УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА Российский патент 1996 года по МПК F28F13/16 

Изобретение относится к теплообменному оборудованию энергетических установок, применяемых в народном хозяйстве, и может быть использовано, в частности в конденсаторах паровых турбин.

Известен теплообменник [1] содержащий теплообменные элементы, образующие каналы для сред, поочередно подключаемые к разноименным полюсам источника тока и изолированные один от другого посредством диэлектрических проставок, выполненные из упругого материала. В этом теплообменнике интенсификация теплообмена обеспечена за счет создания колебаний теплообменных элементов.

При всех положительных качествах известный теплообменник обладает рядом недостатков. Во-первых, при значительно производительности теплообменника нецелесообразно осуществлять теплообмен, в частности конденсацию пара, при помощи колебаний теплообменных элементов, которые в процессе работы могут разрушаться. Во-вторых, для создания колебаний массивных теплообменных элементов требуется значительная мощность.

Известно также устройство для интенсификации теплообмена, содержащее корпус с патрубком подвода пара, теплообменную поверхность и электроды, установленные эквидистантно теплообменной поверхности со стороны патрубка подвода пара и выполненные в виде сетки с гексогональными ячейками [2]
Так как напряжение, необходимое для коронного разряда, зависит от давления, влажности и скорости движения пара, а паровой поток имеет значительную неравномерность по сечению, эквидистантное расположение соединенных параллельно коронирующих электродов относительно поверхности теплообменника приводит к тому, что часть электродов практически не работает. Это приводит к нестабильности работы, а следовательно, к снижению эффективности устройства.

Задачей изобретения является создание устройства для интенсификации конденсации пара, в котором обеспечивается коронный разряд по всему сечению патрубка подвода пара и за счет этого обеспечена эффективность работы устройства.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для интенсификации конденсации пара, содержащее корпус с патрубком подвода пара, теплообменную поверхность и коронирующие электроды, размещенные над теплообменной поверхностью в потоке пара, и высоковольтный источник импульсного напряжения, согласно изобретению оно снабжено электропроводящими обкладками и шиной, покрытой слоем диэлектрика, подключенной к высоковольтному источнику импульсного напряжения, каждый электрод посредством обкладки размещен на слое диэлектрика шины, при этом электроды изолированы один от другого.

Таким образом, в отличие от известного устройства ни один из коронирующих электродов не имеет гальванической связи с источником питания. Кроме того, если в известном решении расположенные рядом электроды находятся под потенциалами противоположного знака для обеспечения квазипеременного электрического поля, воздействующего на поток теплоносителя, то в предлагаемом устройстве все коронирующие электроды находятся под потенциалом одного знака и связаны с импульсным источником напряжения только через емкостную связь образованную обкладкой и общей шиной, разделенной от каждой обкладки слоем диэлектрика.

На фиг. 1 представлено заявляемое устройство; на фиг.2 эквивалентная электрическая схема устройства.

Устройство для интенсификации конденсации пара содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода пара, установленным, например, в верхней части корпуса 1, теплообменную поверхность 3, над которой размещены коронирующие электроды 4, подключенные к высоковольтному источнику 5 импульсного напряжения. При этом устройство снабжено электропроводящими обкладками 6 и общей шиной 7, покрытой слоем диэлектрика 8, подключенной к импульсному высоковольтному источнику 5. Каждый электрод 4 изолирован от другого и установлен на обкладке 6, размещенной на слое диэлектрика 8 шины 7. Обкладки 6 и общая шина 7, разделенные диэлектриком 8, образуют конденсаторы (фиг.2), С_р1, С_р2.С_рn, подключенные к коронирующим электродам 4 и установленные с шагом L на общей шине 7. Таким образом, между каждым коронирующим электродом 4 и теплообменной поверхностью 3 образуется паразитная емкость 9 (С_пар1.С_парn) и сопротивление 10 утечки (R_ут1.R_утn).

Рабочие емкости, образованные проводящими обкладками 6 и шиной 7, паразитные емкости 9 и сопротивление 10 утечки образуют резистивно-емкостные детали 11.

Устройство работает следующим образом.

Поток пара, двигаясь к теплообменной поверхности 3, подвергается воздействию коронного разряда, возникающего на остриях коронирующих электродов 4. Стабильное возникновение и равномерное распределение по всему сечению, подводящего пар патрубка 2, коронного разряда 4, приводит к возникновению и равномерному распределению ионов, являющихся центрами объемной конденсации, за счет чего достигается интенсификация конденсации пара. Высоковольтные импульсы с источника 5 подают на общую шину 7, при этом рабочие С_р и паразитные С_пар. емкости заряжаются и при достижении на паразитной емкости достаточного напряжения возникает коронный разряд. После прекращения действия импульса на общей шине 7 устанавливается нулевое напряжение, а с коронирующего электрода 4 заряды стекают через R_ут. Для создания коронного разряда ток каждого электрода должен быть ≈(1-3) 10^-4 А. При работе на промышленной частоте (50Гц) рабочая емкость должна иметь величину ≈10^-11Ф
Поскольку амплитуда тока каждого коронирующего электрода определяется величиной рабочей емкости С_р, то разряд не может перейти искровой. При закорачивании любого коронирующего электрода на корпус остальные электроды продолжают работать, так как они не имеют между собой гальванической связи, а ток через закороченный на землю электрод ограничен величиной рабочей емкости. Таким образом, предлагаемое устройство сохраняет работоспособность даже в случае замыкания отдельных электродов на корпус. Из-за слабого взаимного влияния электродов устройство работает устойчиво и стабильно при изменяющихся параметрах потока пара.

Использование: в конденсаторах паровых турбин. Сущность изобретения: устройство для интенсификации конденсации пара содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода пара, теплообменную поверхность 3 и коронирующие электроды 4, размещенные над теплообменной поверхностью 3 в потоке пара, и высоковольтный источник 5 импульсного напряжения, электропроводящие прокладки 6, шину 7, покрытую слоем 8 диэлектрика и подключенную к высоковольтному источнику 5 импульсного напряжения. Каждый электрод 4 посредством обкладки 6 размещен на слое 8 диэлектрика шины. Электроды 4 изолированы один от другого. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА, содержащее корпус с патрубком подвода пара, теплообменную поверхность и коронирующие электроды, размещенные над теплообменной поверхностью в потоке пара, и высоковольтный источник импульсного напряжения, отличающееся тем, что устройство снабжено электропроводящими обкладками и шиной, покрытой слоем диэлектрика и подключенной к высоковольтному источнику импульсного напряжения, каждый электрод посредством обкладки размещен на слое диэлектрика шины, при этом электроды изолированы один от другого.