UA79200C2

UA79200C2 - Stage of evaporating apparatus of instantaneous boil

Info

Publication number: UA79200C2
Application number: UAA200509497A
Authority: UA
Inventors: Oleh Heorhiiovych Salashenko
Original assignee: Iks A Closed Joint Stock Compa
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-10-10
Publication date: 2007-05-25
Also published as: EA200401275A1; EA006524B1

Abstract

The invention relates to the branch of heat engineering, in particular, the preparation of desalted water, which is used for additional supply of steam boilers and heating systems. A stage of evaporating apparatus of instantaneous boil contains a housing, inside which an expansion chamber and condensation chamber are located, which are divided by a wall. A separator is fixed in the wall. The expansion chamber is equipped with branch pipe of supply and with branch pipe for removal of evaporating water. The condensation chamber is equipped with abundle of horizontally located heat exchange tubes and with branch pipes for removal of distillate. In accordance with the invention, in the condensation chamber vertical partitions are made which are installed relative to the lower wall of housing with a clearance, which is equal to 0.2-0.5 width of the housing. The bundle of horizontally located heat exchange tubes is placed relative to the upper and lower walls of the housing at a distance that is equal to 0.03-0.12 of height of housing. In the upper wall of housing downstream of the vertical partitions, at least, two branch pipes for removal of steam-gas mixture are made. The invention provides for reduction of corrosion, improvement of quality of distillate and increase of efficiency of heat exchange processes in the condensation chamber by provision of uniform passage of the flows of steam-gas mixture in entire volume of the condensation chamber.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується галузі теплотехніки і призначений для підготування знесоленої води, яка подається на 2 підживлення парових котлів та тепломережі, і може бути використаний у нафтохімічній, фармацевтичній, електронній та деяких галузях харчової промисловості.The invention relates to the field of heat engineering and is intended for the preparation of desalinated water, which is supplied to 2 feeding steam boilers and the heating network, and can be used in the petrochemical, pharmaceutical, electronic and some branches of the food industry.

Відомим є ступінь випарника миттєвого закипання, який складається з корпусу, розділової перегородки, яка поділяє ступінь на камеру випаровування і камеру конденсації з горизонтальним трубним пучком і трубними дошками, вікон, виконаних у верхній частині розділової перегородки, сепаратора, патрубків для відведення, 70 підведення випарної води, у якій камера конденсації обладнана взаємопересічними горизонтальною і вертикальною перегородками, щільно з'єднаними у місці перетинання, причому горизонтальна перегородка з боку, протилежному місцю перетинання, поєднана з розділовою перегородкою уздовж вікон, а вертикальна перегородка встановлена з зазором у стельовій частині камери конденсації і відокремлює частину труб трубного пучка, що прилягають до вікон, обидві перегородки боковими сторонами щільно з'єднані з трубними дошками див. пат. РФ на винахід Мо2218972, МПК7 80101/26, В0103/06, пріоритет від 2002.10.10., опублікований 2003.12.20, "Ступінь випарника миттєвого закипання").The stage of the instant-boiling evaporator is known, which consists of a body, a partition, which divides the stage into an evaporation chamber and a condensation chamber with a horizontal tube bundle and tube boards, windows made in the upper part of the partition, a separator, outlet pipes, 70 supply of the evaporator of water, in which the condensation chamber is equipped with mutually intersecting horizontal and vertical partitions tightly connected at the point of intersection, and the horizontal partition on the side opposite to the point of intersection is connected to the dividing partition along the windows, and the vertical partition is installed with a gap in the ceiling part of the condensation chamber and separates part of the pipes of the pipe bundle adjacent to the windows, both partitions are tightly connected to the pipe boards on the sides, see stalemate. Russian Federation for the invention Mo2218972, IPK7 80101/26, B0103/06, priority from 2002.10.10., published 2003.12.20, "Instant boiling evaporator stage").

Однак у відомому пристрої окремі зони конденсаційних трубок є недоступними для потоків парогазової суміші, через що у цих зонах виникає застій повітря, який веде до зниження ефективності процесу теплопередачі в камері конденсації і викликає процес корозії конденсаційних трубок, пов'язаний з забрудненням дистиляту залізовмісними елементами.However, in the known device, certain zones of the condensation tubes are inaccessible to the flow of the steam-gas mixture, due to which air stagnation occurs in these zones, which leads to a decrease in the efficiency of the heat transfer process in the condensation chamber and causes the corrosion process of the condensation tubes, which is associated with the contamination of the distillate with iron-containing elements.

Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, який досягається, до технічного рішення, що заявляється, є ступінь випарника миттєвого закипання, який містить корпус, розділову стінку, яка поділяє ступінь випарника на камери конденсації та розширення, вертикальний жалюзійний сепаратор, закріплений у розділовій стінці, патрубки для підведення і відведення випарної води, патрубки для відведення дистиляту. сThe closest in terms of technical essence and the result that is achieved to the technical solution claimed is the stage of the flash boiling evaporator, which contains a housing, a partition wall that divides the stage of the evaporator into condensation and expansion chambers, a vertical louvered separator fixed in the partition wall, nozzles for supplying and removing evaporated water, nozzles for removing distillate. with

Камера розширення обладнана вертикальною перегородкою, що розташована уздовж розділової стінки і Ге) утворює дві порожнини, сполучені між собою по парі у нижній частині камери. Порожнина, яка утворена вертикальною перегородкою та корпусом ступеня, у верхній частині обладнана каналами для підведення перегрітої води, а порожнина, яка утворена вертикальною перегородкою та розділовою стінкою, у верхній частині сполучена з камерою конденсації Через канали жалюзійного сепараторам і обладнана окремою о перегородкою, що встановлена горизонтально з зазором до розширної стінки та утворює з вертикальною («3 перегородкою канал для проходження пари |див. свідоцтво на корисну модель РФ Мо31337, МПК7 ВО0101/26,The expansion chamber is equipped with a vertical partition, which is located along the dividing wall and forms two cavities connected in pairs in the lower part of the chamber. The cavity, which is formed by the vertical partition and the body of the step, in the upper part is equipped with channels for the supply of superheated water, and the cavity, which is formed by the vertical partition and the partition wall, is connected to the condensation chamber in the upper part through the channels of the louver separators and is equipped with a separate partition, which is installed horizontally with a gap to the expansion wall and forms with a vertical (3 partition) a channel for the passage of steam | see the certificate for the utility model of the Russian Federation Mo31337, MPK7 VO0101/26,

ВО103/06, пріоритет від 2003.03.31., опубліковане 2003.08.10, "Ступінь випарника миттєвого закипання". счVO103/06, priority from 2003.03.31., published on 2003.08.10, "Stage of flash-boiling evaporator". high school

Недоліком відомої конструкції є нерівномірність розподілення потоків парогазової суміші в об'ємі камери Ге») конденсації і, отже, нерівномірність розподілення пари на конденсаційних трубках, яка знижує ефективність теплообмінних процесів в камері конденсації. вThe disadvantage of the known design is the uneven distribution of steam-gas mixture flows in the volume of the condensation chamber and, therefore, the uneven distribution of steam on the condensation tubes, which reduces the efficiency of heat exchange processes in the condensation chamber. in

У результаті нерівномірного розподілення потоків парогазової суміші в окремих зонах камери конденсації, віддалених від сепаратора, у яких швидкість парогазової суміші є мінімальною, відбувається застій повітряних мас, пов'язаний, з одного боку, зі зниженням коефіцієнта теплопередачі теплообмінних трубок, а з іншого боку, « з активізацією корозійних процесів та забрудненням конденсату продуктами корозії. З 50 Технічний результат заявленого винаходу полягає у зниженні корозійних процесів у камері конденсації та с підвищенні якості дистиляту, а також підвищенні ефективності теплообмінних процесів за рахунок забезпеченняAs a result of the uneven distribution of steam-gas mixture flows in separate zones of the condensation chamber, distant from the separator, in which the speed of the steam-gas mixture is minimal, stagnation of air masses occurs, which is associated, on the one hand, with a decrease in the heat transfer coefficient of the heat exchange tubes, and on the other hand, " with activation of corrosion processes and contamination of condensate with corrosion products. C 50 The technical result of the claimed invention consists in reducing corrosion processes in the condensation chamber and increasing the quality of the distillate, as well as increasing the efficiency of heat exchange processes due to ensuring

Із» рівномірного проходження парогазових потоків в усьому об'ємі камери конденсації.Due to the uniform passage of steam and gas flows in the entire volume of the condensation chamber.

Технічний результат досягається тим, що у заявленому ступені випарника миттєвого закипання, який містить корпус, усередині якого розташовані камера розширення та камера конденсації, що розділені стінкою, у якій закріплено сепаратор, а камера конденсації обладнана пучком горизонтально розташованих теплообмінних це. трубок і патрубками відведення дистиляту, згідно з винаходом, в камері конденсації по обидва боки від (Те) сепаратора виконані жорстко закріплені на верхній та бокових стінках корпусу вертикальні перегородки, встановлені відносно нижньої стінки корпусу з зазором, який складає 0,2 0,5 ширини корпусу, а пучок о горизонтально розташованих теплообмінних трубок розміщений відносно верхньої та нижньої стінок корпусу на («в 50 відстані, що дорівнює 0,03-0,12 висоти корпусу, при цьому у верхній стінці корпусу за вертикальними о перегородками виконані, щонайменше, два патрубки відведення парогазової суміші.The technical result is achieved by the fact that in the declared stage of the instant boiling evaporator, which contains a housing, inside which there are an expansion chamber and a condensation chamber, separated by a wall in which a separator is fixed, and the condensation chamber is equipped with a bundle of horizontally located heat exchangers. tubes and nozzles for distillate removal, according to the invention, in the condensation chamber on both sides of the (Te) separator, vertical partitions are rigidly fixed on the upper and side walls of the housing, installed relative to the lower wall of the housing with a gap of 0.2 0.5 width body, and a bundle of horizontally located heat exchange tubes is placed relative to the upper and lower walls of the body at a distance of 50, which is equal to 0.03-0.12 of the height of the body, while in the upper wall of the body, behind the vertical partitions, at least two nozzles for removing the steam-gas mixture.

Виконання в камері конденсації по обидва боки від сепаратора жорстко закріплених на верхній та бокових стінках корпусу вертикальних перегородок, встановлених відносно нижньої стінки корпусу з зазором, який складає 0,2-0,5 ширини корпусу, дозволяє здійснити організований рух потоку лари, який проходить спочатку зверху вниз між вертикальними перегородками через усю центральну частину камери конденсації, а потім - його (Ф) роздвоєння у торцеві частини камери з подальшим проходженням пари по всьому об'єму торцевих частин г) камери конденсації знизу уверх, що виключає появлення застою повітряних мас в окремих частинах камери конденсації і забезпечує високі швидкості потоків парогазової суміші в усьому її об'ємі, а також дозволяє во покращити умови теплообмінних процесів, знизити вірогідність корозії та підвищити якість дистиляту.The execution in the condensation chamber on both sides of the separator of vertical partitions rigidly fixed on the upper and side walls of the housing, installed relative to the lower wall of the housing with a gap that is 0.2-0.5 of the width of the housing, allows for the organized movement of the lara flow, which passes initially from top to bottom between vertical partitions through the entire central part of the condensation chamber, and then - its (Ф) bifurcation into the end parts of the chamber with further passage of steam through the entire volume of the end parts d) of the condensation chamber from the bottom up, which excludes the appearance of stagnation of air masses in individual parts of the condensation chamber and ensures high flow rates of the vapor-gas mixture throughout its volume, and also allows to improve the conditions of heat exchange processes, reduce the probability of corrosion and improve the quality of the distillate.

Зазори між вертикальними перегородками та нижньою стінкою корпусу, які дорівнюють 0,2 0,5 ширини корпусу, забезпечують швидкісне проходження пари в торцевих частинах камери конденсації знизу уверх, яке підвищує коефіцієнт теплопередачі конденсаційних трубок.The gaps between the vertical partitions and the bottom wall of the housing, which are equal to 0.2 0.5 of the width of the housing, ensure the rapid passage of steam in the end parts of the condensation chamber from the bottom up, which increases the heat transfer coefficient of the condensation tubes.

Розміщення пучка теплообмінних трубок відносно верхньої та нижньої стінок на відстані, рівній 0,03 0,12 б5 Висоти корпусу, виключає можливість застою пароповітряних мас у цих зонах камери конденсації.Placing a bundle of heat exchange tubes relative to the upper and lower walls at a distance equal to 0.03 0.12 b5 of the body height eliminates the possibility of stagnation of steam-air masses in these areas of the condensation chamber.

Виконання патрубків відведення парогазової суміші у верхній стінці корпусу за вертикальними перегородками, забезпечує перепад тиску і, як наслідок, проходження парогазової суміші знизу уверх по всьому об'єму торцевих частин камери конденсації та її подальший вихід з камери.The execution of nozzles for removing the steam-gas mixture in the upper wall of the case behind the vertical partitions ensures a pressure drop and, as a result, the passage of the steam-gas mixture from the bottom up through the entire volume of the end parts of the condensation chamber and its further exit from the chamber.

Наявність відмітних ознак у заявленому технічному рішенні у порівнянні з прототипом дозволяє зробитиThe presence of distinctive features in the declared technical solution in comparison with the prototype allows to do

Висновок про його відповідність умові патентоспроможності "новизна".The conclusion on its compliance with the patentability condition "novelty".

Суттєві ознаки заявленого винаходу, які зумовлюють отримання вказаного технічного результату, явним чином не витікають з рівня технікию, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу умові патентоспроможності "винахідницький рівень".The essential features of the claimed invention, which lead to obtaining the specified technical result, clearly do not flow from the technical level, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability "inventive level".

Умова патентоспроможності промислова придатність" підтверджена на прикладі конкретного здійснення. 70 На Фіг.1 зображено ступінь випарника миттєвого закипання в перерізі, на Фіг.2 зображена камера конденсації ступеня випарника миттєвого закипання у перерізі, переріз по А-А.The condition of patentability "industrial applicability" is confirmed by an example of a specific implementation. 70 Fig. 1 shows a cross-sectional view of the flash-boiling evaporator stage, Fig. 2 shows a cross-sectional view of the condensation chamber of the flash-boiling evaporator stage, cross-section along AA.

Ступінь випарника миттєвого закипання містить корпусі, усередині якого розташовані камера розширення 2 та камера конденсації 3, що розділені стінкою 4, у якій встановлено сепаратор 5.The stage of the flash-boiling evaporator contains the housing, inside which the expansion chamber 2 and the condensation chamber 3 are located, separated by a wall 4, in which the separator 5 is installed.

Камера розширення 2 обладнана патрубком подачі 6 та патрубком відведення 7 - випарної води.The expansion chamber 2 is equipped with a supply nozzle 6 and a discharge nozzle 7 - evaporated water.

Камера конденсації З обладнана пучком горизонтально розташованих теплообмінних трубок 8 і патрубками відведення дистиляту 9.Condensation chamber C is equipped with a bundle of horizontally located heat exchange tubes 8 and distillate discharge nozzles 9.

Пучок горизонтально розташованих теплообмінних трубок 8 розміщений відносно верхньої та нижньої стінок корпусу на відстані, яка дорівнює 0,03..0,12 від висоти корпусу 1.A bundle of horizontally located heat exchange tubes 8 is placed relative to the upper and lower walls of the case at a distance equal to 0.03..0.12 from the height of the case 1.

В камері конденсації З по обидва боки від сепаратора 5 виконані жорстко закріплені на верхній та бокових стінках корпусу 1 вертикальні перегородки 10, встановлені відносно нижньої стінки корпусу 1 з зазором, який дорівнює 0,2-0,5 від ширини корпусу.In the condensation chamber Z on both sides of the separator 5, vertical partitions 10 rigidly attached to the upper and side walls of the housing 1 are installed relative to the lower wall of the housing 1 with a gap equal to 0.2-0.5 of the width of the housing.

По обидва боки від торцевих стінок 12 камери конденсації виконані водяні камери 13 з патрубком 14 підведення охолоджувальної води і патрубком 15 відведення охолоджувальної води.On both sides of the end walls 12 of the condensation chamber, there are water chambers 13 with a nozzle 14 for the supply of cooling water and a nozzle 15 for the removal of cooling water.

Функціонує пристрій наступним чином. ГаThe device functions as follows. Ha

Перегріта вода через патрубок б поступає в камеру розширення 2, де вона закипає, розширюючись.The superheated water enters the expansion chamber 2 through the pipe b, where it boils, expanding.

Утворена пара при цьому проходить до сепаратора 5, встановленого в розділовій перегородці 4, а невипарувана о вода уходить з камери через патрубок 7.The steam formed in this case passes to the separator 5 installed in the partition 4, and the non-evaporated water leaves the chamber through the nozzle 7.

Потік пари, яка поступає через сепаратор 5 в камеру конденсації, проходить униз по центральній частині камери між вертикальними перегородками 10, рівномірно омиваючи усі горизонтально розташовані теплообміні «З трубки 8.The stream of steam entering the condensation chamber through the separator 5 passes down the central part of the chamber between the vertical partitions 10, evenly washing all horizontally located heat exchangers "From tube 8.

Проходячи в зазори між вертикальними перегородками 10 та нижньою стінкою корпусу 1, повітряні потоки о переміщуються під пучком горизонтально розташованих теплообмінних трубок 8 до торцевих стінок 12 і сі піднімаються уверх, омиваючи усі теплообмінні трубки 8, що розташовані у торцевих частинах корпусу 1.Passing through the gaps between the vertical partitions 10 and the bottom wall of the housing 1, the air flows o move under the bundle of horizontally located heat exchange tubes 8 to the end walls 12 and rise up, washing all the heat exchange tubes 8 located in the end parts of the housing 1.

У верхніх частинах корпусу 1 між вертикальними перегородками і торцевими стінками збираються б 3з5 неконденсовані гази і у складі парогазової суміші відводяться з камери конденсації З через патрубки 11. ч-In the upper parts of the housing 1, between the vertical partitions and the end walls, 3-5 non-condensable gases are collected and, as part of the steam-gas mixture, are removed from the condensation chamber C through the nozzles 11. h-

Дистильована вода стікає з камер конденсації через патрубок 9.Distilled water flows from the condensation chambers through nozzle 9.

Використання заявленого винаходу у порівнянні з відомими технічними рішеннями забезпечує рівномірне проходження потоків парогазової суміші в усьому об'ємі камери конденсації, яке запобігає застою повітряних « мас в окремих зонах камери конденсації, що сприяє підвищенню ефективності теплообмінних процесів, 470 зниженню корозії та підвищенню якості дистиляту. - с "зThe use of the claimed invention in comparison with known technical solutions ensures the uniform passage of steam-gas mixture flows throughout the entire volume of the condensation chamber, which prevents the stagnation of air masses in separate zones of the condensation chamber, which contributes to increasing the efficiency of heat exchange processes, 470 reducing corrosion and increasing the quality of the distillate. - with "z

Claims

The formula of the invention The stage of the instant-boiling evaporator, which contains a housing, inside which there are an expansion chamber and a condensation chamber, separated by a wall, in which a separator is fixed, the expansion chamber is equipped with a supply nozzle and an outlet nozzle for evaporated water, and the condensation chamber is equipped with a bundle of horizontally located heat exchange tubes and distillate discharge nozzles, which differs in that in the condensation chamber on both sides of the separator there are vertical partitions rigidly fixed on the upper and side walls of the housing, installed relative to the lower wall of the housing with a gap equal to 0.2-0 .5 of the width of the housing, and the bundle of horizontally located heat exchange tubes is placed relative to the upper and lower walls of the housing at a distance equal to 0.03-0.12 of the height of the housing, while in the upper wall of the housing, behind the vertical partitions, there are at least two nozzles for removing the steam-gas mixture .

F) name) 60 b5