RU2635752C2 - Смешивающий конденсатор - Google Patents

Смешивающий конденсатор Download PDF

Info

Publication number
RU2635752C2
RU2635752C2 RU2014140342A RU2014140342A RU2635752C2 RU 2635752 C2 RU2635752 C2 RU 2635752C2 RU 2014140342 A RU2014140342 A RU 2014140342A RU 2014140342 A RU2014140342 A RU 2014140342A RU 2635752 C2 RU2635752 C2 RU 2635752C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coolant
films
distribution system
flow
steam
Prior art date
Application number
RU2014140342A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014140342A (ru
Inventor
Хартвиг ВОЛЬФ
Франциско БЛАНДЖЕТТИ
Петер РУШЕ
Original Assignee
Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх filed Critical Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Publication of RU2014140342A publication Critical patent/RU2014140342A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2635752C2 publication Critical patent/RU2635752C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B3/00Condensers in which the steam or vapour comes into direct contact with the cooling medium
    • F28B3/04Condensers in which the steam or vapour comes into direct contact with the cooling medium by injecting cooling liquid into the steam or vapour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2321Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by moving liquid and gas in counter current
    • B01F23/23211Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by moving liquid and gas in counter current the liquid flowing in a thin film to absorb the gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B3/00Condensers in which the steam or vapour comes into direct contact with the cooling medium
    • F28B3/02Condensers in which the steam or vapour comes into direct contact with the cooling medium by providing a flowing coating of cooling liquid on the condensing surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B9/00Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/04Auxiliary systems, arrangements, or devices for feeding, collecting, and storing cooling water or other cooling liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/04Distributing or accumulator troughs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в смешивающих конденсаторах, например, для геотермальных электростанций. Устройство для конденсации пара, включающее в себя по меньшей мере два отсека (11, 12), с первой камерой (11), действующей в качестве конденсационного отсека сонаправленного потока, и второй камерой, действующей в качестве конденсационного отсека (12) встречного потока, при этом конденсационный отсек (11) включает в себя систему (115) распределения охлаждающей жидкости с множеством каналов, выполненных над множеством носителей пленок, имеющих области плоских поверхностей, чтобы поддерживать пленки охлаждающей жидкости. Технический результат – повышение эффективности системы охлаждения при уменьшении габаритов смешивающего конденсатора. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к смешивающим конденсаторам для использования в электростанции, в частности в геотермальной электростанции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Геотермальные энергетические ресурсы в последние годы вызывают значительный интерес, в качестве альтернативы к обычным углеводородным топливным ресурсам. Текучие среды, полученные из подземных геотермальных резервуаров, можно обрабатывать в наземных объектах, чтобы обеспечивать полезную энергию различных форм. В частности, интерес вызывает генерация электричества с помощью прохождения геотермального пара или пара через паровую турбину, подсоединенную к электрическому генератору.
Известно несколько различных типов геотермальных электростанций. Они включают в себя, например, электростанции, работающие по прямому циклу, геотермальные электростанции на парогидротермах, электростанции с непрямым циклом, электростанции, работающие по бинарному циклу и комбинированные или гибридные электростанции. Электростанции, работающие по прямому циклу, которые представляют особый интерес в отношении данного изобретения, включают в себя паровую турбину, которая приводится в действие непосредственно паром из недр земли. Пар, будучи расширенным в турбине, конденсируется в конденсаторе и выпускается в атмосферу или повторно вводится в подземные формации.
Патент США № 5,925,291 описывает смешивающий конденсатор для геотермальных применений. Геотермальные текучие среды обычно содержат множество потенциальных загрязняющих веществ, включающих в себя неконденсирующиеся газы (НКГ), такие как аммиак, сероводород и метан. Из-за этих загрязняющих веществ, в частности сероводорода, выброс выхлопа геотермального пара в атмосферу обычно запрещается по экологическим причинам. Таким образом, обычный подход заключается в выпуске жидких промышленных отходов турбины в паровой конденсатор, чтобы уменьшить противодавление турбины и сконцентрировать неконденсирующиеся газы для дальнейшего отвода, очистки или устранения на последующих участках.
Патент США № 5,925,291 дополнительно предлагает, чтобы многие геотермальные электростанции использовали смешивающие конденсаторы, в которых охлаждающая жидкость и пар смешиваются в конденсационной камере, чтобы конденсировать пар, выходящий из турбины. Смешивающие конденсаторы обычно предпочтительнее поверхностных конденсаторов в случае конденсации пара с высоким содержанием неконденсирующихся газов с коррозионным потенциалом. В поверхностных конденсаторах пар освобождает свою теплоту конденсации в циркуляционную охлаждающую воду через разделительную перегородку. Этот тип конденсаторов является предпочтительной реализацией циклического приемника отводимого тепла из-за превосходного общего среднего коэффициента теплопередачи, получаемого для конденсирующегося чистого (или квазичистого) пара в поверхностных конденсаторах.
Однако для конденсации пара с высоким содержанием неконденсирующихся компонентов (например, более 0,5% мольной доли) рассматривают использование 1 менее эффективного смешивающего конденсатора из-за пограничного слоя газовой пленки, который значительно увеличивает тепловое сопротивление для теплопередачи. Чтобы реализовать оптимальную эффективность теплопередачи, используя смешивающие конденсаторы, охлаждающую жидкость необходимо вводить в конденсационную камеру на достаточно высокой скорости, чтобы диспергировать жидкость в мелкие капельки, то есть формировать дождь, таким образом увеличивая площадь поверхности для конденсации.
К сожалению, этот высокоскоростной выпуск снижает продолжительность контакта между охлаждающей жидкостью и паром, который в свою очередь снижает эффективность теплообмена. Следовательно, обычные смешивающие конденсаторы требуют относительно больших конденсационных камер для компенсации этой низкой эффективности теплоотдачи и обеспечения достаточного контакта между жидкостью и паром для эффективной конденсации.
Как формулировано в патенте США № 5,925,291, возможный способ увеличения эффективности конденсации, и таким образом, минимизации размера смешивающего конденсатора, состоит в том, чтобы вводить охлаждающую жидкость через множество отдельных сопел, которые диспергируют охлаждающую жидкость в форме капелек или пленок. Поскольку пленки или капельки обеспечивают большую площадь поверхности для конденсации, чем обычный впрыск жидкости, охлаждающую жидкость можно вводить в камеру на более низкой скорости, то есть не создавая дождь из мелких капелек. Хотя эти конденсаторы распылительной камеры обеспечивают обычно улучшенную эффективность конденсации и более компактный дизайн, чем предыдущее поколение конденсаторов, они требуют значительного количества охлаждающей жидкости для получения достаточной конденсации. Поэтому и из-за дополнительных энергетических потребностей, и из-за потерь, связанных с накачиванием избыточной охлаждающей жидкости в конденсационную камеру, действительная отдача этих конденсаторов остается все еще низкой.
Патент США № 3,814,398 раскрывает смешивающий конденсатор, имеющий множество расположенных на расстоянии друг от друга пластин дефлектора, расположенных под углом относительно впускного отверстия охлаждающей жидкости. Пластины дефлектора располагают, чтобы разделять охлаждающую жидкость на фрагменты жидкости, таким образом создавая пленку хладагента. Конденсатор включает в себя многоструйные распылительные камеры, в которых каждая камера имеет пластины дефлектора и трубопровод для жидкости. Явными недостатками этой конструкции являются ее сложность и высокая стоимость из-за большого количества отделений, пластин дефлектора и трубопроводов для жидкости, требуемых для создания пленки.
Конденсатор, описанный в патенте США № 5,925,291, имеет камеру нисходящего потока пара и камеру восходящего потока пара, в котором каждая из камер потока пара включает в себя множество подводящих трубопроводов охлаждающей жидкости и парожидкостной контактной среды, расположенной под ними для облегчения контактного и прямого теплообмена между паром и охлаждающей жидкостью. Контактная среда включает в себя множество листов, выполненных с возможностью формирования вертикальных чередующихся каналов или проходов для потоков пара и охлаждающей жидкости. Камера восходящего потока пара также включает в себя второй набор подводящих трубопроводов охлаждающей жидкости, расположенных ниже парожидкостной контактной среды, которые функционируют периодически в ответ на перепад давлений в камере восходящего потока пара. Конденсатор дополнительно включает в себя отдельные перегородки для сбора конденсата и охлаждающей жидкости от каждой из камер потока пара. В альтернативных вариантах осуществления конденсатор включает в себя камеру поперечного потока и камеру восходящего потока, множество камер восходящего потока или одну камеру восходящего потока.
При обеспечении эффективной системы охлаждения, конденсатор, описанный в патенте США № 5,925,291, часто может быть трудным для изготовления и эксплуатации, поскольку сложно формировать чередующиеся каналы из стали. Каналы в равной степени нелегко очищать для предотвращения засорения или образования накипи. Поэтому, как можно заметить, целью настоящего изобретения является обеспечение компактного и эффективного смешивающего конденсатора, который исключает недостатки известных способов охлаждения, в частности в применении к конденсированному пару из геотермальных источников.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с аспектом настоящего изобретения обеспечено устройство для конденсации пара, имеющее по меньшей мере две камеры, с первой камерой, действующей в качестве конденсационной камеры параллельного потока, и второй камерой, действующей в качестве конденсационной камеры встречного потока, с конденсационной камерой параллельного потока, включающей в себя секцию распределения охлаждающей жидкости, включающую в себя множество каналов, выполненных над множеством элементов носителей пленок, обеспечивающих, по существу, плоские поверхности для сплошной пленки, чтобы обеспечивать связь с потоком пара.
В предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно включает в себя камеру и выпускные отверстия для удаления неконденсирующихся газов (НКГ).
В другом предпочтительном варианте осуществления секция распределения охлаждающей жидкости диспергирует жидкость, чтобы сформировать однородную пленку на носителях при очень низком падении давления. Падение давления, при измерении в отверстиях каналов распределения в конденсационную камеру встречного потока, в лучшем исполнении составляет менее 300 мбар или даже менее 200 мбар.
В другом предпочтительном варианте осуществления секция распределения охлаждающей жидкости диспергирует жидкость так, что поток на носителе является по меньшей мере частично турбулентным, предпочтительно без пленки, поднятой с поверхности. Чтобы помочь в установлении турбулентного потока на носителе, носитель пленки может иметь структурированную поверхность.
Носители пленок являются предпочтительно, за исключением поверхностных структур, чрезвычайно гладкими пластинами из металла, металлического сплава или искусственных материалов, таких как стекло, полимерные или композиционные материалы, которые можно легко очищать, чтобы удалять отложения процесса конденсации.
Внутри камеры пластины можно устанавливать как вертикальные или почти вертикальные перегородки, то есть ориентировать под углом предпочтительно в пять градусов или меньше от вертикальной или прямой ориентации.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления пластины комбинируют в модули, при этом один или несколько модулей образуют конденсаторный блок для электростанции.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения секция распределения охлаждающей жидкости включает в себя каналы, через которые при работе охлаждающая жидкость течет во взаимно противоположных направлениях перед распределением на носители пленки. В разновидности варианта осуществления каналы разделяются на два набора каналов с хладагентом, текущим в первом направлении в одном наборе и в противоположном направлении в другом наборе каналов.
Если рассматривать эффективность, пластины можно также формировать в трубки, полутрубки и другие формы, все из которых способны обеспечивать поверхности для обеспечения возможности относительно беспрепятственного потока пленки охлаждающей жидкости от распределительной системы жидкости наверх для накопления хладагента в нижней части устройства.
Эти и дополнительные аспекты изобретения станут очевидными из следующего подробного описания и чертежей, как изложено ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь будут описаны примерные варианты осуществления изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1A, B - схематичные виды в перспективе смешивающего конденсатора в соответствии с примером изобретения; и
фиг. 2A-2E показывают схематичный вертикальный разрез и дополнительные детали смешивающего конденсатора фиг. 1; и
фиг. 3 показывает модуль элементов носителей пленок в соответствии с примером изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты и детали примеров настоящего изобретения описаны более подробно в следующем описании с использованием примера конденсаторного блока, предназначенного для геотермальной электростанции. Пар, вытекающий из геотермального источника, как предполагается, несет большую фракцию неконденсирующихся газов.
Как показано, на видах в перспективе фиг. 1A и 1B показан смешивающий конденсатор в соответствии с примером настоящего изобретения, конденсатор 10 разделен по меньшей мере на два отсека 11, 12. Первый отсек 11 вмещает ступень конденсации параллельного потока, которая предназначен для выполнения главной части процесса конденсации. Второй отсек 12 вмещает ступень конденсации в компоновке встречного потока. Вторая ступень предназначена, главным образом, для очищения воды от неконденсирующихся газов.
Часть первого отсека 11 является впускным отверстием 111, направляющим пар от выхлопной трубы турбины в выхлопной патрубок или горловину 112 конденсатора. Дополнительные трубопроводы 114-1, 114-2 используют для впрыскивания воды в первый отсек 11 конденсатора 10 с противоположных направлений. Эти трубопроводы подают охлаждающую жидкость в систему распределения охлаждающей жидкости, описанной ниже. После прохождения через двухступенчатый конденсатор 10, неконденсирующиеся газы собираются во втором выхлопном патрубке 124 и извлекаются через отводную вытяжную трубу 125.
Схематичные разрезы фиг. 2 показывают дополнительные детали конденсатора, фиг. 1. Внизу выхлопного патрубка или горловины 112 конденсатора пар проходит через систему распределения жидкости или крышку 115 прежде, чем войти в секцию, включающую в себя множество вертикально выполненных пластин 113, которые составляют большую часть первого конденсаторного блока 11. Трубопроводы 114-1, 114-2 обеспечивают охлаждающую жидкость к системе 115 распределения охлаждающей жидкости, которая расположена над вертикально выполненными пластинами 113. Нижнюю часть 116 первого отсека по существу формируют как сборную камеру или колодец для горячего конденсата охлаждающей жидкости и части пара, конденсированного в него, и любого количества растворенных газов. Колодец 116 для горячего конденсата имеет перепускную трубу в колодец для горячего конденсата следующего отсека 12 и дополнительное выпускное отверстие 117, через которое в настоящем примере вода подается насосом 118, чтобы быть в состоянии управлять температурой охлаждающей жидкости на выходе ступеней конденсации.
Остаточный пар, после прохождения через первую ступень конденсации в компоновке равного потока или параллельного потока в первом отсеке 11, затем входит во второй отсек 12. Второй отсек 12 вмещает второй конденсаторный блок 121, действующий в компоновке встречного потока. Второй конденсаторный блок может быть обычным конденсатором со слоем насадки с охлаждающей жидкостью, распределенной через слой 122 насадки распылительными соплами 123, расположенными наверху конденсаторного блока 121. Слой насадки является только одним потенциальным дополнением газо-жидкостного контактора низкого падения давления. Перфорированные пластины, клапанные пластины, колпачковые тарелки являются возможными вариантами башен с насадками. Второй блок 121 предназначен для очищения пара от смеси для обогащения в неконденсирующихся газах, которые затем собираются выхлопным патрубком 124 и извлекаются через трубу 125.
Второй конденсаторный блок 121 дополнительно включает в себя другой колодец 126 для горячего конденсата для воды, очищенной от потока пара и газов. Колодец 126 для горячего конденсата соединяют с системой 127 насоса и трубопровода для подачи воды из колодца 126 для горячего конденсата в контур циркуляции для устройства наружного охлаждения (например, градирня, водяной водоохладитель и т.д.) для обработки, рециркуляции, размещения и т.д.
Дополнительные детали системы распределения жидкости показаны на фиг. 2B-2D. Система 115 подачи охлаждающей воды для конденсационных модулей, обеспеченных этими двумя трубопроводами 114-1, 114-2, расположенными наверху боковых стенок, распределяет охлаждающую воду во множество питающих трубопроводов 21. Как показано в дополнительных деталях на фиг. 2C, нижний ряд питающих трубопроводов 21 сдвинут относительно верхнего ряда вертикально приблизительно на один диаметр трубы и горизонтально на половину диаметра трубы, составляющего приблизительно 40 мм в описанном примере.
Эту или подобные компоновки выбирают для обеспечения мелкой сетки питающих трубопроводов 21 над пластинами 113, одновременно обеспечивая относительно беспрепятственное прохождение пара через сетку питающих трубопроводов и вдоль лицевых поверхностей пластин. Питающие трубопроводы 21 предназначены для распределения насколько возможно равномерной тонкой пленки охлаждающей жидкости вдоль верхней секции пластин 113. В примере этого достигают, обеспечивая возможность введения верхней части каждой пластины 113 носителя пленок в прорезь 22, прорезанную в нижней части питающего трубопровода 21, как показано на фиг. 2D. Ширина прорези находится в диапазоне 0,5 мм - 2 мм на каждой стороне верхней части пластины 113, чтобы обеспечивать, что поток охлаждающей жидкости пронизывает пластину и что падение давления в отверстиях или прорезях не превышает 200 мбар. Таким образом, охлаждающая жидкость, проходящая через питающий трубопровод 21, стекает равномерно вдоль и передней стороны, и задней стороны пластин 113.
В варианте осуществления фиг. 2E показан примерный способ прикрепления пластины 113 к питающим трубопроводам 21. Каждая пластина 113 удерживается на своем месте внутри прорези 22 дополнительным металлическим листом 211. Этот прижимной лист 211 имеет зубчатые концевые секции и согнут в плотную U-образную форму. Верхнюю часть пластин 113 носителей пленок сваривают, сболчивают или сгибают в U-образное колено так, что зубчатые концевые секции обеспечивают множество коротких каналов 221 между нижней частью питающего трубопровода и прижимной пластиной 113. Пластины можно дополнительно упрочнять короткими листами жесткости или металлическими полосками 113-1, приваренными к пластинам 113 конденсатора под прямым углом.
Видно, как предпочтительно использовать трубопроводы 114-1, 114-2, чтобы направлять охлаждающую жидкость в питающие трубопроводы 21 от противоположных направлений. Например, трубопроводы 114-1, 114-2 можно использовать, чтобы питать попеременно каждый второй трубопровод 21. Этот режим подачи может балансировать любую неоднородность, вызванную направлением потока охлаждающей среды в систему 115 распределения жидкости. Его можно также использовать, чтобы переключать емкость конденсатора между полной и половинной нагрузкой, закрывая один из трубопроводов.
Также на фиг. 2A показаны пластины 113, установленные в форме модулей 23 с каждым модулем, объединяющим множество пластин 113, обычно 10-40. Пластины 113 модуля соединяют сваркой, используя полые трубчатые элементы 24, в качестве прокладок или стяжных прутьев, как показано более подробно на фиг. 2F. Модуль 23 прикрепляют к корпусу конденсаторного блока 11, пропуская, например, резьбовые стержни 25 через полые трубчатые элементы 24 и прикрепляя концы стержня 25 к корпусу или опоре внутри корпуса конденсаторного блока 11. Можно использовать другие способы механического или химического прикрепления, такие как гайки и болты, сварка или склеивание, чтобы удерживать модули и пластины в модулях на своем месте.
Как показано на фиг. 3, модули 23 предпочтительно конструируют в качестве цельных блоков, включающих в себя по меньшей мере часть компоновки 15 питающих трубопроводов 21 над пластинами 113, упомянутыми ранее. Каждый модуль 23 имеет обычно заданную емкость, выраженную, например, как максимальные коэффициенты массового расхода входящего пара. Тогда конденсатор можно приводить в соответствие с сокращенными конструкторскими работами, чтобы обеспечить (данный) тепловой поток через всю геотермальную электростанцию, монтируя соответствующее количество модулей 23 внутри одного или более корпусов, как показано выше. Впускные отверстия 114-1, 114-2 трубопровода можно использовать, чтобы питать попеременно каждые вторые модули 23 вместо каждого второго трубопровода 21, как в вышеописанном варианте.
Обращаясь снова к вышеупомянутым чертежам, отметим, что ниже описана обычная работа нового смешивающего конденсатора. Таким образом, в условиях эксплуатации охлаждающая жидкость, такая как вода, накачивается через систему 115 распределения и питающие трубопроводы 21. Поток охлаждающей жидкости от питающих трубопроводов 21 генерирует стекающую пленку охлаждающей жидкости на стенках пластин 113.
Полагают, что свойства теплопередачи и массообмена пленки на поверхности раздела между газом и жидкостью можно улучшить, выбирая гидравлическую нагрузку или поток пленки так, чтобы получить полностью турбулентную пленку на поверхностях пластин. Несмотря на турбулентность, пленку создают, чтобы она оставалась прилипшей к поверхности без значительного уноса жидкости в газовую фазу. Поверхность раздела пленки предполагают самой эффективной, когда она является напряженно волнообразной внутри рабочего диапазона нагрузки хладагента. Шероховатая или тонко структурированная поверхность носителя пленок, использующая, например, рисунок канавок, может улучшить требуемые свойства пленки.
Чтобы определить нагрузку от массы, которая, как полагают, заставляет пленку становиться турбулентной на поверхностях пластин 113 в противоположность поддерживанию ламинарного течения, используют число Re(F) Рейнольдса пленки. Число Re(F) Рейнольдса пленки определяется как пропорциональное отношению массового расхода или нагрузки Γ к вязкости жидкости η(l), то есть, Γ/η(l). Чтобы улучшить процесс конденсации и уменьшить вредное воздействие неконденсирующихся газов, видно, что предпочтительно сохранять нагрузку массового расхода хладагента на носителе 113 пленок, соответствующей диапазону числа Re(F) Рейнольдса пленки 1500-3000 или даже 1900-3000. Если воду используют в качестве хладагента, это число Рейнольдса пленки соответствует массовому расходу 1,5 литров - 3,0 литра и 1,9 литра - 3,0 литра, соответственно, в секунду на метр ширины пленки.
Используя, например, пластины 113 шириной 6 м и высотой пленки 2,5 м, нагрузку Γ пленки воды 2 кг/(м*с), число Re(F) Рейнольдса пленки примет значение приблизительно 2000. Если, предположим, уменьшить входящую смесь газа/пара от отводящего пара турбины приблизительно 40,37 кг/с при 0,115 бара с содержанием неконденсирующегося газа НКГ 0,6 процента содержимого 80-90 процентов его содержания пара, требуются вытяжная труба из девяти модулей 20 пластин, каждая с вышеупомянутыми размерами. Эту вытяжную трубу можно вместить в конденсаторный отсек шириной менее 9 м, поскольку каждый из модулей собран с шириной менее одного метра. Общий массовый расход охлаждающей воды, как предполагают, составит 1719 кг/с с температурой на входе 29,5 градусов по Цельсию и температурой на выходе 41,5 градусов по Цельсию.
Чтобы очистить газовую смесь, которая выходит из первого конденсаторного отсека 11 с удельным массовым расходом 9,7 кг/с и с массовой долей пара 0,75 от оставшегося содержания воды во втором конденсаторном отсеке 12, можно использовать уплотнительную прокладку типа (поли)пропилена Mellapak N125 или подобное изделие с нагрузкой холодной воды из распыляющих сопел 123 приблизительно 29 кг/(м*с) и коэффициентом заполнения газа для газовой смеси 1,5. Предполагаемый перепад давлений в слое насадки, вероятно, будет не боле 3 мбар. Предполагаемая высота слоя насадки составит 1,5 м, которая соответствует числу единиц переноса (энтальпия) NTU(h) 3,0 с NTU(h), являющейся 0,5 м.
Поток смеси НКГ/пара в выпускном отверстии 125 второго конденсаторного отсека можно вычислить как 4 кг/с с массовой долей пара 0,26. Дальнейшего снижения концентрации пара можно достигнуть, например, обеспечивая вторую меньшую установку для удаления резиста с более холодной водой.
Пластины можно легко устанавливать, обслуживать и очищать. Пластины можно очищать струями воды под высоким давлением или впрыскиванием, например воды с быстрой прокачкой через пластины, например изменяя направление насоса с горячей водой на обратное, или иным способом.
Настоящее изобретение было описано выше просто в качестве примера, и в объеме изобретения можно выполнять изменения. Изобретение также состоит из любых отдельных признаков, описанных, или подразумеваемых здесь, или показанных, или подразумеваемых на чертежах, или любой комбинации любых таких признаков, или любом обобщении любых таких признаков или комбинации, которая распространяется на их эквиваленты. Таким образом, объем настоящего изобретения не должен быть ограничен каким-либо из вышеописанных примерных вариантов осуществления.
Каждый признак, раскрытый в описании, включая чертежи, можно заменять альтернативными признаками, служащими тем же, эквивалентным или подобным целям, если явно не указано иное.
Если явно здесь не указано, любое обсуждение предшествующего уровня техники по всему описанию не является допущением, что этот предшествующий уровень техники широко известен или является частью общеизвестных знаний в области техники.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ И ЦИФР
конденсатор 10
первый отсек со ступенью 11 конденсации параллельного потока
второй отсек со ступенью 12 конденсации встречного потока
впускное отверстие 111
выхлопной патрубок 112
носитель пленок/пластины 113
лист 113-1 жесткости
трубопроводы 114-1, 114-2 холодильного агента
система 115 распределения охлаждающей жидкости
сборная камера или колодец 116 для горячего конденсата
выпускное отверстие 117
насос 118
второй конденсаторный блок 121 (встречного потока)
слой 122 насадки
распылительные сопла 123
второй выхлопной патрубок 124
отводная вытяжная труба 125
(второй) колодец 126 для горячего конденсата
система 127 дренажного насоса и трубопроводов
питающие трубопроводы или трубки 21
зажимной лист 211
прорезь 22
канал 221
модули 23
полые трубчатые элементы 24
резьбовые стержни 25

Claims (8)

1. Устройство для конденсации пара, имеющее по меньшей мере два отсека с первой камерой, действующей в качестве конденсационного отсека (11) сонаправленного потока, и второй камерой, действующей в качестве конденсационного отсека (12) встречного потока, при этом конденсационный отсек (11) сонаправленного потока включает в себя систему (115) распределения охлаждающей жидкости и множество носителей пленок, отличающееся тем, что система (115) распределения охлаждающей жидкости содержит множество питающих трубопроводов (21), выполненных над носителями (113) пленок, имеющих области плоских поверхностей для поддерживания пленок охлаждающей жидкости, и два трубопровода (114-1, 114-2) для направления охлаждающей жидкости в направлении питающих трубопроводов (21), при этом указанные два трубопровода (114-1, 114-2) питают попеременно каждый второй питающий трубопровод (21).
2. Устройство по п. 1, в котором носители (113) пленок включают множество по существу плоских пластин.
3. Устройство по п. 1, в котором носители (113) пленок включают множество по существу плоских металлических пластин.
4. Устройство по п. 1, в котором носители (113) пленок выполнены в модулях (23), при этом каждый модуль (23) включает элементы (25) для прикрепления модуля (23) к соседним модулям (23) или корпусу и дополнительно включает по меньшей мере части (21) системы (115) распределения охлаждающей жидкости.
5. Устройство по п. 1, в котором питающие трубопроводы (21) содержат прорези (22) в нижней части, частично заполненные верхним краем носителей (113) пленок, оставляя два зазора для потока хладагента на противоположные лицевые поверхности носителей (113).
6. Устройство по п. 5, в котором верхний край носителя (113) пленок удерживается на месте листом (211) или листами (211), оставляя множество каналов (221) для потока хладагента на противоположные лицевые поверхности носителей (113).
7. Устройство по п. 1, в котором система (115) распределения охлаждающей жидкости включает питающие трубопроводы (21) с овальным поперечным сечением.
8. Устройство по любому из п..п. 1-7, в котором система (115) распределения охлаждающей жидкости включает питающие трубопроводы (21), выполненные по меньшей мере в два ряда, при этом нижний ряд смещен относительно верхнего ряда вертикально приблизительно на один диаметр трубы и горизонтально приблизительно на половину диаметра трубы.
RU2014140342A 2012-03-19 2013-03-19 Смешивающий конденсатор RU2635752C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12160195.9 2012-03-19
EP12160195 2012-03-19
PCT/EP2013/055614 WO2013139756A1 (en) 2012-03-19 2013-03-19 Direct contact condenser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014140342A RU2014140342A (ru) 2016-05-10
RU2635752C2 true RU2635752C2 (ru) 2017-11-15

Family

ID=47891737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014140342A RU2635752C2 (ru) 2012-03-19 2013-03-19 Смешивающий конденсатор

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9417010B2 (ru)
EP (1) EP2828597B8 (ru)
CN (1) CN104204704B (ru)
IN (1) IN2014DN07619A (ru)
MX (1) MX348122B (ru)
RU (1) RU2635752C2 (ru)
WO (1) WO2013139756A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9851096B2 (en) * 2012-04-16 2017-12-26 Gas Technology Institute Steam generator film cooling using produced water
EP3034980B1 (en) * 2014-12-17 2017-07-12 Technische Universität Berlin Device for heat transfer between a liquid and a gas and method for operating the device
US10415902B2 (en) * 2016-12-09 2019-09-17 Baltimore Aircoil Company, Inc. Cooling tower water distribution system
CN106959021A (zh) * 2017-05-15 2017-07-18 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 一种起膜冷凝真空系统
CN106979699A (zh) * 2017-05-15 2017-07-25 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 一种均布式多级高效冷凝装置
CN113739596B (zh) * 2021-07-22 2023-08-08 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种紧凑型换热器
CN113739595B (zh) * 2021-07-22 2023-07-21 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 强化换热冷凝器
CN113739598B (zh) * 2021-07-22 2023-06-23 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种调节型换热器
CN114199041B (zh) * 2021-10-28 2023-07-21 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 雾化机构及冷凝装置
CN115364508A (zh) * 2022-10-08 2022-11-22 浙江中工石化设备有限公司 一种自蒸发式蒸汽冷凝器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU314439A1 (ru) * 1969-09-17 1985-04-15 Азербайджанский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефти И Химии Им.М.Азизбекова Испаритель
RU9641U1 (ru) * 1998-08-05 1999-04-16 Московский энергетический институт (Технический университет) Система охлаждения конденсатора паротурбинных установок
US5925291A (en) * 1997-03-25 1999-07-20 Midwest Research Institute Method and apparatus for high-efficiency direct contact condensation
RU2317500C2 (ru) * 2003-04-24 2008-02-20 Еги- Контрактинг Инджиниринг Ко. Лтд. Комбинированный конденсатор с воздушным охлаждением

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB190910180A (en) * 1909-04-29 1910-04-28 Walter Henry Webb Improvements in or connected with Air-Refrigerating Apparatus.
GB191010180A (en) 1910-04-26 1910-09-01 Albert Edward Robinson Improvements in Nails.
DE321082C (de) * 1919-04-20 1920-05-17 Georg Bloedner Gleichstrom-Mischkondensator
GB498715A (en) * 1936-12-18 1939-01-12 Rene Velut Improvements in and relating to liquid cooling devices
FR839816A (fr) * 1938-06-24 1939-04-13 Antonio Eadoni Societa Anonima Nouveau système pour distribuer uniformément l'eau et les autres liquides sur les surfaces d'échange, planes ou sinusoïdales, verticales, dans les réfrigérants d'eau et d'air à adhérence, capillarité et ruissellement ainsi que dans les condenseurs
US2616670A (en) * 1948-01-10 1952-11-04 Directie Staatsmijnen Nl Liquid distribution device
FR1398655A (fr) * 1964-06-16 1965-05-07 Procédé et dispositif pour produire un contact direct entre deux matières
US3814398A (en) 1972-09-27 1974-06-04 Foster Wheeler Corp Direct contact steam condenser
US4969507A (en) * 1977-06-30 1990-11-13 Rosenblad Axel E Integral blow down concentrator with air-cooled surface condenser
JPS567985A (en) 1979-06-30 1981-01-27 Toshiba Corp Jet condenser
US4372897A (en) * 1981-04-16 1983-02-08 Tower Systems Inc. Dual sheet capillary heat exchanger
JPS62210391A (ja) 1986-03-10 1987-09-16 Toshiba Corp 地熱発電システムにおける復水器のガス除去装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU314439A1 (ru) * 1969-09-17 1985-04-15 Азербайджанский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефти И Химии Им.М.Азизбекова Испаритель
US5925291A (en) * 1997-03-25 1999-07-20 Midwest Research Institute Method and apparatus for high-efficiency direct contact condensation
RU9641U1 (ru) * 1998-08-05 1999-04-16 Московский энергетический институт (Технический университет) Система охлаждения конденсатора паротурбинных установок
RU2317500C2 (ru) * 2003-04-24 2008-02-20 Еги- Контрактинг Инджиниринг Ко. Лтд. Комбинированный конденсатор с воздушным охлаждением

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014140342A (ru) 2016-05-10
MX348122B (es) 2017-05-26
US20150035176A1 (en) 2015-02-05
EP2828597A1 (en) 2015-01-28
CN104204704A (zh) 2014-12-10
IN2014DN07619A (ru) 2015-05-15
EP2828597B8 (en) 2016-09-21
EP2828597B1 (en) 2016-07-27
MX2014009728A (es) 2015-01-26
CN104204704B (zh) 2017-03-01
US9417010B2 (en) 2016-08-16
WO2013139756A1 (en) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2635752C2 (ru) Смешивающий конденсатор
US20230415068A1 (en) Systems including a condensing apparatus such as a bubble column condenser
AU2012336130A1 (en) Air-to-air atmospheric exchanger
AU2012336112A1 (en) Air-to-air atmospheric heat exchanger
CN102765769A (zh) 低温多效热管式蒸发器
CN104034178A (zh) 一种板式蒸发空冷凝汽器
CN1025063C (zh) 开放循环地热电站排放废地热流体的方法及所用的消声器
WO2001072638A1 (fr) Dispositif de dessalement
US20120267231A1 (en) System and method of passive liquid purification
US20210394080A1 (en) Evaporators, condensers and systems for separation
CN103759283B (zh) 一种喷淋吸收式燃气烟气全热回收及脱硫脱硝方法及装置
CN203908349U (zh) 一种板式蒸发空冷凝汽器
RU2619970C2 (ru) Гибридный конденсатор
Kreith et al. 1986 Max Jakob Memorial Award Lecture: Heat Transfer Research for Ocean Thermal Energy Conversion
CN112985128A (zh) 矿井新风加热系统中的多通道与多流程换热器
Alvarez et al. Theoretical investigation of a direct-contact humidification-dehumidification desalination system.
RU2659282C1 (ru) Дистиллятор
CN110553524A (zh) 用于脱盐系统的板式热交换器
RU178155U1 (ru) Дистиллятор шакирова
CN215572329U (zh) 矿井新风加热系统中的多通道与多流程换热器
CN215327036U (zh) 一种板式蒸发装置
CN110577251B (zh) 对流式—i型蒸发冷凝单元及海水淡化装置
CN101351410A (zh) 管道系统
IT202100005216A1 (it) Apparato di distillazione
KR102189530B1 (ko) 분산형 증기경로가 구비된 med

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant