СЕКЦИОННЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СОСУД ДЛЯ АММИАЧНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Российский патент 2000 года по МПК F25B43/02 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в промышленных аммиачных холодильных установках на предприятиях пищевой промышленности и в других отраслях промышленности, где используется аммиачное холодильное оборудование.

Известен промежуточный сосуд для аммиачной холодильной установки, состоящий, как правило, из одного вертикального цилиндрического корпуса с приваренными к нему эллиптическими днищами, патрубками входа и выхода газообразного аммиака, входа жидкого аммиака, спуска аммиака и масла, отбойными устройствами, змеевиком в нижней части для переохлаждения жидкого аммиака, патрубками для подсоединения приборов автоматики и контроля (1).

Недостатком этого аппарата является значительный наружный диаметр, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью обеспечения заданной расчетной прочности и выполнения специфических требований эксплуатирующих и контролирующих органов по данному классу аппаратов, работающих под давлением.

Задача заявленного изобретения направлена на повышение надежности и безопасности эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок и объектов в целом и использование более простых технологически и менее габаритных секционных аппаратов.

Задача заявленного изобретения достигается за счет того, что секционный промежуточный сосуд для аммиачных промышленных холодильных установок, содержащий вертикальные и горизонтальные трубные секции, соединенные между собой коллекторами, - состоит из унифицированных секций, выполненных из труб с внутренним диаметром не более 150-152 мм, причем вертикальные секции имеют барботирующие устройства в виде перевернутого колпака с уравнительным отверстием в днище диаметром 10 мм, закрепленного с помощью двух плоских ребер на внутреннюю обойму с наклонными плоскими сетчатыми отбойниками, установленными также на этой обойме, закрепленными, в свою очередь, на трубной секции изнутри снизу, а над вертикальными секциями расположены горизонтальные секции с трубными теплообменниками кожухотрубного или змеевикового типа, причем верхние горизонтальные секции снабжены рассекателями в виде плоских перфорированных пластин, закрепленных в средней части и имеющих накладные произвольной формы плотики, расположенные над выходными отверстиями вертикальных секций, причем входные в вертикальные секции патрубки могут иметь со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства в виде заглушки с направляющими по внутреннему диаметру входных патрубков, которые, поднимаясь потоком в случае разгерметизации вертикальных и выше расположенных секций, герметизируют проходные сечения.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый промежуточный сосуд, состоящий из блока вертикально и горизонтально расположенных секций, соединенных параллельно, и дополнительных горизонтальных секций из труб с внутренним диаметром 150-152 мм и менее отличается тем, что он состоит из основных вертикальных секций, соединенных параллельно, количество которых определяется расчетом, и дополнительных горизонтальных секций, расположенных сверху и снизу. Одна из горизонтальных секций является приемной кроме патрубков входа и выхода жидкого аммиака, имеет патрубок входа жидкого аммиака. Одна из нижних боковых горизонтальных секций является входным паровым коллектором и соединяется со всеми вертикальными секциями. Верхние горизонтальные секции являются выходными коллекторами, из которых некоторые снабжены трубными теплообменниками, например, в виде змеевиков и плоскими отбойными рассекателями, расположенными в средних частях в виде перфорированных пластин произвольной формы, и плоскими платиками, прикрепленными к рассекателям против выхода пара из каждой вертикальной секции. Нижние горизонтальные секции также снабжены аналогичными теплообменниками, связанными между собой последовательно или параллельно, и имеют патрубки для слива аммиака и масла. Входные в вертикальные секции патрубки имеют со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства в виде заглушек, имеющие направляющие для перемещения по внутреннему диаметру входных патрубков.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие данное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает заявленному техническому решению соответствие критерия "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен схематично предлагаемый промежуточный сосуд, на фиг. 2 - то же, вид по стрелке "А".

Описание в статике
Предлагаемый секционный промежуточный сосуд для аммиачных промышленных холодильных установок содержит (состоит из блока) вертикальные и горизонтальные трубные унифицированные секции, соединенные между собой коллекторами и выполненные из труб с внутренним диаметром 150-152 мм. Вертикальные секции имеют барботирующие устройства 7 в виде перевернутого колпака 16 с уравнительным отверстием в днище диаметром 10 мм, закрепленного с помощью двух плоских ребер на внутреннюю обойму с наклонными плоскими сетчатыми отбойниками 9, установленными также на этой обойме, закрепленными, в свою очередь, на трубной секции изнутри внизу, а над вертикальными секциями расположены горизонтальные секции с трубными теплообменниками кожухотрубного или змеевикового типа. Верхние горизонтальные секции снабжены рассекателями 11 в виде плоских перфорированных пластин, закрепленных в средней части и имеющих накладные произвольной формы платики 12, расположенные над выходными отверстиями вертикальных секций. Сосуд также содержит теплообменники 13 и 15. Внутренняя труба барботирующего устройства 7 имеет ограничитель 18, который регулирует зазор между этой трубой и днищем колпака 16.

В секционном промежуточном сосуде входные в вертикальные секции патрубки могут иметь со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства 20 в виде заглушки с направляющими по внутреннему диаметру входных патрубков, которые, поднимаясь потоком в случае разгерметизации вертикальных и выше расположенных секций, герметизируют проходные сечения.

Секционный промежуточный сосуд работает следующим образом.

Парообразный аммиак из цилиндра первой ступени компрессора входит в промежуточный сосуд через входную горизонтальную секцию 5 и, распределясь по вертикальным секциям, поступает в барботирующее устройство 7 через патрубки 8.

Барботируя через слой жидкого аммиака, пары горячего аммиака охлаждаются, освобождаются от масла, поступают на наклонные плоские сетчатые отбойники 9, где дополнительно очищаются от масла и жидкой фазы аммиака. Пары аммиака поднимаются далее вверх и, входя в горизонтальные секции 10, поступают на рассекатели. 11, распространяются в горизонтальном направлении, чему способствуют платики 12, обеспечивая суммарную вертикальную скорость, равную примерно 0,5 м/с. Пройдя рассекатели 11, пары, освободившись еще дополнительно от масла и жидкой фазы, поступают на теплые трубки теплообменника 13 кожухотрубного или змеевидного типа, где перегреваются и поступают в выходную горизонтальную секцию 14 и далее на всасывание второй ступени компрессора. Жидкий аммиак из конденсатора с температурой и давлением конденсации поступает последовательно или параллельно в теплообменник 13, где дополнительно переохлаждается за счет теплообмена с холодным паром и по трубопроводу 19 поступает в нижний теплообменник 15 и на питание самого промежуточного сосуда через патрубок 19 в нижнюю секцию 4. В теплообменнике 13 жидкость переохлаждается и поступает через дросселирующее устройство в испаритель. Из приемной секции 4 жидкий аммиак, как по сообщающимся сосудам, распределяется по всем вертикальным секциям и участвует в теплообмене при барботаже. Уровень жидкого аммиака поддерживается приборами автоматики подсоединенными к одной из вертикальных секций. Барботирующее устройство 7 состоит из перевернутого колпака 16 с разгрузочным (уравнительным) отверстием в днище диаметром 10 мм, которое при остановке компрессора уравнивает давление над и под колпаком и предотвращает нежелательное выбрасывание жидкого аммиака в нагнетательную полость компрессора. Внутренняя труба барботирующего устройства 7 имеет ограничитель 18, который регулирует зазор между этой трубой и днищем колпака 16. Входные в вертикальные секции патрубки имеют со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства 20 в виде заглушки, имеющие направляющие для перемещения по внутреннему диаметру входных патрубков, которые в случае разгерметизации вертикальных и верхних секций под действием потока поднимаются и, удерживаемые разностью давления, запирают и герметизируют проходные сечения, предотвращая выброс основной массы аммиака в атмосферу, тем самым повышая безопасность эксплуатации сосуда.

Технический результат.

Это изобретение позволит вместо крупногабаритных, металлоемких, технологически сложных аппаратов использовать более простые технологически и менее габаритные секционные аппараты из тонкостенной трубы с внутренним диаметром, равным или менее 150-152 мм, что улучшит технологические прочностные эргономические характеристики, повысит надежность и безопасность эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок и объектов в целом, обеспечит выполнение специфических требований эксплуатирующих и контролирующих органов по данному классу аппаратов, работающих под давлением.

Источник информации
1. Покровский Н.К. "Холодильные машины и установки". М.: Пищевая промышленность, 1969.

В изобретении промежуточный сосуд вместо единой, но крупногабаритной емкости состоит из блока вертикальных и горизонтальных секций, выполненных из труб, в том числе с внутренним диаметром 152 мм и менее, соединенных между собой уравнительными патрубками. Вертикальные секции снабжены барботажными устройствами в виде перевернутого колпака с зубчатыми кромками, внутрь которого помещен патрубок входа пара низкой ступени компрессора. За счет теплообмена с жидким аммиаком, поступающим в секцию так, что уровень заполнения поддерживается выше зубчатых кромок примерно на 100 мм, пар освобождается от масла и охлаждается до промежуточной температуры, соответствующей промежуточному давлению. Далее, поднимаясь вверх, пары освобождаются от влаги, проходя через наклонные сетчатые отбойники. Над вертикальными секциями установлены горизонтальные, которые снабжены трубчатыми теплообменниками, что обеспечивает подсушивание паров аммиака за счет переохлаждения жидкого аммиака, и пластинчатыми рассекателями, имеющими отверстия или щели для равномерного распределения пара в горизонтальном направлении и накладные платики произвольной формы, расположенные над выходными патрубками всех вертикальных секций, также обеспечивают равномерное распределение в горизонтальном направлении за счет "отбивания" пара от платика. Использование изобретения позволит повысить эффективность промежуточного охлаждения паров аммиака в двухступенчатых аммиачных холодильных установках. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Промежуточный сосуд для аммиачных промышленных холодильных установок, содержащий вертикальную трубную секцию с барботирующим устройством и отбойниками, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одной дополнительной вертикальной трубной секцией и горизонтальными трубными секциями, соединенными между собой коллекторами, при этом каждая секция выполнена унифицированной из трубы с внутренним диаметром не более 150 - 152 мм, барботирующее устройство выполнено в виде перевернутого колпака с уравнительным отверстием в днище диаметром 10 мм, закрепленного с помощью двух плоских ребер на внутренней обойме с наклонным плоским сетчатым отбойником, установленным также на этой обойме, закрепленным, в свою очередь, на трубной секции изнутри снизу, при этом над вертикальными секциями расположены горизонтальные секции с теплообменниками кожухотрубного или змеевикового типа, верхние горизонтальные секции снабжены рассекателями в виде плоских перфорированных пластин, закрепленных в средней части и имеющих накладные платики, произвольной формы, размещенные над выходными отверстиями вертикальных секций. 2. Промежуточный сосуд по п.1, отличающийся тем, что входные в вертикальные секции патрубки имеют со стороны нижней горизонтальной секции свободно перемещающиеся в вертикальном направлении устройства в виде заглушки с направляющими по внутреннему диаметру входных патрубков, которые, поднимаясь потоком в случае разгерметизации вертикальных и выше расположенных секций, герметизируют проходные сечения.