СТУПЕНЬ ИСПАРИТЕЛЯ МГНОВЕННОГО ВСКИПАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B01D1/26 B01D3/06 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в установках для получения дистиллята.

Известны ступени испарителей мгновенного вскипания (Е.И. Таубман и др. Термическое обезвреживание минерализованных промышленных сточных вод. - Л.: Химия, 1975 г. , с. 47-60), в которых сепарация пара осуществляется на жалюзийных сепараторах или сетчатых каплеуловителях.

Однако опыт эксплуатации таких испарителей показывает, что указанные сепараторы становятся малоэффективными для получения дистиллята очень высокого качества.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является ступень испарителя мгновенного вскипания по авт. свид. 1733032, содержащая корпус с разделительной перегородкой, разделяющей ступень на камеру испарения и камеру конденсации с горизонтальным трубным пучком, в разделительной перегородке выполнены окна для прохода пара из камеры испарения в камеру конденсации, сепараторы для отделения капелек влаги из пара, патрубки для подвода и отвода испаряемой воды и патрубок для отвода конденсата. В такой ступени происходит испарение воды, поступающей через патрубок в камеру испарения с температурой, превышающей температуру насыщения в камере. За счет расширения воды образуется пар, который с капельками уносимой воды, в которой растворены соли, поступает в сепаратор, где часть (основная) капелек отделяется. После сепаратора пар через окно в разделительной перегородке поступает в камеру конденсации, где конденсируется на трубках трубного пучка. Конденсат стекает на дно камеры и далее через патрубок отводится потребителю. Однако, как показывает опыт эксплуатации, эта конструкция, принятая за прототип, имеет и недостатки, связанные с проскоком капелек влаги с паром через сепаратор, что снижает качество дистиллята. Поэтому получить дистиллят высокого качества, например для энергетических котлов электростанции, в этой конструкции не представляется возможным.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи, связанной с повышением эффективности паросепарации в испарителе мгновенного вскипания для получения дистиллята, качество (электропроводность менее 1 мкСм/см) которого удовлетворяет требованиям, предъявляемым к подпиточной воде котлов высокого давления (140 ат). Эта задача решается в известной ступени испарителя мгновенного вскипания, содержащей корпус, разделительную перегородку, разделяющую ступень на камеру испарения и камеру конденсации с горизонтальным трубным пучком и трубными досками, окна, выполненные в верхней части разделительной перегородки, сепаратор, патрубки для подвода и отвода испаряемой воды, патрубки для отвода конденсата, согласно изобретению камера конденсации снабжена взаимопересекающимися горизонтальной и вертикальной перегородками, плотно соединенным в месте пересечения, причем горизонтальная перегородка со стороны, противоположной месту пересечения, соединена с разделительной перегородкой вдоль окон, а вертикальная установлена с зазором к потолочной части камеры конденсации и отделяет часть труб трубного пучка, прилегающих к окнам, обе перегородки боковыми сторонами плотно соединены с трубными досками. Емкость, образованная перегородками и трубными досками, снабжена патрубком для отвода конденсата из этой емкости.

Требуемый технический результат достигается за счет эффективной сепарации капелек на трубках, прилегающих к окну (отделенных от других трубок горизонтальной и вертикальной перегородками). Осаждение капелек происходит за счет инерционной сепарации, когда капельки влаги разгоняются в каналах сепаратора и на выходе из сепаратора в камеру конденсации скорость пара уменьшается в несколько раз, а капельки влаги продолжают двигаться по инерции со скоростью, близкой к скорости потока пара в сепараторе, и попадают на поверхность труб, на которых конденсируется и часть пара. На трубках капельки жидкости с растворенными в ней солями смешиваются с конденсатом пара и стекают на дно емкости, образованной перегородками, трубными досками и разделительной стенкой. Из емкости загрязненный конденсат выводят отдельно через патрубок, которым снабжена емкость. Повышение качества дистиллята происходит и за счет улавливания так называемых "вторичных крупных капель", которые образуются за счет срыва влаги с выходных кромок сепаратора, по которым течет тонкая пленка отсепарированной влаги. Исследования показали, что эти капли хорошо улавливается на трубках, расположенных за окнами.

Новизна заявляемой ступени испарителя мгновенного вскипания подтверждается наличием отличительных признаков по сравнению с прототипом.

На чертеже показан разрез ступени испарителя мгновенного вскипания.

Ступень испарителя мгновенного вскипания состоит из корпуса 1, разделительной перегородки 2, камеры испарения 3, камеры конденсации 4, окна (окон) 5 в разделительной перегородке, сепаратора 6, вертикальной перегородки 7, горизонтальной перегородки 8, патрубка 9 для отвода загрязненного конденсата из емкости, образованной перегородками 7, 8, 2. Подвод испаряемой воды осуществляется через патрубок 10. Отвод чистого конденсата осуществляется через патрубок 11.

Ступень испарителя мгновенного вскипания работает следующим образом. Испаряемая вода через патрубок 10 поступает в камеру испарения 3, где вскипает, т. к. имеет температуру, превышающую температуру насыщения в камере 3. Образовавшейся пар и увлекаемые им капельки влаги поступают на сепаратор 6, где часть капелек осаждается и далее через окно 5 поступает в камеру конденсации 4. В камере конденсации пар, проходя межтрубное пространство трубного пучка, многократно изменяет свое направление, а капельки влаги под действием инерционных сил осаждаются на трубках трубного пучка, где, смешиваясь с конденсатом греющего пара, стекают в емкость, образованную перегородками 7, 8 и 2. Из емкости загрязненный конденсат отводится через патрубок 9. Очищенный от капелек пар далее поступает на трубки остальной части трубного пучка и чистый конденсат через патрубок 11 отводится потребителю.

Из-за взаимопересекающихся перегородок осуществляется эффективная очистка конденсата за счет сбора и отвода загрязненного конденсата, стекающего с выделенных этими пластинами труб и тем самым исключается смешение чистого конденсата с загрязненным.

Использование предлагаемой ступени испарителя мгновенного вскипания по сравнению с прототипом позволяет получить очень высокое качество конденсата за счет установки взаимопересекающихся горизонтальной и вертикальных пластин, отделяющих часть трубного пучка, прилегающего к окнам, для прохода пара и создающих с разделительной перегородкой емкость для сбора и отвода отсепарированной влаги вместе с небольшой частью конденсата пара.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, например, в испарителях мгновенного вскипания. В известной ступени испарителя мгновенного вскипания, содержащей корпус, разделительную перегородку, разделяющую ступень на камеру испарения и камеру конденсации с горизонтальным трубным пучком и трубными досками, окна для прохода пара, выполненные в верхней части разделительной перегородки, сепаратор, предложено камеру конденсации ступени снабдить горизонтальной и вертикальной взаимопересекающими пластинами, отделяющими трубки трубного пучка, прилегающие к окнам, от остальных трубок пучка и образующими с разделительной перегородкой и трубными досками емкость для сбора и отвода загрязненного конденсата с выделенных трубок. Это позволит повысить качество получаемого дистиллята, повысить эффективность паросепарации в ступени испарителя мгновенного вскипания. 1 з. п.ф-лы, 1 ил.

1. Ступень испарителя мгновенного вскипания, состоящая из корпуса, разделительной перегородки, разделяющей ступень на камеру испарения и камеру конденсации с горизонтальным трубным пучком и трубными досками, окон, выполненных в верхней части разделительной перегородки, сепаратора, патрубков для отвода, подвода испаряемой воды, отличающаяся тем, что камера конденсации снабжена взаимопересекающимися горизонтальной и вертикальной перегородками, плотно соединенными в месте пересечения, причем горизонтальная перегородка со стороны противоположной месту пересечения соединена с разделительной перегородкой вдоль окон, а вертикальная установлена с зазором к потолочной части камеры конденсации и отделяет часть труб трубного пучка, прилегающих к окнам, обе перегородки боковыми сторонами плотно соединены с трубными досками.2. Ступень по п.1, отличающаяся тем, что емкость, образованная разделительной перегородкой, взаимопересекающимися горизонтальной и вертикальной перегородками и трубными досками, снабжена патрубком для отвода конденсата, стекающего с выделенных труб трубного пучка камеры конденсации.