SU1311071A1 - Выпарной аппарат - Google Patents

Description

(46) 15.03.90. Бюл. № 10

(21)3934133/23-26

(22)25.04,85

(72) В.Ц. Гонионский, В.И. Левераш,

М.Б. Вайсблат, В.И. Жебелев, Г.А. Ярмолюк и Я.М. Тиховецкий

(53) 66.048.541(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 808087, кл. В 01 D 1/12, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 975024, кл. В 01 D 1/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1683757, кл. В 01 D 1/12, l985.

(54)ВЫПАРНОЙ АППАРАТ (-57) Изобретение относитс  к выпарным аппаратам с вынесенной зоной кипени  и позвол ет увеличить скорость циркул ции и повышение ее устойчи .BOOTH. Над трубой 3 вскипани  установлен отбойник, выполненный в виде решетки, образованной криволинейными пластинами 5 и наклстнными ребрами 6, который снабжен вертикальными перегородками 7, размещенными между трубой 3 вскипани  и решеткой. При поступлении вотбойник парожидкостной. смеси обеспечиваетс  отвод перед решеткой отбойника жидкости из парожидкостного потока, достигаетс  гидродинамическа  устойчивость двухфазного потока и обеспечиваетс  равномерный отвод жидкости по периметру трубы вскипани . При отношении длины вертикальных перегородок к диаметру трубы вскипани , равном 0,3-1,0, достигаетс  наибольша  скорость циркул ции . Благодар  тому, что ширина вертикальных перегородок 7 не меньше 0,2 диаметра трубы вскипани , обеспечиваетс  рассеканий перегородками кольцевой зоны жидкости парожидкостного потока и таким образом достигаютс  наилучшие услови  отвода основной части жидкости перед поступлением в отбойник парожидкостной смеси. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1 табл. Изобретение относитс  к выпарным аппаратам, примен емым в химической промышленности, а также в других .отрасл х промышленности, используемых выпарные установки, преимущественно к выпарным аппаратам с вынесен ной зоной кипени , , Целью изобретени   вл етс  увеличение скоростициркул ции и повышение ее ус.тойсивости. На фиг 1 схематически изображен I выпарной -аппарат с естественной циркул цией, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. . . Аппарат содержит греющую камеру 1 сепаратор 2, трубу 3 вскипани , расположенные соосно. Над трубой 3 вскипани  установлен отбойник 4 в ви де решетки, образованной криволинейными пластинами 5 и наклонными ребра ;ми 6, вертикальные перегородки 7, расположенные радиально к трубе 3 вскипани  между решеткой и трубой вскипани . Аппарат имеет штуцер 8 дл  подачи пара в греющую камеру 1, штуцер 9 дл  выхода вторичного пара из сепаратора 2, штуцер 10 дл  отвода конденсата из греющей камеры 1 и штуцеры 11 и 12 соответственно дл  ввода исходного раствора и вывода упаренного раствора. Аппарат работает следующим образом . Циркулирующий раствор нагреваетс  паром в греющей камере 1 и поступает в трубу 3 вскипани , в которой, двига сь вверх, вскипает за счет понижени  гидростатического давлени . При продолжении движени  паросодержание в трубе 3 вскипани  возрастает л плотность парожидкостной смеси уменьшаетс . За счет разности плотностей раствора в сепараторе 2 и парожиДкостной смеси в трубе 3 вскипани  создаетс  движущий напор, обеспе чивающий преодоление гидравлических сопротивлений при циркул ции раствора в аппарате. . В верхней части трубы 3 вскипани  в центральной ее части движетс  парожидкостна  смес с повьщгенным парс содержанием, а по периферийной ча ти (кольцевое сечецие) - смесь, состо ща  главным образом из жидкости При поступлении в отбойник 4 благодар  радиально расположенным вертикальньм перего родкам 7 не нарушает1 1 с  кольцева  структура потока, и жидкость кольцевого потока по каналам , образованным вертикальными перегородками 7, равномерно по периметру трубы 3 вскипани  перетекает в-сепаратор 2. Центральна  часть потока, отделенна  от 1к щкрст  к имеюща  . плотность, близкую к плотности пара, поступает на решетку отбойника 4, где с помощью криволинейных пластин 5 происходит сепараци  жидкости от пара. .Вторичный пар выходит из с-епаратора 2 через штуцер 9, а раствор возвращаетс  дл  нагрева в греющую камеру 1. Часть упаренного раствора отбирают через штуцер 12, а исходный раствор на выпаривание подают через штуцер 11. Вертикальные перегородки 7 отбойника обеспечивают .отвод перед решеткой отбойника жидкости (раствора) из парожидкостной смеси, выход щей из трубы вскипани , а располага  перегородки радиально к трубе вскипани , достигают гидродинамической устойчивости двухфазного потока и обеспечивают тем самым равноМерньй отвод жидкости по периметру трубы йскипани . В результате отвода жидкости перед гидродинамической решеткой снижаетс  скорость парожидкостной смеси и ее плотность, что позвол ет значительно уменьшить гидравлические сопротивлени  отбойника. Вследствие этого возрастает скорость естественной циркул ции в аппарате, а пульсационна  составл юща  скорости циркул ции не превышает 5% от среднего значени  скорости циркул ции, т.е. повышаетс  устойчивость естественной циркул ции. Экспериментальные данные по вли нию длины вертикальныхперегородок, которьпии снабжен отбойник, на циркул цию раствора в выпарном аппарате, полученные на опытно-промьшшенном выпарном аппарате с поверхностью нагрейа 500 м и трубой вскипани  диаметром i м при давлении в сепараторе 250-300 МПа, представлены в таблице. При отношении длины вертикальньк перегородок к диаметру трубы вскипани , меньшем 0,3, отвод жидкости из парожидкостной смеси, выход щей из трубы вскипани , недостаточный.Двухфазный поток, поступающий на образо- . ванную криволинейными пластинами решетку отбойника, содержит, много

жидкости и. происходит захлебывание отбойника. Вследствие этого гидравлическое сопротивление отбойника

еще велико, что существенно снижает

скорость циркул ции. Так как захле- конденсата вторичного пара. бывание отбойника имеет пульсирую- Благодар  тому, что ширина вертищий характер, то скорость циркул циикальных перегородок не меньше 0,2 D, имеет значительные пульсационныеобеспечиваетс  рассекание перегородсоставл ющие , нарушающие устойчивостьками практически всей кольцевой зоны циркул ции. 10жидкости парожидкостной смеси, постуПри отношении длины вертикальных пающей из трубы вскипани  в отбойник, перегородок к диаметру трубы вскипа-А так как наиболее насыщенным жидни , paiBHOM 0,3-1,0, обеспечиваетс костью  вл етс  именно периферийное.. отвод основной части жидкости из па-кольцо вытекающего из трубы вскипани  рожидкостной смеси, выход щей.из тру-15парожидкостного потока, то указанна  бы вскипани  перед поступлением ееширина перегородок обеспечивает наина решетку отбойника, благодар  этому снижаетс  существенно плотность смеси (через решетку проходит главным образом пар с капл ми жидкости), что приводит к прекращению захлебывани  и значительному уменьшению гидравлического сопротивлени  отбойника . А вследствие этого возрастает скорость циркул ции и повышаетс  ее устойчивость. При отношении дпины перегородок к диаметру трубы вскипани , большем 1,0, скорость циркул ции и ее устойчивость снова резко снижаютс , однако по другим причинам. Это происходит потому, что при отношении больше 1,0 ослабл етс  отклон ющее воздействие решетки на парожидкостной поток , вследствие чего значительна  часть жидкости возвращаетс  в трубу вскипани , что приводит к повьпиению гидравлического сопротивлени  на выходе потока из трубы вскипани . А. это вызывает снижение скорости циркул ции . Нестабильность этого процес са приводит к нарушению устойчивости циркул ции. Кроме того, при таком

(более 1,0) отношении длины вертикальных перегородок к диаметру трубы вскипани  значительно возрастает брызгоунор, что ведет к загр знению лучшие услови  отвода основной части жидкости из парожидкостной смеси перед поступлением ее в отбойник. Формул, а изобретени  1. Выпарной аппарат с вынесенной зоной кипени , содержащий греющую камеру, сепаратор, соосную с ним трубу вскипани  и отбойник, выполненный в виде, решетки, образованной гори- зонтальньми криволинейными и наклонными ребрами, и установленный над трубой вскипани , отличающ и и с   тем, что, с целью увеличени  скорости циркул ции и повьщ1ени  ее .устойчивости, отбойник снабжен вертикальными перегородками, установленными радиально и расположёнными между решеткой и трубой вскипани , при этом отношение длины вертикальных перегородок к диаметру трубы вскипани  составл ет 0,3-1,0. 2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и и с -  тем, что ширина вертиг кальных перегородок отбойника составл ет не менее 0,2 диаметра трубы вскипани .

Пульсационна  составл юща  скорости циркул ции, % от ее среднего значени 

20,отмечен

10

-- 5 большой унос капельной влаги