SU1634570A1 - Водоопреснительна установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к судостроению , в частности к судовым но- доопреснительным установкам Цель изобретени  - повышение производительности установки путем уменьшени  накипеобразовани ., Водоопресните 1ьнт  установка включает в себ  водоподогре- ватель 1, сепаратор 2 и конденсатор 3„ Водоподогреватель 1 выполнен с верхним 12 и нижним 13 коллекторами, которые соединены друг с другом по периметру патрубками 14 и сообщены с внутренней полостью нагревательных трубок 7 с образованием контура 2 (. ГОНЧИПОП CCIL- 1В1ННОИ Ц1фк} ЛЛЦИИ , il I ih ЧН I i ТЧ li 1 TP ) 1 1 pGPIu ibniiif 11 01 ,t не ii и n i- ; i ubei. - iii м i о lep лы  i1 I Mi- .OoII l f i. t IP HP I) M ,1 V ( i О l i 4 ГОСТ 1Г 1Я f I 5-6/ сечени  нагревательные груоок / Б верхнем ко 1лекторе 2 по eio пе1)иметру установлен KoiinoiirpaTop паронод нон смеси ь nigje нпправгиио- щого котлы 1 , i otip,}  ованием канала чл  ра( с о ы в патруики 14„ На ч верхним коллектором 12 усганов- пен влагоогделнтель 1, состо нии из цен гра тьнсн колпака с рассетзаю . KOHNCOM и отбойного цитка 22 iio пе- римегру цилиндрического барабана 170 Над в ыгоотделитепем установлены горизонтальные сепарационные жалюти 21 ч ви т,е концентрически расположенных дисковых колец волнообразного про- уни , Р ра  которых относительно друга и взаимно перекрыты с образованием каналов восход щего потока пара„ 1 з0п„ ф-лы. 1 ил is 8 (Л о со -U СД 4 О

Description

Изобретение относитс  к судостроению , в частности к судовым водооп- реснительным установкам„

Цель изобретени  - повышение про- извоцительности установки путем уменьшени  накипеобразовани „

На чертеже схематически изображена водоолреснительна  установка

Воцоопорснительна  установка вклю , чает в себ  водоподогреватель 1, сепаратор 2 и конденсатор 30 Водоподогреватель 1  вл етс  испарителем кип щего типа, содержит цилиндрический корпус 4 с верхней 5 и нижней 6 трубными досками, в которых развальцованы вертикальные нагревательные трубки 7

Межтрубнчм пространством корпуса 4 образована емкость дл  теплоноси- тел , в качестве которого может быть утилизационное тепло охлаждающей водь судовых силовых установок, свежий или отработанный пар и другие источники тепла „

В корпус водоподогревател  вмонтированы трубопровод 8 дл  подачи теплоносител , трубопровод 9 дн  отвода теплоносител  и трубопровод 10 с дроссельной шайбой 11 дл  подачи питательной водьк

На верхней трубной доске 5 корпуса Л установлен верхний коллектор 12

На нижней трубной доске 6 установлен нижний коллектор 13,,

Коллекторы 12 и 13 выполнены в виде цилиндрических колец и по периметру соединены друг с другом патрубками 14,

Внутренними поверхност ми верти- кальных трубок 7, коллекторов 12 и 13, патрубков 14 образованы сообщающиес  полости дл  естественной циркул ции питательной воды

В верхнем коллекторе 12 по его пе риметру размещено направл ющее кольцо 15 сферического профил , которым образованы каналы дл  отвода рассола через патрубки 14 и концентратор паровод ной смесио

Направл ющим кольцом 15 осуществлно и отклонение паровод ной струи от входных отверстий патрубков 14t

Нижний коллектор 13 соединен с поддоном 16, к которому подключен трубопровод 10 питательной водьк

I

Высота нагревательных трубок 7 и

патрубков 14 выбрана из условий производительности водоопреснительной установки„

Общее сечение патрубков 14 составл ет 5-6% общего сечени  Нагревательных трубок 7 о

Таким соотношением сечений предотвращено опрокидывание циркул ции, определен оптимальный поток питательной воды в нагревательных трубках 7 и паросодержание в них паровод ной смесИо

С водоподогревателем 1 в одноступенчатом пр моточном цикле сагрега- тированы сепаратор 2 и конденсатор 3, которые размещены в вертикально цилиндрическом барабане 17 с крышкой 18, играющей роль сухопарника,,

Цилиндрически барабан 1 7 закреплен на верхнем коллекторе 12, их иолгг- ти сообщены друг с другом„

В нижней части цилиндрического барабан; ) 17 присоединена сливна  труба 19 дл  удалени  рассола.,

Сепаратор 2 размещен между водо- подогревателем 1 и конденсатором 3 и предназначен дл  отделени  транспортируемой влаги от пара,.

Б данной водоопреснительной уста новке применена трехступенчата  сепараци  пара с учетом выработки в воцоподогреватете 1 переувлажненного пара.

Перва , предварительна  (частична ) ступень сепарации осуществлена в концентраторе паровод ной смеси верхнего коллектора 12, втора  ступень - в куполообразном отбойном влагоотделлтеле 20, треть ступень- в жалюзийных секци х 21 „

Влагоотделитель 20 состоит из центрального колпака с рассеивающим конусом и отбойного щитка 22 по периметру цилиндрического барабана17, которым образована наклонна  плоскость дл  направленного стока отделенной от пара воды в рассол по трубе 19 и канал верхнего коллектора в поток циркул ции.

Влагоотделитель 20 размещен над верхним коллектором 12 в зоне концентрации паровод ной смеси Над влагоотделителем 20 установлены сепарирующие жалюзи 21, выполненные в виде горизонтального Пакета концентрически расположенных дисковых колец волнообразного профил  с наклонной поверхностью , взаимно перекрывающих друг друга с образованием промежуточэ16

ных кольцевых каналов дл  восход щего паровод ного потока с шагом, обеспечивающим пересечение траектории транспортируемой влаги и направленный сток отделенной от пара влаги по наклонным плоскост м жалюзей 21, влагоотделител  20 с отбойным п;нт- ком 22о

Сепаратор 2 представл ет собой устройство, в котором конструктивно объединены все элементы второй и третьей ступеней сепарации соединением вертикальными стойками - св з ми 23 (показаны пунктиром)„ Весь каркас сепаратора 2 жпстко закреплен в цилиндрическом барабане 170

Кроме того, естественна  сепараци  происходит п сухопарнике 18„

Во всех ступен х сепарации обес- печен направленный сток отделенной от пара влаги в рассол„

В верхней части цилиндрического барабана 17 размещен встроенный двухходовой конденсатор 3 лл  конденса- ции пара и превращени  его в дистилл т о

Конденсатор 3 представл ет собой кожухотрубныи теплообменник, внутренн   полость которого сообщена с сухо- парником 18 „ Охлажденна  вода подаетс  и отводитс  по трубам 24 и 25„

К цилиндру конденсатора 3 подсоединены трубопровод 26 дл  отсоса воздуха и трубопровод 27 дл  откачки конденсата насосом„ Трубопровод 26 имеет колено дл  предотвращени  откачки конденсата вместе с воздухом,

Дл  создани  и поддерживани  вакуума в барабане 17 и конденсаторе 3 служит гидравлический эжектор, рабоча  забортна  воца к которому подаетс  электроприводным насосом, вход щим в состав водоопреснительной установки, Этим же насосом подаетс  забортна  вода в испаритель и на эжектор дл  откачки рассола

Дистилл т, образующийс  при конденсации пара, откачиваетс  из конденсатора 3 дистилл тным насосом,

Водоопреснительна  установка снабжена системой автоматики, и сигнализациио

Водоопреснительна  установка работает следующим образом,

В нижний коллектор 13 по трубопроводу 10 через дроссельную шайбу 11 подают насосом питательную забортную морскую воду в количестве, превыша

«

0

5

о

0

5

706

ющем в 3-4 раза производительность опреснительной установки„

Количество подаваемой воды регулируетс  по ротаметру или дроссельной шайбой 11,

Увеличенный поток питательной воды обусловлен необходимостью уменьшени  паросодержани  в паровод ной смеси с цепью исключени  отложени  накипи на нагревательньгх трубках 7 и снижени  солености рассола (морской воды после частичного испарени )„

Из нижнего коллектора 13 питательна  вода поступает в нагревательные трубки 7 и далее в верхний коллектор 12,

По трубопроводу 8 подают теплоноситель (охлаждаюцую воду от двигателей или пар) в межтрубное пространство водоподогревател  1„

В водоопреснительной установке эжектором создаетс  вакуум ,07 бар.

При этом давлении вода кипит при 38 С, поэтому в опреснителе можно примен ть низкотемпературные теплоносители . Теплоноситель омывает нагревательные тру жи / и нагревает опресн емую воду до температуры кипени  42-44ьС, соответствующую давлению в трубках,. Нагревание циркулирующей воды до температуры кипени  - эконо- майзерна  часть - происходит на 25- 30% высоты трубJR. В экономгштпрнон части имеет место также пристенное кипение воды, При достижении емпера- туры кипени  начинаетс  объемное ки- пениеа Вследствие большого удельного объема пара при этом давлении 16- 18 м /кг объем и соответственно скорость паровод ной смеси резко возрастают На остальном испарительном участке происходит кипение, и температура почти не мен етс , В трубках образуетс  около 75-80% пара0 Все же вследствие циркул ции опресн емой (морской) воды весовое паросодержание составл ет 4-5%„ Это значение далеко от величины 254, при котором начинаетс  отложение накипи на трубках и снижаетс  коэффициент теплоотдачи,, Далее паровод на  смесь поступает в верхний коллектор 12„ Смесь перегрета на 4-6°С„

В концентраторе паровод ной смеи си верхнего коллектора 12, образованного высотой направл ющего кольца 15, происходит выравнивание тепловых нагрузок по площади и поперечному

сечению зеркала испарени , частичное отделение пара от воды и адиабатное испарение, с образованием 0,15- 0,20 количества пара производительности установки (0,75-0,80 количества пара образуетс  в нагревательных трубках 7),

В концентраторе паровод ной смеси происходит гашение кинетической энергии струй паровод ной смеси, выравнивание пол  напр жени  испарени ,,

Дальнейшее отделение пара от воды происходит во влагоотделит.еле 20 сепаратора 2е

Уносимые восход щим потоком паровод ные струи рассеивающим конусом центрального колпака и и тком 22 л i,v гоотдол ч °ч  . 0 мен ют направление по И г нчсгычеин гм поверхност м, по ico opiP отде ГенШ Я влага гтекчет в

Частично отсепариропанный тар че- 1К- з кочтчкмше каналы влагоотделнте- п О ч ,, ч -., ц-10 г в сепар руюгше жалю-

зи 21 I- иигз х 21 сепаратора 2 про- ,исхопит последующа  сепараци  пара.

Погче гетратора проце-- ес- тестнрнноч оепаратш продолжаетс  сферическими поверхност ми барабана 17, tго куполообразного сухопарника 18 и гоши-нсатора 3„ Система сепарации дает високос качество дистилл та (до 10 мг/л) даже при перегрузке испарител  на 40-50%,,

Отсепарированный пар из верхней части цилиндрического барабана 17 поступает в открытую часть встроенного конденсатора 3, в котором конден

345708

лектора, образованный кольцом 15, и далее по патрубкам 14 - в нижний коллектор 13о Разность между коли- честном питательной воды и образовавшимс  паром откачиваетс  гидравлическим эжектором через трубку 19 за борт.

Естественна  циркул ци  опресн емой (морской) воды по контуру: коль- JQ цевой канал верхнего коллектора 12 - патрубки 14 - нижний коллектор 13 - нагревательные трубки 7 подогревател  - верхний коллектор 12 создаетс  за счет разности плотности воды в )5 патрубках 14 и плотности паровод ной смеси н нагревательных трубках 7 по высоте испарительной част 

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 с Водоопреснительна  установка преимущественно ..акуумного кип щего типа, содержаща  послеловатепьно сообщенные между собой водоподогрева- тель с нагревательными трубками, установленными в трубных досках, сепаратор и конденсатор, о т л и ч а ю - щ а   с   тем, что, с целью повы- шени  производительности установки путем уменьшени  накипеобразовани , водоподогреватель снабжен верхним и нижним коллекторами и патрубками, сообщающими по периметру упом нутые коллекторы между собой, причем коллекторы сообщены с внутренними полост ми нагревательных трубок водоподо- гревател , при этом обща  площадь сечени  патрубков составл ет 5-6% об

   сируетс , опресненную воду из конден- Q щей площади сечени  нагревательных

   трубок,

   сатора откачивают конденсатным насосом по трубопроводу 27,.

   Контенсацию пара в конденсаторе 3 осуществл ют подачей охлаждающей воды по трубе 24 и отводом ее по трубе 25,

   Воздух, выдел ющийс  в камере испарени  из воды и подсасываемый через сальник циркул ционных насосов, откачивают из конденсатора 3 гидравлическим эжектором по трубе 26, Этим же эжектором создают вакуум в цилиндрическом барабане 17 и конденсатог ре 3„

   Жидка  фаза смеси конструктивными особенност ми отбойника влагоот- делител  20 распредел етс  по периферии нижней части барабана 17 и стекает в .кольцевой канал верхнего колщей площади сечени  нагревательных

   трубок,

   2с, Установка по п„ 1, о т л и ч а - ю щ а   с   тем, что верхний коллек- - тор снабжен концентратором паровод ной смеси, выполненным в виде кольца с вогнутым ободом и установленным внутри коллектора с образованием канала , сообщенного с упом нутыми патрубками , причем нижний торец кольца закреплен на внутренней поверхности корпуса водоподогревател , а верхний его торец с зазором относительно корпуса водоподогревател  размещен на уровне полоьины высоты верхнего коллектора , при этом сепаратор снабжен влагоотделителем, включающим в себ  центральный колпак с рассеивающим конусом, обращенным вершиной к верхнему коллектору, отбойным щитком,

   91634570I0

   установленным по внутреннему перимет- рически расположенных дисковых кору корпуса сепаратора, и горизонталь- лец волнообразного профил , кра  ко- ными сепарационными жалюзи, установ- торых смещены относительно друг дру- леиными горизонтально над влагоот/далд-,- га и взаимно перекрыты с образова- телем и выгючненными в виде концент- нием каналоВо