RU2203448C2

RU2203448C2 - Deaerator

Info

Publication number: RU2203448C2
Application number: RU2001113041/06A
Authority: RU
Inventors: О.Ю. Казанцев; Н.П. Кузнецов; В.Г. Пименов; В.А. Пономаренко; А.И. Салтыков
Original assignee: Научно-производственное акционерное общество закрытого типа "ЗОЯ"
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2003-04-27

Abstract

FIELD: thermal engineering; feedwater thermal deaeration. SUBSTANCE: deaerator has housing with end plates of which upper one has emitting gas outlet pipe, inlet and outlet compartments provided with tangential nozzles for inlet of liquid to be deaerated and outlet of deaerated liquid, respectively; hollow wall of housing is provided in vicinity of inlet compartment and has tangential nozzles or holes for communication with outlet compartment; hollow wall communicates with deaerating water source. Inner wall of housing in vicinity of inlet compartment and housing wall in vicinity of outlet compartment are made, respectively, in the form of shaped contraction and diffuser smoothly joined together. Upper end plate is provided with reservoir communicating with emitting gas outlet pipe and has bottom with holes to pass emitting gases; it is filled with Rashig rings covered on top with screen. Reservoir is disposed either inside housing or on upper end plate and its side wall is conoidal to inner wall of upper compartment and has holes to pass emitting gases. EFFECT: enhanced operating efficiency of deaerator. 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для термической деаэрации питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей. The invention relates to a power system, and in particular to devices for thermal deaeration of feed water of steam boilers and make-up water of heating networks.

Известен деаэратор, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, верхняя из которых имеет патрубок отвода выделившихся газов, и поперечной перегородкой, разделяющей корпус на входной и выходной отсеки, снабженные соответственно тангенциальными патрубками для подвода деаэрируемой и отвода деаэрированной жидкости /1/. Known deaerator containing a cylindrical housing with end caps, the upper of which has a branch pipe for evacuating gases, and a transverse partition separating the body into the inlet and outlet compartments, respectively equipped with tangential pipes for supplying a deaerated and a discharge of deaerated liquid / 1 /.

Указанный деаэратор не обеспечивает требуемое качество деаэрированной воды. The specified deaerator does not provide the required quality of deaerated water.

Известен также деаэратор, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, верхняя из которых имеет патрубок отвода выделившихся газов, и поперечной перегородкой, разделяющей корпус на входной и выходной отсеки, снабженные соответственно тангенциальными патрубками для подвода деаэрируемой и отвода деаэрированной жидкости, с выполненной полой стенкой корпуса в зоне входного отсека, имеющей тангенциальные сопла или отверстия для сообщения с выходным отсеком и подключенной к источнику деаэрирующей среды /2/. A deaerator is also known, comprising a cylindrical body with end caps, the upper of which has a branch pipe for evacuating gases, and a transverse partition separating the body into the inlet and outlet compartments, respectively equipped with tangential pipes for supplying a deaerated and discharge of a deaerated liquid, with a hollow body wall in the zone of the inlet compartment having tangential nozzles or openings for communication with the outlet compartment and connected to a source of deaerating medium / 2 /.

Данный деаэратор имеет низкую эффективность из-за большого гидравлического сопротивления в месте нахождения поперечной перегородки, где к тому же образуются застойные зоны. Кроме того, выделившиеся в деаэраторе газы содержат большое количество водяных паров, что приводит к значительным затратам энергии на их удаление. This deaerator has low efficiency due to the large hydraulic resistance at the location of the transverse septum, where stagnant zones are also formed. In addition, the gases released in the deaerator contain a large amount of water vapor, which leads to significant energy costs for their removal.

Цель изобретения - повышение эффективности работы деаэратора путем уменьшения его гидравлического сопротивления и снижения содержания водяных паров в отводимых из деаэратора выделившихся газах. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the deaerator by reducing its hydraulic resistance and reducing the content of water vapor in the evolved gases discharged from the deaerator.

Указанная цель достигается тем, что в деаэраторе, содержащем корпус с торцевыми крышками, верхняя из которых имеет патрубок отвода выделившихся газов, с входным и выходным отсеками, снабженными соответственно тангенциальными патрубками для подвода деаэрируемой и отвода деаэрированной жидкости, с выполненной полой стенкой корпуса в зоне входного отсека, имеющей тангенциальные сопла или отверстия для сообщения с выходным отсеком и подключенной к источнику деаэрирующей среды, внутренняя стенка корпуса в зоне входного отсека и стенка корпуса в зоне выходного отсека выполнены соответственно в виде профилированных конфузора и диффузора, плавно сопряженных между собой горловиной. This goal is achieved by the fact that in a deaerator containing a housing with end caps, the upper of which has a branch pipe for evolving gases, with inlet and outlet compartments equipped with respectively tangential pipes for supplying a deaerated and discharge deaerated liquid, with a hollow body wall in the inlet zone compartment with tangential nozzles or openings for communication with the output compartment and connected to a source of deaerating medium, the inner wall of the housing in the area of the inlet compartment and the wall of the core pus in the area of the output compartment are respectively made in the form of profiled confuser and diffuser, smoothly interconnected by a neck.

Кроме того, верхняя торцевая крышка снабжена емкостью, присоединенной к патрубку отвода выделившихся газов, с днищем, в котором выполнены отверстия для прохода выделившихся газов, и заполненной кольцами Рашига, поверх которых установлена решетка. In addition, the upper end cover is equipped with a tank attached to the exhaust gas outlet pipe, with a bottom in which openings for the passage of released gases are made, and filled with Raschig rings, on top of which a grate is installed.

Причем емкость, заполненная кольцами Рашига, размещена или внутри корпуса, а ее боковая стенка выполнена коноидальной с внутренней стенкой входного отсека и имеет отверстия для прохода выделившихся газов, или на верхней торцевой крышке. Moreover, the tank filled with Rashig rings is placed either inside the housing, and its side wall is made conoidal with the inner wall of the inlet compartment and has openings for the passage of released gases, or on the upper end cover.

Выполнение внутренней стенки корпуса в зоне входного отсека и стенки корпуса в зоне выходного отсека соответственно в виде профилированных конфузора и диффузора, плавно сопряженных между собой горловиной, устраняет резкий переход от входного отсека к выходному и позволяет тем самым уменьшить гидравлическое сопротивление деаэратора. The implementation of the inner wall of the housing in the area of the input compartment and the wall of the housing in the area of the output compartment, respectively, in the form of profiled confuser and diffuser, smoothly interconnected by the neck, eliminates the sharp transition from the input compartment to the output and thereby reduces the hydraulic resistance of the deaerator.

Наличие емкости, присоединенной к патрубку отвода выделившихся газов, с днищем, в котором выполнены отверстия для прохода выделившихся газов, и заполненной кольцами Рашига, позволяет сконденсировать на поверхности колец Рашига значительную часть водяных паров из выделившихся газов и вернуть конденсат обратно в деаэратор, тем самым снизить нагрузку с отсасывающего тракта. The presence of a tank attached to the outlet pipe of the evolved gases, with a bottom in which openings are made for the passage of evolved gases, and filled with Raschig rings, allow condensation on the surface of Raschig rings a significant part of the water vapor from the evolved gases and return the condensate back to the deaerator, thereby reducing load from the suction tract.

Установка решетки поверх колец Рашига предохраняет от попадания последних в отсасывающий тракт при нештатной работе деаэратора, например, при переполнениях деаэратора водой. Installing the grill over the Rashig rings prevents the latter from entering the suction path during abnormal operation of the deaerator, for example, when the deaerator is overfilled with water.

Размещение емкости, заполненной кольцами Рашига, внутри корпуса и выполнение ее боковой стенки коноидальной с внутренней стенкой входного отсека позволяет рационально использовать пространство корпуса деаэратора. Для деаэраторов небольших размеров с малой производительностью целесообразнее размещение емкости, заполненной кольцами Рашига, на верхней торцевой крышке. Placing a container filled with Rashig rings inside the casing and making its side wall conoidal with the inner wall of the inlet compartment makes it possible to rationally use the space of the deaerator casing. For deaerators of small sizes with low productivity, it is more expedient to place a container filled with Raschig rings on the upper end cap.

На фиг. 1 изображен деаэратор, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.3 - вариант исполнения деаэратора с размещением емкости, заполненной кольцами Рашига, на верхней торцевой крышке. In FIG. 1 shows a deaerator, a longitudinal section; FIG. 2 is a view A of FIG. 1; figure 3 - embodiment of the deaerator with the placement of the tank, filled with Raschig rings, on the upper end cover.

Деаэратор содержит корпус 1 с торцевыми крышками 2 и 3, верхняя 2 из которых имеет патрубок 4 отвода выделившихся газов, с входным и выходным отсеками 5 и 6, снабженными соответственно тангенциальными патрубками 7 и 8 для подвода деаэрируемой и отвода деаэрированной жидкости. Стенка 9 корпуса 1 в зоне входного отсека 5 выполнена полой и имеет тангенциальные сопла или отверстия 10 для сообщения с входным отсеком 5. Полость стенки 9 в зоне входного отсека 5 посредством патрубка 11 подсоединена к источнику деаэрирующей среды (не показан). Внутренняя стенка 12 корпуса 1 в зоне входного отсека 5 и стенка 13 в зоне выходного отсека 6 выполнены соответственно в виде профилированных конфузора и диффузора, плавно сопряженных между собой горловиной 14. Верхняя торцевая крышка 2 снабжена емкостью 15, присоединенной к патрубку 4 отвода выделившихся газов, с днищем 16, в котором выполнены отверстия 17 для прохода выделившихся газов, и заполнена кольцами Рашига 18, поверх которых установлена решетка 19, предотвращающая попадание колец Рашига 18 в отсасывающий тракт при нештатной работе деаэратора, например при переполнениях деаэратора водой. Емкость 15 может быть размещена или внутри корпуса 1, при этом ее боковая стенка 20 выполнена коноидальной с внутренней стенкой 12 и имеет отверстия 21 для прохода выделившихся газов, или на верхней торцевой крышке для деаэраторов небольших размеров с малой производительностью. The deaerator comprises a housing 1 with end caps 2 and 3, the upper 2 of which has a branch pipe 4 for evacuating gases, with inlet and outlet compartments 5 and 6, respectively equipped with tangential pipes 7 and 8 for supplying a deaerated and a discharge of deaerated liquid. The wall 9 of the housing 1 in the area of the inlet compartment 5 is hollow and has tangential nozzles or holes 10 for communication with the inlet compartment 5. The cavity of the wall 9 in the area of the inlet compartment 5 is connected via a pipe 11 to a source of a deaerating medium (not shown). The inner wall 12 of the housing 1 in the area of the input compartment 5 and the wall 13 in the area of the output compartment 6 are respectively shaped as a confuser and a diffuser, smoothly interconnected by the neck 14. The upper end cover 2 is provided with a capacity 15 attached to the outlet 4 of the evolved gas, with a bottom 16, in which openings 17 are made for the passage of released gases, and is filled with Rashig rings 18, on top of which a grill 19 is installed to prevent the Rashig rings from getting into the suction tract during abnormal operation RA, for example, with deaerator overflows with water. The tank 15 can be placed either inside the housing 1, while its side wall 20 is made conoidal with the inner wall 12 and has openings 21 for the passage of released gases, or on the upper end cover for small deaerators with low productivity.

Работает деаэратор следующим образом. The deaerator works as follows.

Деаэрируемая жидкость через патрубок 7 подается во входной отсек 5 тангенциально. Деаэрирующая среда (перегретая вода или пар) через патрубок 11 поступает в полость стенки 9, откуда через тангенциальные сопла 10 попадает во входной отсек 5. Потоки деаэрируемой жидкости и деаэрирующей среды перемешиваются и приобретают вращательное движение с границей раздела жидкой и паровой фаз. При приближении к горловине 14 с уменьшением радиуса закрутки во вращающемся потоке увеличивается скорость, а давление в нем падает. Вода вскипает не доходя до границы раздела фаз и на самой границе. Пузырьки пара, образующегося от вскипания перегретой воды, проходят через слой воды и выталкиваются за границу раздела фаз. Жидкость при этом деаэрируется. Деаэрированная жидкость проходит по горловине 14 и попадает в выходной отсек 6, где вращение потока жидкости происходит по поверхности стенки 13 с увеличением радиуса закрутки, благодаря чему давление в потоке восстанавливается. Деаэрированная жидкость через патрубок 8 отводится из деаэратора. Выделившиеся газы через отверстия 17 и 21 соответственно в днище 16 и боковой стенке 20 проходят через емкость 15, где на поверхности колец Рашига 18 конденсируется значительная часть водяных паров. Через отверстия 17 в днище 16 конденсат сливается обратно в деаэратор. Далее выделившиеся газы отводятся через патрубок 4. The deaerated fluid through the pipe 7 is fed into the inlet compartment 5 tangentially. The deaerating medium (superheated water or steam) through the pipe 11 enters the cavity of the wall 9, from where it passes through the tangential nozzle 10 into the inlet compartment 5. The flows of the deaerated liquid and the deaerating medium are mixed and acquire a rotational motion with the interface between the liquid and vapor phases. When approaching the neck 14 with a decrease in the radius of twist in a rotating stream, the speed increases, and the pressure in it drops. Water boils before reaching the interface and at the interface itself. Bubbles of steam generated from boiling of superheated water pass through a layer of water and are pushed out of the phase boundary. The fluid is deaerated. The deaerated liquid passes through the neck 14 and enters the outlet compartment 6, where the rotation of the fluid flow occurs on the surface of the wall 13 with an increase in the swirl radius, due to which the pressure in the flow is restored. Deaerated fluid through the pipe 8 is discharged from the deaerator. The gases released through the openings 17 and 21, respectively, in the bottom 16 and side wall 20 pass through a container 15, where a significant part of the water vapor condenses on the surface of the Rashig rings 18. Through the holes 17 in the bottom 16, the condensate is drained back to the deaerator. Next, the released gases are discharged through the pipe 4.

Такое выполнение деаэратора позволяет повысить эффективность работы деаэратора путем уменьшения его гидравлического сопротивления и снижения нагрузки на отсасывающий тракт за счет конденсации значительной части водяных паров из выделившихся газов. This embodiment of the deaerator allows you to increase the efficiency of the deaerator by reducing its hydraulic resistance and reducing the load on the suction tract due to the condensation of a significant part of the water vapor from the released gases.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 411269, кл. F 22 В 29/08, 1972.Sources of information
1. USSR copyright certificate 411269, cl. F 22 B 29/08, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР 1134842, кл. F 22 D 1/28. 2. Copyright certificate of the USSR 1134842, cl. F 22 D 1/28.

Claims

A deaerator comprising a housing with end caps, the upper of which has a branch pipe for evacuating gases, with inlet and outlet compartments provided with respectively tangential nozzles for supplying a deaerated and venting deaerated liquid, with a hollow body wall in the area of the inlet compartment having tangential nozzles or openings for communication with the output compartment and connected to the source of the deaerating medium, characterized in that the inner wall of the housing in the area of the input compartment and the wall of the housing in the exit zone of the corresponding compartment are made in the form of profiled confuser and diffuser, smoothly interconnected with each other, and the upper end cover is equipped with a tank attached to the exhaust gas outlet pipe, with a bottom in which holes are made for the passage of released gases, and filled with Rashig rings, on top of which a lattice, moreover, a container filled with Raschig rings is placed either inside the housing, and its side wall is made conoidally with the inner wall of the input compartment and has openings for passage leaking gases, or on the top end cap.