RU43188U1

RU43188U1 - INSTANT EVAPORATOR STEP

Info

Publication number: RU43188U1
Application number: RU2004128541/22U
Authority: RU
Inventors: О.Г. Салашенко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ИКСА"
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2005-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники, предназначена для подготовки подпиточной воды теплосетей, котельных, систем горячего водоснабжения и может быть использована в нефтехимической, фармацевтической, электронной и некоторых отраслях пищевой промышленности. Ступень испарителя мгновенного вскипания содержит корпус 1, разделительную стенку 2, разделяющую ступень испарителя на камеру конденсации 3 с теплообменными трубами 4 и камеру расширения 5, вертикальный жалюзийный сепаратор 6 с трубой 7 отвода сепарированной воды, закрепленный в разделительной стенке 2, патрубки 14 и 16 для подвода и отвода воды соответственно, патрубок 17 для отвода дистиллята, вертикальную перегородку 8, в верхней части которой выполнено отверстие А для прохода пара, и расположенную вдоль разделительной стенки 2 и образующую две полости 9 и 10, сообщающиеся между собой по пару в верхней и нижней частях камеры расширения 5, причем полость 10 в верхней части снабжена, по крайней мере, одним каналом 11 и водораспределительным насадком 12 для подвода перегретой воды из водораспределительной камеры 15, причем высота отверстия А вертикальной перегородки 8 не превышает длины водораспределительного насадка 12 и составляет 0,05-0,5 от ширины полости 9, при этом на вертикальной перегородке 8 выполнен козырек 13, обращенный в сторону водораспределительного насадка 12.The utility model relates to the field of heat engineering, is intended for the preparation of make-up water for heating systems, boiler rooms, hot water supply systems and can be used in the petrochemical, pharmaceutical, electronic and some food industries. The instant boiling-off evaporator stage contains a housing 1, a separation wall 2, separating the evaporator stage into a condensation chamber 3 with heat-exchange tubes 4 and an expansion chamber 5, a vertical louver separator 6 with a separated water discharge pipe 7, fixed in the separation wall 2, nozzles 14 and 16 for water inlet and outlet, respectively, a pipe 17 for distillate removal, a vertical partition 8, in the upper part of which a hole A is made for the passage of steam, and located along the separation wall 2 and forming ve cavities 9 and 10 communicating with each other in pairs in the upper and lower parts of the expansion chamber 5, and the cavity 10 in the upper part is equipped with at least one channel 11 and a water distribution nozzle 12 for supplying superheated water from the water distribution chamber 15, the height the holes A of the vertical partition 8 does not exceed the length of the water distribution nozzle 12 and is 0.05-0.5 of the width of the cavity 9, while on the vertical partition 8 a visor 13 is made, facing the water distribution nozzle 12.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники, предназначена для подготовки подпиточной воды теплосетей, котельных, систем горячего водоснабжения и может быть использована в нефтехимической, фармацевтической, электронной и некоторых отраслях пищевой промышленности.The utility model relates to the field of heat engineering, is intended for the preparation of make-up water for heating systems, boiler rooms, hot water supply systems and can be used in the petrochemical, pharmaceutical, electronic and some food industries.

Термическое обессоливание воды - один из альтернативных способов получения воды высокого качества без химических реагентов, которые сегодня весьма недешевы.Thermal desalination of water is one of the alternative ways to produce high quality water without chemicals, which are very expensive today.

Получение дистиллята путем выпаривания экономически эффективно и сопровождается минимально вредным воздействием на экологию по сравнению с самыми современными технологиями химического обессоливания или обратного осмоса.Obtaining distillate by evaporation is cost-effective and is accompanied by a minimally harmful effect on the environment in comparison with the most modern technologies of chemical desalination or reverse osmosis.

Известны ступени испарителей мгновенного вскипания, в которых сепарация пара осуществляется на жалюзийных сепараторах или сетчатых каплеуловителях (см. Таубман Е.И. и др. Термическое обезвреживание минерализованных промышленных сточных вод. - Л.: Химия, 1975 г., с.47-60).Known stages of flash boilers, in which steam is separated on louvered separators or mesh drop catchers (see Taubman E.I. et al. Thermal disposal of mineralized industrial waste water. - L .: Chemistry, 1975, p. 47-60 )

Однако опыт эксплуатации таких испарителей подтверждает невозможность получения дистиллята высокого качества в связи с тем, что пар, поступающий на жалюзийный сепаратор или сетчатый каплеуловитель, содержит большое количество капель воды, то есть имеет высокую влажность, и, следовательно, большое количество примесей, а отвод сепарированной воды недостаточен.However, the operating experience of such evaporators confirms the impossibility of obtaining high-quality distillate due to the fact that the steam entering the louvre separator or mesh drip trap contains a large number of drops of water, that is, has high humidity, and therefore a large amount of impurities, and the discharge is separated water is scarce.

Известна также ступень испарителя мгновенного вскипания, содержащая корпус, разделительную перегородку, герметично закрепленную в корпусе с образованием испарительной и конденсационной камер, установленный в перегородке сепаратор, который пропускает пар и отделяет влагу, при этом корпус снабжен патрубками подвода и отвода испаряемой воды и патрубком отвода конденсата (см. авторское свидетельство СССР №1733032, МПК B 01 D 3/06, приоритет от 25.12.1989 г., опубликованное 15.05.1992 г., б. №18, 1992 г., «Ступень испарителя мгновенного вскипания»).Also known is the instant boiling-off evaporator stage, comprising a housing, a separation wall, hermetically fixed in the housing to form an evaporation and condensation chambers, a separator installed in the partition, which passes steam and separates moisture, while the housing is equipped with pipes for supplying and discharging evaporated water and a condensate drain pipe (see USSR author's certificate No. 1733032, IPC B 01 D 3/06, priority dated December 25, 1989, published May 15, 1992, б. No. 18, 1992, “Instant boiling stage evaporator”).

Недостаток известного устройства заключается в том, что разбрызгиваемые капли воды беспрепятственно попадают на сепаратор, снижая эффективность его работы и качество дистиллята.A disadvantage of the known device is that the sprayed drops of water freely flow onto the separator, reducing its efficiency and the quality of the distillate.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является ступень испарителя мгновенного вскипания, содержащая корпус, разделительную стенку, разделяющую ступень испарителя на камеры конденсации и расширения, вертикальный жалюзийный сепаратор, закрепленный в разделительной стенке, патрубки для подвода и отвода испаряемой воды, патрубок для отвода дистиллята, вертикальную перегородку, Closest to the technical nature of the claimed device is the stage of the evaporator of instant boiling, containing a housing, a separation wall that separates the stage of the evaporator on the condensation and expansion chambers, a vertical louver separator mounted in the separation wall, pipes for supplying and discharging evaporated water, a pipe for removing distillate vertical partition,

расположенную вдоль разделительной стенки, образующую две полости, сообщающиеся между собой по пару в нижней части камеры, причем полость, образованная вертикальной перегородкой и корпусом ступени в верхней части снабжена каналами для подвода перегретой воды (см. свидетельство на полезную модель РФ №31337, МПК B 01 D 3/06, приоритет от 31.03.2003 г., опубликованное 10.08.2003, «Ступень испарителя мгновенного вскипания»).located along the separation wall, forming two cavities communicating with each other in pairs in the lower part of the chamber, and the cavity formed by the vertical partition and the step housing in the upper part is equipped with channels for supplying superheated water (see certificate for utility model of the Russian Federation No. 31337, IPC B 01 D 3/06, priority dated 03/31/2003, published on 08/10/2003, “Instant boiling point”).

В известной ступени испарителя мгновенного вскипания вертикальная перегородка, разделяющая камеру на две полости, защищает сепаратор от попадания воды при ее разбрызгивании, вода стекает по вертикальной перегородке на дно камеры расширения, а пар устремляется к сепаратору, огибая вертикальную перегородку в нижней части камеры.In the known instant boiling stage evaporator, a vertical partition separating the chamber into two cavities protects the separator from the ingress of water when it is sprayed, water flows along the vertical partition to the bottom of the expansion chamber, and steam rushes to the separator, circling the vertical partition in the lower part of the chamber.

Однако при больших скоростях пара, возникающих при прохождении пара между вертикальной перегородкой и разделительной стенкой, происходит захват воды паром и ее занос в сепаратор, что затрудняет его работу и снижает его производительность и качество дистиллята.However, at high steam speeds that occur during the passage of steam between the vertical partition and the separation wall, water is trapped by the steam and introduced into the separator, which complicates its operation and reduces its productivity and the quality of the distillate.

Кроме того, подвод пара к сепаратору исключительно через нижнюю часть камеры создает неравномерную загрузку сепаратора по высоте, что также снижает его производительность.In addition, the steam supply to the separator exclusively through the lower part of the chamber creates an uneven height loading of the separator, which also reduces its performance.

Технический результат заявляемой полезной модели состоит в улучшении качества дистиллята за счет уменьшения влажности пара и повышении производительности сепаратора.The technical result of the claimed utility model is to improve the quality of the distillate by reducing the humidity of the steam and increasing the performance of the separator.

Технический результат достигается тем, что в заявляемой ступени испарителя мгновенного вскипания, содержащей корпус, разделительную стенку, разделяющую ступень испарителя на камеры конденсации и расширения, вертикальный жалюзийный сепаратор, закрепленный в разделительной стенке, патрубки для подвода и отвода испаряемой воды, патрубки для отвода дистиллята, вертикальную перегородку, расположенную вдоль разделительной стенки и образующую две полости, сообщающиеся между собой по пару в нижней части камеры расширения, причем полость, образованная вертикальной перегородкой и корпусом ступени, в верхней части снабжена, по крайней мере, одним каналом для подвода перегретой воды, согласно полезной модели, канал для подвода перегретой воды снабжен водораспределительным насадком, а в вертикальной перегородке в ее верхней части выполнено отверстие для прохода пара, высота которого не превышает длины водораспределительного насадка и составляет 0,05-0,5 от ширины полости, образованной вертикальной перегородкой и разделительной стенкой, при этом на вертикальной перегородке выполнен козырек, обращенный в сторону водораспределительного насадка.The technical result is achieved by the fact that in the inventive step of the evaporator of instant boiling, comprising a housing, a separation wall separating the stage of the evaporator into condensation and expansion chambers, a vertical louvre separator mounted in the separation wall, pipes for supplying and discharging evaporated water, pipes for removing distillate, a vertical partition located along the separation wall and forming two cavities communicating with each other in pairs in the lower part of the expansion chamber, and the cavity, about developed by a vertical partition and a stage casing, in the upper part is equipped with at least one channel for supplying superheated water, according to a utility model, the channel for supplying superheated water is provided with a water distribution nozzle, and a hole for passage of steam is made in the vertical partition in its upper part, the height of which does not exceed the length of the water distribution nozzle and is 0.05-0.5 of the width of the cavity formed by a vertical partition and a dividing wall, while on the vertical partition flax visor facing the water distribution nozzle.

Выполнение отверстия в верхней части вертикальной перегородки позволяет обеспечить подачу пара к сепаратору, как через верхнюю часть, так и через нижнюю часть камеры, то есть, достигается двухсторонний подвод пара к сепаратору, позволяющий уменьшить скорость потока пара и тем самым исключить захват воды и ее заброс в сепаратор, что способствует уменьшению влажности пара, и, следовательно, повышению качества дистиллята.The opening in the upper part of the vertical partition allows the steam to be supplied to the separator, both through the upper part and through the lower part of the chamber, that is, a two-way supply of steam to the separator is achieved, which allows to reduce the steam flow rate and thereby prevent water entrainment and casting in the separator, which helps to reduce the humidity of the steam, and, consequently, improve the quality of the distillate.

Кроме того, двухсторонний подвод пара позволяет уменьшить аэродинамическую неравномерность потока пара в сепараторе, а именно - выровнять распределение скоростей потока по высоте сепаратора, а также уменьшить гидравлическое сопротивление в сепараторе, что повышает производительность сепаратора и в конечном итоге - всей ступени испарителя.In addition, the two-way supply of steam allows to reduce the aerodynamic unevenness of the steam flow in the separator, namely, to equalize the distribution of flow velocities along the height of the separator, and also to reduce the hydraulic resistance in the separator, which increases the performance of the separator and ultimately the entire stage of the evaporator.

При этом высота отверстия в верхней части вертикальной перегородки, не превышающая длины водораспределительного насадка, исключает возможность попадания перегретой воды в сепаратор, в том числе и в случаях больших перепадов температур на ступень испарителя, т.е. при большом перегреве воды, или провальном режиме работы, когда испарение воды происходит в камере расширения.At the same time, the height of the hole in the upper part of the vertical partition, not exceeding the length of the water distribution nozzle, eliminates the possibility of superheated water entering the separator, including in cases of large temperature differences at the evaporator stage, i.e. with a large overheating of water, or a failure mode of operation, when water evaporation occurs in the expansion chamber.

Соотношение высоты отверстия в верхней части вертикальной перегородки к ширине полости, образованной вертикальной перегородкой и разделительной стенкой, находящееся в диапазоне 0,05-0,5, обеспечивает равномерную подачу пара на сепаратор, что исключает захват воды в нижней части камеры и способствует повышению производительности сепаратора.The ratio of the height of the hole in the upper part of the vertical partition to the width of the cavity formed by the vertical partition and the separation wall, which is in the range of 0.05-0.5, provides a uniform supply of steam to the separator, which eliminates the capture of water in the lower part of the chamber and helps to increase the performance of the separator .

При соотношении, меньшем 0,05, не обеспечивается равномерная подача пара на сепаратор, а незначительное изменение скорости потока пара в нижней части камеры не приводит к исключению захвата воды.When the ratio is less than 0.05, a uniform steam supply to the separator is not provided, and a slight change in the steam flow rate in the lower part of the chamber does not exclude the capture of water.

При соотношении, большем 0,5, поток пара в верхней части камеры становится доминирующим, делая невозможной равномерную подачу пара на сепаратор и резко увеличивая влажность пара, поступающего на сепаратор.With a ratio greater than 0.5, the steam flow in the upper part of the chamber becomes dominant, making it impossible to evenly supply steam to the separator and sharply increasing the humidity of the steam entering the separator.

Козырек на вертикальной перегородке, обращенный в сторону водораспределительного насадка, обеспечивает защиту сепаратора от заброса капель воды через отверстие в верхней части вертикальной перегородки.A visor on a vertical partition facing the water distribution nozzle protects the separator from dropping water droplets through an opening in the upper part of the vertical partition.

Наличие в заявляемом техническом решении совокупности отличительных признаков, не известных из уровня техники, позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».The presence in the claimed technical solution of a combination of distinctive features not known from the prior art allows us to conclude that it meets the condition of patentability “novelty”.

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.The patentability condition "industrial applicability" is confirmed by the example of a specific implementation.

На фигуре изображена ступень испарителя мгновенного вскипания в разрезе.The figure shows the stage of the evaporator instant boiling in the context.

Ступень испарителя мгновенного вскипания состоит из корпуса 1, разделительной стенки 2, камеры конденсации 3 с теплообменными трубками 4, камеры расширения 5, вертикального жалюзийного сепаратора 6, закрепленного в разделительной стенке 2, трубы 7 отвода сепарированной воды, расположенной вдоль разделительной стенки 2 вертикальной перегородки 8 с отверстием А в ее верхней части для прохода пара, и образующей две полости 9 и 10, сообщающиеся между собой по пару в нижней и верхней частях камеры расширения 5.The instant boil-off evaporator stage consists of a housing 1, a separation wall 2, a condensation chamber 3 with heat exchange tubes 4, an expansion chamber 5, a vertical louvre separator 6, mounted in the separation wall 2, and a separated water discharge pipe 7 located along the separation wall 2 of the vertical partition 8 with a hole A in its upper part for the passage of steam, and forming two cavities 9 and 10, communicating with each other in pairs in the lower and upper parts of the expansion chamber 5.

Полость 10, образованная вертикальной перегородкой 8 и корпусом 1 ступени, в верхней части снабжена, по крайней мере, одним каналом 11 для подвода перегретой воды, причем, канал 11 для подвода перегретой воды снабжен водораспределительным насадком 12.The cavity 10 formed by the vertical partition 8 and the housing 1 of the stage in the upper part is equipped with at least one channel 11 for supplying superheated water, moreover, the channel 11 for supplying superheated water is equipped with a water distribution nozzle 12.

Высота отверстия А для прохода пара в вертикальной перегородке 8 составляет в данном варианте выполнения 0,24 ширины полости 9 и не превышает длины водораспределительного насадка 12.The height of the hole A for the passage of steam in the vertical partition 8 is in this embodiment 0.24 of the width of the cavity 9 and does not exceed the length of the water distribution nozzle 12.

На вертикальной перегородке 8 выполнен козырек 13, обращенный в сторону водораспределительного насадка 12. Подвод испаряемой воды осуществляется через патрубок 14 и водораспределительную камеру 15. Отвод воды из камеры расширения 5 происходит через патрубок 16. Отвод дистиллята осуществляется через патрубок 17.A visor 13 is made on the vertical partition 8, facing the water distribution nozzle 12. The evaporated water is supplied through the pipe 14 and the water distribution chamber 15. The water from the expansion chamber 5 is discharged through the pipe 16. The distillate is discharged through the pipe 17.

Ступень испарителя мгновенного вскипания работает следующим образом.The stage of the evaporator instant boiling is as follows.

Перегретая вода через патрубок 14, водораспределительную камеру 15 и канал 11 через водораспределительный насадок 12 поступает в камеру расширения 5, где происходит ее разбрызгивание и вскипание, при котором часть воды преобразуется в пар.Superheated water through the pipe 14, the water distribution chamber 15 and the channel 11 through the water distribution nozzles 12 enters the expansion chamber 5, where it is sprayed and boiled, in which part of the water is converted into steam.

При разбрызгивании часть воды попадает на вертикальную перегородку 8 и козырек 13 и, стекая с них, уходит через патрубок 16.When spraying, part of the water falls on the vertical partition 8 and the visor 13 and, flowing from them, leaves through the pipe 16.

Образовавшийся пар и увлекаемые им капли воды через верхнее отверстие А вертикальной перегородки 8 и нижнюю часть камеры расширения 5 поступают к сепаратору 6, где часть капель осаждается и выводится через трубу 7 на дно камеры расширения 5 и далее - через патрубок 16.The formed steam and the droplets of water carried away by it through the upper opening A of the vertical partition 8 and the lower part of the expansion chamber 5 enter the separator 6, where a part of the droplets are deposited and discharged through the pipe 7 to the bottom of the expansion chamber 5 and then through the pipe 16.

Очищенный в сепараторе 6 от капель воды пар поступает в камеру конденсации 3, где, проходя межтрубное пространство, конденсируется на теплообменных трубках 4 и стекает на дно камеры конденсации 3.The steam purified from the water droplets in the separator 6 enters the condensation chamber 3, where, passing the annulus, it condenses on the heat exchange tubes 4 and flows to the bottom of the condensation chamber 3.

Чистый дистиллят со дна камеры конденсации 3 через патрубок 17 отводится потребителю или поступает на следующую ступень испарителя мгновенного вскипания.Pure distillate from the bottom of the condensation chamber 3 through the pipe 17 is discharged to the consumer or enters the next stage of the evaporator instant boiling.

Использование заявляемой ступени испарителя мгновенного вскипания по сравнению с известными техническими решениями позволяет исключить захват воды и ее заброс в сепаратор за счет двустороннего подвода пара к нему, что способствует уменьшению влажности подаваемого на сепаратор пара и созданию равномерной нагрузки на сепаратор, а также увеличивает производительность ступени испарителя мгновенного вскипания и улучшает качество получаемого дистиллята.The use of the inventive instant evaporator stage in comparison with the known technical solutions eliminates the capture of water and its casting into the separator due to the two-way supply of steam to it, which helps to reduce the moisture supplied to the separator and create a uniform load on the separator, and also increases the performance of the evaporator stage instant boiling and improves the quality of the resulting distillate.

Claims

1. The instant boiling-off evaporator stage, comprising a housing, a separating wall separating the evaporator stage into condensation and expansion chambers, a vertical louvre separator, nozzles for supplying and discharging evaporated water, nozzles for distillate removal, a vertical partition located along the separating wall and forming two cavities communicating with each other in pairs in the lower part of the chamber, and the cavity formed by the vertical partition and the casing of the stage in the upper part is equipped with at least one a channel for supplying superheated water, characterized in that the channel for supplying superheated water is equipped with a water distribution nozzle, and a hole is made in the vertical partition in its upper part, the height of which does not exceed the length of the water distribution nozzle and is 0.05-0.5 of the width of the cavity, formed by a vertical partition and a dividing wall.

2. The stage according to claim 1, characterized in that a visor is made on the vertical partition facing the water distribution nozzle.