КОНТАКТНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПАРА Российский патент 1994 года по МПК F28B3/06 

Изобретение относится к контактным теплообменникам газ-жидкость, в частности к контактным конденсаторам, и может найти применение для конденсации залповых выбросов больших количеств пара в микробиологической и гидролизной промышленности - при выгрузке лигнина, в тепловой и атомной энергетике, в химической и других отраслях промышленности - при аварийных выбросах водяного пара, других паров и парогазовых смесей.

Известен прямоточный контактный конденсатор пара, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара и жидкости, расположенными в верхней части корпуса, и патрубком вывода жидкости и конденсата, расположенным в нижней части корпуса, и установленные на внутренней поверхности боковой стенки корпуса элементы формирования межфазной поверхности, выполненные в виде полок.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является противоточный контактный конденсатор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара, расположенными в нижней части корпуса перпендикулярно продольной оси корпуса, патрубком подвода жидкости и патрубком вывода несконденсированного пара, расположенными в верхней части корпуса, и установленные на внутренней поверхности боковой стенки корпуса и вдоль продольной оси корпуса элементы формирования межфазной поверхности, выполненные в виде полок и тарелок.

Однако известные конденсаторы не позволяют конденсировать залповые выбросы больших количеств пара, т. к. не обеспечивают быстрого создания развитой межфазной поверхности и ее интенсивное обновление.

Целью изобретения является конденсация залповых выбросов больших количеств пара за счет быстрого создания развитой межфазной поверхности и ее интенсивного обновления путем образования зон кольцевого двухфазного вихря и капельного взаимодействия.

Указанная цель достигается тем, что заявляемый контактный конденсатор пара, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара и патрубком вывода несконденсированного пара, расположенным в верхней части корпуса, отличается тем, что нижняя часть корпуса заполнена жидкостью, на внутренней поверхности боковой стенки корпуса установлена кольцевая перегородка, разделяющая часть корпуса, расположенную над жидкостью, на нижнюю конденсационную и верхнюю сепарационную камеры, патрубки подвода пара установлены тангенциально и наклонно к корпусу, образуя острый угол по отношению к горизонтали, их выходы частично погружены в жидкость, а в сепарационной камере перед патрубком вывода несконденсированного пара установлен каплеотбойник.

Этот или тождественный конденсатор не описан в патентной, научно-технической литературе и в других источниках информации.

Совокупность отличительных по сравнению с прототипом признаков не содержится в аналогичных других технических решениях.

Изобретение по сравнению с прототипом позволяет конденсировать залповые выбросы больших количеств пара.

Таким образом, заявляемый контактный конденсатор пара соответствует критериям изобретения "Новизна", "Существенные отличия" и "Положительный эффект".

На фиг. 1 показан вид устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Контактный конденсатор пара содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, нижняя часть которого заполнена жидкостью, снабженный патрубками 2 подвода пара, установленными тангенциально и наклонно к корпусу 1, образуя острый угол по отношению к горизонтали, выходы которых частично погружены в жидкость, и патрубком 3 вывода конденсированного пара, расположенным в верхней части корпуса 1, установленную на внутренней поверхности боковой стенки корпуса 1 кольцевую перегородку 4 с отверстием 5, разделяющую часть корпуса 1, расположенную над жидкостью, на нижнюю конденсационную камеру 7, и верхнюю сепарационную камеру 7, и каплеотбойник 8. Кроме того, в нижней части корпуса 1 расположен патрубок 9 вывода жидкости и конденсата.

Конденсатор работает следующим образом.

Большое количество пара залпового выброса с высокой скоростью по патрубкам 2 поступает в конденсационную камеру 6 и взаимодействует с жидкостью, которой заполнена нижнняя часть корпуса 1. Благодаря тому, что патрубки 2 подвода пара установлены тангенциально и наклонно к корпусу 1, образуя острый угол по отношению к горизонтали, и их выводы частично погружены в жидкость, жидкость приводится во вращение и диспергируется паром. При этом образуются зоны кольцевого двухфазного вихря с воронкой, в результате чего жидкость поднимается по боковой стенке корпуса 1, перекрывает выходы патрубков 2 подвода пара. Создается двухфазная зона контакта, где паровые пузыри пронизывают жидкость, создавая двухфазный слой, что способствует быстрому созданию развитой межфазной поверхности.

Двухфазный слой поднимается выше вдоль боковой стенки корпуса 1, удаляется в кольцевую перегородку 4 и изменяет направление движения на 90^о. В то же время на жидкость действует центробежная сила, отбрасывающая ее на периферию, а под действием силы тяжести жидкость срывается с нижней поверхности кольцевой перегородки 4. Это способствует интенсивному обновлению межфазной поверхности. В результате достигается быстрая конденсация основного количества пара.

Несконденсированный пар частично потеряв закрутку, через отверстие 5 поступает в сепарационную камеру 7, увлекая струйки и капли жидкости. Благодаря капельному взаимодействию происходит конденсация оставшейся части пара. Незначительное количество несконденсированного пара, обтекая каплеотбойник 8, выводится из конденсатора через патрубок 3. Капли жидкости ударяются в каплеотбойник 8 и возвращаются обратно, взаимодействуя с поднимающимся паром, способствуя его более полной конденсации.

Таким образом, заявляемый контактный конденсатор позволяет осуществлять конденсацию залповых выбросов больших количеств пара. (56) Таубман Е. И. , Горнев В. А. и Мельцер В. Л. Контактные теплообменники. М. : Химия, 1988, с. 214.

Использование: теплоэнергетика, конденсация залповых выбросов большого количества пара. Сущность изобретения: в частично заполненный водой цилиндрический корпус 1 конденсатора по патрубкам 2 подается пар. Патрубки 2 размещены под углом к горизонтальной плоскости тангенциально корпусу и частично заведены под уровень жидкости в корпусе 1. Выше уровня жидкости в корпусе размещена поперечная кольцевая перегородка 4. При водводе в жидкость пара через патрубки 2 жидкость приводится во вращение и диспергируется паром. При этом образуются зоны двухфазного вихря и двухфазная зона контакта. Паровые пузыри диспергируют жидкость, создавая двухфазный слой, что способствует быстрому созданию развитой двухфазной поверхности. Эти условия обеспечивают быструю конденсацию основного количества пара. 2 ил.

КОНТАКТНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПАРА, содержащий частично заполненный жидкостью вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара и размещенным в верхней части каплеотбойником, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем интенсификации тепломассообмена, он снабжен кольцевой поперечной перегородкой, размещенной выше уровня жидкости, патрубки установлены тангенциально корпусу под углом к горизонтальной плоскости и частично заведены под уровень жидкости.