ПАРОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК F22B29/08 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для очистки и опреснения жидких сред.

Известно парогенерирующее устройство, содержащее цилиндрический корпус, разделенный поперечной перегородкой с центральным отверстием на входной и выходной отсеки, снабженные тангенциальными патрубками для подвода и отвода рабочей жидкости и осевыми патрубками для отвода пара [1]
Недостатком такого парогенерирующего устройства является пониженное качество пара из-за выноса капель жидкости вдоль плоских торцевых стенок вследствие торцевых эффектов.

Известно парогенерирующее устройство, содержащее корпус, в боковой цилиндрической стенке которого укреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости, а в торцевых стенках осевые патрубки отвода пара, причем корпус разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием, расположенной между тангенциальными патрубками, на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, уменьшающимися с увеличением текущего радиуса входного отсека [2]
Недостатком такого парогенерирующего устройства является пониженная паропроизводительность, так как во входном отсеке происходит потеря окружной скорости жидкости и, как следствие, уменьшение кипящего объема из-за увеличения пути паровых пузырьков из кипящего объема к приосевой паровой области. Эти же причины приводят к повышению влажности пара, что снижает его качество.

Задачей изобретения является повышение паропроизводительности и улучшение качества пара.

В парогенерирующем устройстве, содержащем корпус, в боковой цилиндрической стенке которого укреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости, а в торцевых стенках осевые патрубки отвода пара, причем корпус разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием, расположенной между упомянутыми тангенциальными патрубками, на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой.

Поставленная задача достигается тем, что входной отсек выполнен с расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, уменьшающимся с увеличением текущего радиуса до величины, меньшей либо равной половине максимального радиуса входного отсека и увеличивающимся с увеличением текущего радиуса от упомянутой величины до величины, равной максимальному радиусу входного отсека.

На фиг.1 схематично изображено парогенерирующее устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Парогенерирующее устройство содержит корпус с боковой цилиндрической стенкой 1 и торцевыми стенками 2 и 3. В стенке 1 закреплены тангенциальные патрубки 4 и 5 соответственно подвода и отвода рабочей жидкости. В стенках 2 и 3 закреплены осевые патрубки 6 и 7 соответственно. Корпус разделен поперечной перегородкой 8 с центральным отверстием 9, расположенной между патрубками 4 и 5, на входной вихревой отсек 10 и выходной отсек 11. Входной отсек 10 выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой 2 и перегородкой 8, уменьшающимся с увеличением текущего радиуса входного отсека r не более чем до r_о/2, а затем увеличивающимся до r_o.

Парогенерирующее устройство работает следующим образом.

Жидкость, нагретую до температуры ниже температуры насыщения при заданном давлении подают по тангенциальному патрубку 4 во входной отсек 10 корпуса. Вихревой поток жидкости стремится через центральное отверстие 9 в поперечной перегородке 8 попасть в выходной отсек 11 корпуса, при этом уменьшается проходное сечение отсека 10 и радиус вращения жидкости в нем, в результате чего скорость жидкости возрастает вследствие законов сохранения момента количества движения и неразрывности, а давление в ней падает в соответствии с законом Бернулли. На определенном радиусе закрутки давление жидкости во входном отсеке 10 становится равным давлению насыщения при данной температуре, а на меньших радиусах меньше давления насыщения, и жидкость вскипает. Уменьшение расстояния между торцевой стенкой 2 и перегородкой 8 не более чем до середины максимального радиуса входного отсека 10 обеспечивает максимальное количество генерируемого пара в результате увеличения скорости жидкости только из-за уменьшения проходного сечения входного отсека 10. Под действием возникающего в результате вращения жидкости градиента давления по радиусу пузырьки пара выталкиваются к оси корпуса и собираются в центральной паровой полости, из которой пар отводится потребителю через осевые патрубки 7 и 6. Уменьшение проходного сечения входного отсека 10 обеспечивает максимальное ускорение жидкости до середины либо меньше радиуса отсека 10 и, как следствие, повышение паропроизводительности, при этом давление пара в приосевом пространстве устройства не влияет на давление в парогенерирующем объеме входного отсека 10, что также повышает паропроизводительность.

Увеличивающееся расстояние между стенкой 2 и перегородкой 8 по ходу парожидкостной среды во входном отсеке 10 на радиусе равном либо меньшем половины максимального обеспечиваем повышенную генерацию пара в результате дополнительного падения давления вследствие расширения потока, а также снижение влажности пара в результате исключения выноса капель жидкости вдоль торцевых стенок входной камеры 10.

Неиспарившийся вращающийся остаток жидкости через центральное отверстие 9 в поперечной перегородке 8 попадает в выходной отсек 11 корпуса, где, вращаясь, движется от оси последней к периферии, восстанавливает давление и выходит через тангенциальный патрубок 5.

Парогенерирующее устройство обладает в 2-3 раза большей паропроизводительностью и генерирует сухой пар.

Использование: в энергетике, парогенераторостроении. Сущность изобретения: парогенерирующее устройство содержит корпус с боковой цилиндрической стенкой 1 и торцовые стенки 2 и 3. В стенке 1 укреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости. В стенках 2 и 3 закреплены соответственно осевые патрубки 6 и 7. Корпус разделен расположенной между патрубками поперечной перегородкой 8 с центральным отверстием 9 на входной вихревой 10 и выходной вихревой 11 отсеки. Отсек 10 выполнен с переменным расстоянием между стенкой 2 и перегородкой 8, уменьшающимися с увеличением текущего радиуса до величины, меньшей либо равной половине максимального радиуса входного отсека 10, и увеличивающимся с увеличением текущего радиуса от упомянутой величины до равной максимальному радиусу входного отсека 10. 2 ил.

ПАРОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, в боковой цилиндрической стенке которого закреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости, а в торцевых стенках осевые патрубки отвода пара, причем корпус разделен расположенной между упомянутыми тангенциальными патрубками перегородкой с центральным отверстием на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, уменьшающимися с увеличением текущего радиуса входного отсека, отличающееся тем, что входной отсек выполнен с расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, уменьшающимися с увеличением текущего радиуса до величины, меньшей либо равной половине максимального радиуса входного отсека, и увеличивающимся с увеличением текущего радиуса от упомянутой величины до величины, равной максимальному радиусу входного отсека.