SU1726891A1 - Испаритель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к энергетике и химической технологии и может быть использовано дл  получени  пара и выделени  газов из жидкости. Цель - повышение производительности и сухости получаемого пара. Дл  этого корпус 1 и обечайки 6 установлены вертикально, а патрубки подвода перегретой жидкости закреплены в них тангенциально . При этом процесс испарени  происходит не только на горизонтальной поверхности воды в нижних част х расширительных отсеков 5, но также и на боковых стенках обечаек 6 и корпуса 1. Это значительно увеличивает площадь зеркала испарени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области энергетики и химической технологии и может быть использовано дл  получени  пара и выделени  газов из жидкостей.

Известны расширители - сепараторы, содержащие цилиндрический сосуд, снабженный штуцерами дл  отвода образованного пара и дл  удалени  воды.

Их недостатками  вл ютс  большой удельный объем корпуса устройства ввиду малой площади зеркала испарени  w вынос капель жидкости вместе с паровой фазой, что в итоге удорожает конструкцию расширител  и снижает надежность оборудовани , подключенного к расширителю.

Известен также расширитель непрерывной продувки, состо щий из цилиндрического сосуда, снабженного трубками дл  отвода жидкой фазы, установленными в отверсти  сосуда и расположёнными танген- циально поверхности корпуса, и влагоот- бойными щитками, размещенными на внутренних поверхност х корпуса и сосуда соответственно над трубками, и трубопроводом, расположенным тангенциально сосуду.

Недостатки такого расширител  св заны с малой поверхностью зеркала испарени , с малой скоростью всплыти  пузырей. Ввиду большой нагрузки зеркала испарени  наблюдаетс  .унос капель жидкости с паром, что требует дополнительных сепара- ционных устройств. Унос капель жидкости увеличиваетс  также за счет вскипани  жидкости лишь в одно определенном месте сосуда , например при тангенциальном вводе питательного трубопровода это происходить на рассто нии 0,2 L/тгот ввода, где L - периметр расширительного бака.

Известна конструкци  вихревого воздухоотделител  трубопроводной арматуры, в котором подвод газожидкостной смеси производитс  тангенциально в верхней части устройства. Выделение газов происходит при движении смеси по боковой и нижней торцовой стенкам воздухоотделител ,

Недостаток данной конструкции - мала  производительность, обусловленна  тем, что в качестве испарительной поверхности используетс  только часть внутренней поверхности расширительной камеры. Отсюда мала  производительность и унос жидкости с отход щими газами. Дл  уменьшени  уноса на газоотвод щем патрубке предусмотрен сепаратор жидкости,

Известен также испаритель, содержа- щи и корпус, разделенный по меньшей мере одной обечайкой на расширительные отсеки , подключенные к патрубкам подвода перегретой жидкости, закрепленным соответственно в корпусе и обечайке.

Недостаток данной конструкции - мала  производительность; так как в качестве испарительной поверхности служат только горизонтальные поверхности расширительных отсеков, а остальные поверхности стенок не работают. Необходимость использовани  сопла дл  разбрызгивани  воды приводит к получению влажного пара, что требует установки сепаратора дл  уменьшени  влажности пара.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и сухости получаемого пара..

Указанна  цель достигаетс  тем, что в испарителе, содержащем корпус, разделенный по меньшей мере одной обечайкой на расширительные отсеки, подключенные к своим патрубкам подвода перегретой жидкости , корпус и обечайка установлены вертикально; а патрубки закреплены в них тангенциально.

Благодар  этому процесс испарени  происходит не тблько на горизонтальной поверхности воды в нижних част х отсеков испарител , но также и на боковых стенках обечаек и корпуса испарител . Это значительно увеличивает площадь зеркала испарени  при том же объеме расширител  и при достаточном количестве обечаек как бы переводит процесс испарени  с поверхностного в объемный.

Если в прототипе вода и пар последовательно проход т через отсеки, то в предлагаемом испарителе в каждый отсек поступает сво  дол  перегретой жидкости, что в итоге снижает толщину сло  воды на испар ющей поверхности и паровую нагрузку зеркала испарени . Все это приводит к тому, что если расход перегретой жидкости такой же, как в прототипе, то ввиду увеличени  поверхности уменьшаетс  парова  нагрузка зеркала испарени , что приводит к понижению скорости выхода пара, а отсюда к уменьшению его влажности. Снижаетс  размер пузырей пара и капельной унос при схлопывании пузырей на выходе из сло , т.е. повышаетс  сухость пара, Облегчаетс  выход пара, т.е. снижаетс  давление в слое, сокращаетс  путь пара через жидкость, это увеличивает эффективность работы испарительных поверхностей, т.е. их допустимую паровую нагрузку. Повышаетс  центробежускорение ац

Увх ГВХ

где V

вх. - входна 

скорость жидкости, гвх - радиус соответствующей обечайки, ввиду этого возрастает возврат капель, выносимых паром, обратно в жидкостный слой, что  вл етс  одной из причин роста сухости пара.

В поле центробежных сил происходит уменьшение объема пузырей пара в (Зц/д) 3/2 раза, где g - ускорение свободного падени .

Например, при скорости ввода перегре- той жидкости, равной 10 м/с, при радиусе, равном 1 м, получаем /с , а (ац/д),6.

Кроме того, под действием центробежных сил растет скорость всплыти  пузырей

пропорционально Эц/g, то есть в 1,7 раза. Это интенсифицирует тепломассообмен и выход пара.

Площадь зеркала испарени  увеличиваетс  .в

Збок.корп. Ь Оторц Ь X 5|обечаек Збок.корп. + Зторц

где Збок.корп, - площадь внутренней боковой поверхности корпуса испарител , котора ,  вл етс  зеркалом испарени ; ..

Зтбрц. - поверхность нижней торцевой 25 стенки .испарител ;

5 обечаек - сумма поверхностей п

обечаек.

Например, дл  устройства радиусом 1 м, при трех боковых рабочих поверхност х, используемых дл  испарени  - одной внутренней поверхности корпуса и двух коаксиальных обечайках, поверхность испарени  возрастает примерно в 1,4 раза.

На фиг.1 схематически представлен испаритель , вертикальное сечение; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Испаритель содержит вертикальный корпус 1 с патрубком 2 дл  подачи первич- ной (перегретой) жидкости в раздающий коллектор 3, имеющий патрубки 4 дл  тангенциального подвода перегретой жидкости в расширительные отсеки 5 к внутренней поверхности корпуса 1 и крак- спальных вертикальных обечаек 6.

Корпус 1 имеет патрубки 7 и 8 дл  отвода пара и вторичной воды, а также перфорированные перегородки 9 и 10 дл  прохода пара и воды соответственно.

5

10

15

20

..

25

30 35

40 45

50

Испаритель работает следующим образом .;

По патрубку 2 перегрета  жидкость поступает в раздающий коллектор 3, оттуда по патрубкам 4 направл етс  в расширительные отсеки 5 и распредел етс  по поверхност м испарени  корпуса 1 и коаксиальных обечаек 6.

Жидкость подводитс  к верхней части поверхностей испарени . Ввиду тангенциального подвода жидкость приобретает вращательное движение и, стека  вниз под действием гравитационных сил, движетс  по спиральной траектории. Во врем  этого движени  по спиральной траектории. Во врем  этого движени  происходит выделение пара, который через верхнюю перфсфи- рованную перегородку 9 поступает в патрубок дл  отвода пара, а вторична  жидкость с температурой, равной температуре насыщени  пара при давлении в расширительной камере, через нижнюю перфорированную перегородку 10 поступает в патрубок 8 дл  отвода жидкости.

Исследовани  показали, что дл  определени  оптимального количества п рабочих поверхностей - боковых коаксиальных обечаек можно использовать следующее соR

отношение: n -g-1, где R - радиус расширительной камеры, д рассто ние между обечайками или обечайкой и корпусом (или центром расширительной камеры). Дл  воды (,09+0,114 М-0,00225( )2. здесь Н - высота обечаек.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Испаритель, содержащий корпус, разделенный по меньшей, мере одной обечайкой на расширительные отсеки подключенные к своим патрубкам подвода перегретой жидкости, закрепленным соответственно в корпусе и обечайке, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и сухости получаемого пара, корпус и обечайка установлены вертикально , а патрубки закреплены в них тангенциально ..

   А-А

   Фиг.2