1 and overflow devices 10 enters the expansion chamber 4, where it boils, in which part of the water is converted into steam, and part is sprayed with steam. Further, the steam flow enters the separator 6, where part of the droplets is deposited and discharged to the bottom of the expansion chamber 4 and moves to the next stage. The steam, cleaned from water droplets in the separator 6, enters the condensation chamber 5, where, in the process of passing the annular space, it condenses on the heat exchange tubes 12, into which the heat carrier of the tube space is supplied through the rotary water chambers 2. After that, the distillate flows down to the bottom of the condensation chamber 5 and through a branch pipe (not shown in the figures) to the consumer or enters the next stage of the flash evaporator.

После завершения цикла работы испарителя, перегретая вода и технологические жидкости удаляются из ступеней испарителя мгновенного вскипания, после чего осуществляется демонтаж крышки 9 и через люк производится извлечение сепаратора 6 из камеры 4 расширения для его чистки или замены.After the completion of the evaporator operation cycle, superheated water and process fluids are removed from the flash boiling evaporator stages, after which the cover 9 is dismantled and the separator 6 is removed from the expansion chamber 4 through the hatch to clean or replace it.

Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени сепаратора испарителя мгновенного вскипания, тем самым повышается надежность испарителя мгновенного вскипания.Thus, the achievement of the technical result is achieved, which consists in increasing the maintainability and durability of the separator stage of the flash evaporator, thereby increasing the reliability of the flash evaporator.

Claims

1. An evaporator of flash boiling, consisting of stages, the body of each of which is divided by a wall into an expansion chamber and a condensation chamber, while a separator is installed in the aforementioned wall connecting the internal space of the expansion chamber and the condensation chamber, while the internal spaces of the expansion chambers of different stages are connected between are the inlets and outlets of the saline liquid, partitions are installed in the condensation chambers, while heat exchange tubes pass through the condensation chambers and their partitions, characterized in that the separator is removable, the stage housing contains means for detachable connection of the separator and the wall and removing the separator from the stage, and opposite the separator, the housing has a hatch for separator extraction.

2. An evaporator according to claim 1, characterized in that the housing at the bottom of the expansion chamber is inclined.