ВАКУУМНЫЙ ДЕАЭРАТОР Российский патент 2004 года по МПК C02F1/20 B01D19/00 F22D1/50 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, например, в установках для вакуумной деаэрации подпиточной воды тепловых сетей.

Наиболее известны в теплоэнергетике барботажные вакуумные деаэраторы (а.с. №640977), в которых обработка воды осуществляется паром, проходящим через слой этой воды.

Однако исследователями установлено, что деаэраторы такой конструкции малоэффективны в условиях работы деаэратора при температурах насыщения менее 50°С.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению являются вакуумный деаэратор перегретой воды по а.с. №1745989, содержащий корпус с патрубком для ввода и устройством для распределения перегретой подлежащей деаэрации воды, патрубок отвода образовавшегося при расширении перегретой воды пара и выделившихся при деаэрации газов, а также патрубок отвода деаэрированной воды. В таком деаэраторе происходит вскипание подлежащей деаэрации воды в свободно падающих струях, где отсутствует гидростатическая температурная депрессия и остаточное содержание кислорода может быть снижено до малых величин. Однако, как показали исследования, эта конструкция, принятая за прототип, имеет и недостатки: во-первых, неудовлетворительная концентрация остаточного кислорода из-за вторичного захвата струями воды выделившихся пузырьков газа и далее их захвата потоком деаэрированной воды в отводящий патрубок, во-вторых, по литературным данным дегазация наиболее эффективна, особенно при больших исходных концентрациях кислорода (более 8000 мкг/кг), когда она организуется в несколько стадий, ступенчато снижающих концентрацию кислорода в воде. Поэтому получить высокое качество деаэрации с остаточной концентрацией кислорода 5-30 мкг/кг в данной конструкции не представляется возможным.

Заявляемое изобретение направляемое на решение задачи, связанной с повышением эффективности деаэрации, в условиях вакуума и значительных начальных концентрациях кислорода. Эта задача решается в известном вакуумном деаэраторе, содержащем корпус, патрубок ввода подлежащей деаэрации перегретой воды, патрубок отвода деаэрированной воды, патрубок паровоздушной смеси и распределитель подлежащей деаэрации перегретой воды, согласно изобретению, патрубок перегретой воды расположен в верхней части замкнутой камеры, которым снабжена полость известного деаэратора, причем камера в нижней части имеет отверстия для слива неиспарившейся деаэрированной воды, а в верхней части паровой канал для отвода паровоздушной смеси в полость деаэратора или в патрубок паровоздушной смеси.

Требуемый технический результат достигается за счет ступенчатого расширения (испарения) перегретой исходной воды в две стадии. Сначала исходная перегретая вода расширяется на 40-60% от всего перепада в камере. В результате из воды выделяется до 95-98% растворенного кислорода, который с образовавшимся паром через паровой канал удаляется в полость деаэратора и далее в патрубок отвода паровоздушной смеси. Затем, пройдя отверстия камеры, деаэрируемая вода дополнительно расширяется, но уже в полости деаэратора, где происходит глубокое удаление кислорода из этой воды, в которой содержание кислорода уже составляет 5-2% от его содержания в исходной воде, а это во много раз уменьшает вероятность захвата выделившегося кислорода (газа) паром, который увлекается струйками расширяющей воды на днище деаэратора и далее к патрубку отвода деаэрированной воды.

Новизна заявляемого вакуумного деаэратора подтверждается наличием отличительных признаков по сравнению с прототипом.

На чертеже изображен вакуумный деаэратор (разрез).

Вакуумный деаэратор состоит из корпуса 1, патрубка 2 подвода исходной перегретой воды, патрубка 3 отвода деаэрированной воды, патрубка 4 отвода паровоздушной смеси, водораспределителя 5 исходной перегретой воды, замкнутой камеры 6, в нижней стенке которой расположены отверстия 7 для отвода деаэрированной перегретой воды, а в верхней части расположен паровой канал 8 для отвода генерируемого пара из камеры 6.

Вакуумный деаэратор работает следующим образом. Подлежащая деаэрации исходная вода, перегретая относительно температуры насыщения в деаэраторе, например, на 6-8°С, подается через патрубок 2 на водораспределитель 5, откуда струями стекает в камеру 6, где расширяется (вскипает), охлаждаясь при этом на 3-4°С. При расширении воды вместе с генерируемым паром через паровой канал 8 удаляется и большая часть агрессивных газов. Далее деаэрированная вода собирается на днище камеры 6, откуда через отверстия 7 истекает в полость деаэратора в виде струй, расширяясь еще 3-4°С. Образующийся в этом случае пар вместе с оставшимися газами поступает в патрубок 4 и далее отводится на соответствующие охладители пара, где пар конденсируется, а неконденсирующие газы отводятся на соответствующие воздухоотсасывающие устройства.

Из-за наличия замкнутой камеры 6 обеспечивается двухстадийное расширение исходной воды, причем наибольшие количество газов (до 98%) выделяется в вышеуказанной камере и эвакуируется через паровой канал 8 в патрубок 4, не вступая в контакт с деаэрированной водой на днище деаэратора перед патрубком 3. Остаточное небольшое количество газов (менее 2%) выделяется при расширении воды в полости деаэратора после отверстий 7 камеры 6, чем обеспечивается минимально возможный контакт выделившихся газов с деаэрированной водой на днище деаэратора. Этим самым достигается очень высокая степень дегазации исходной воды (до 5-10 мкг/кг).

Использование предлагаемого вакуумного деаэратора по сравнению с прототипом позволяет обеспечить очень высокое удаление газов за счет установки замкнутой камеры, снабженной паровым каналом и отверстиями для перетока воды, обеспечивающей двухступенчатый процесс расширения исходной воды.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, например, в узлах подпитки теплосети. В вакуумном деаэраторе, содержащем корпус, патрубок для подвода подлежащей деаэрации исходной перегретой воды, патрубок для отвода деаэрированной воды, патрубок для отвода паровоздушной смеси, водораспределитель исходной перегретой воды, деаэратор снабжен замкнутой камерой, в верхней части которой расположен водораспределитель исходной перегретой воды, причем камера снабжена в нижней части отверстиями для слива неиспарившейся воды в полость парового пространства, а в верхней части - паровым каналом, сообщающим паровое пространство камеры с паровым пространством полости деаэратора. Это позволяет повысить эффективность деаэрации за счет многократного расширения перегретой воды. 1 ил.

Вакуумный деаэратор, содержащий корпус, патрубок для подвода подлежащей деаэрации исходной перегретой воды, патрубок для отвода деаэрированной воды, патрубок для отвода паровоздушной смеси, водораспределитель исходной перегретой воды, отличающийся тем, что деаэратор снабжен замкнутой камерой, внутри которой в верхней части расположен водораспределитель исходной перегретой воды, причем камера в нижней части снабжена отверстиями для слива неиспарившейся деаэрированной воды, а в верхней части - паровым каналом, сообщающим паровое пространство камеры с паровым пространством полости деаэратора.