Способ получения сухого пара и мобильный кавитационно-гидродинамический генератор для его осуществления Российский патент 2024 года по МПК F22B33/00 

Группа изобретений относится к области теплотехники, а именно к способу, а также к мобильным устройствам для получения сухого пара с целью применения в различных областях промышленности посредством полученного пара для отогрева трубопроводов, вентилей, задвижек в условиях отрицательных температур, очистке поверхностей от масляных пятен, а также дезинфекции помещений и стерилизации емкостей.

В основе заявляемой группы изобретений лежит протекающий при ряде условий в жидкостях процесс кавитации, а именно тепловая гидродинамическая кавитация, под которой понимается процесс парообразования, образование кавитационных пузырьков, или каверн (жидких полостей, заполненных газом, паром или их смесью), и последующее схлопывание их, сопровождающееся гидравлическими ударами. Кавитация рассматривается как средство локальной концентрации энергии низкой плотности в высокую плотность энергии, связанную с пульсациями и захлопыванием кавитационных пузырьков. При этом при схлопывании пузырьков возникают ударные волны, приводящие к краткосрочному повышению давления и температур, в результате чего происходит кавитационное закипание жидкости, то есть жидкость нагревается и переходит в газо-водяную смесь.

В настоящее время из уровня техники известны случаи реализации способа и устройств, основанных на эффекте кавитации, однако, они обладают рядом существенных недостатков, ведущих к повышенному износу основных компонентов, усложняющих эксплуатацию оборудования. Кроме того, известные решения малопригодны для работы в условиях отрицательных температур, так как производят сильно обводненный пар, применение которого приводит к обледенению размораживаемой/отогреваемой поверхности.

Известно изобретение «Способ генерации перегретого пара постоянной температуры и устройство для его осуществления» по патенту РФ 2073172 с датой публикации 10.02.1997, относящееся к теплотехнике для получения перегретого пара заданного давления. Способ генерации перегретого пара постоянной температуры путем получения и дросселирования насыщенного пара и нагревания сдросселированного пара. Насыщенный пар получают в емкости нагреванием находящейся в ней жидкости при постоянном давлении насыщения, меньшем давления в критической точке, и равном давлению до дросселирования, а нагревание сдросселированного пара осуществляют путем рекуперативного теплообмена с этой же жидкостью в этой же емкости. Устройство содержит корпус с размещенным внутри него теплообменником, дроссель, вход которого сообщен с верхней частью внутренней полости корпуса, а выход с входом теплообменника. При этом корпус снабжен патрубком подвода жидкости и нагревателем, а теплообменник размещен в нижней части корпуса и погружен в жидкость.

Известна полезная модель «Транспортабельная котельная установка» по патенту РФ 21643 с датой публикации 27.01.2002, относящаяся к области котельных установок и может быть использована в различных областях промышленности, где требуется применение пара. Транспортабельная котельная установка включает паровой котел, бак для питательной воды, топливный бак, водоподающий и топливный насосы, трубопроводы для воды, пара и топлива с запорно-регулирующей арматурой. Установка снабжена насосом для автономной заправки водой, сообщенным отдельным трубопроводом с водяным баком, причем трубопровод для подачи жидкого топлива проложен через устройство для его подогрева, включающего полый корпус, в котором размещен спиральный трубопровод, сообщенный с нагревателем парового котла. Установка снабжена сепаратором с узлом сброса воды для повышения степени сухости пара. Установка может быть снабжена блоком генерации горячего воздуха, включающим вентилятор с отдельным приводом, сообщенный с паровоздушным теплообменником, сообщенным, в свою очередь, через запорное устройство с магистралью подачи пара к потребителю.

Недостатком описанного устройства является пульсирующий режим работы, что не позволяет получать сухой насыщенный пар и не обеспечивает стабильные параметры пара.

Известно изобретение «Передвижная котельная установка» по патенту РФ 2246661 с датой публикации 20.02.2005, относящееся к области генерирования пара и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли и для обогрева помещений. Передвижная котельная установка на жидком топливе, включающая прямоточный котел, водяной и топливный баки, водяной питательный насос, топливный насос, сепаратор с конденсатоотводчиком, содержит систему подогрева холодной воды, при этом выход конденсатоотводчика соединен с входом горячего контура двухсекционного теплообменного аппарата типа "труба-в-трубе", выход которого соединен с водяным баком котельной установки, холодный контур теплообменного аппарата состоит из двух изолированных друг от друга секций. Сепаратор выполнен прямоточным двухступенчатым в виде цилиндрического корпуса с боковым вводом пароводяной смеси посредством Г-образной трубы, конец которой расположен по оси корпуса ниже завихрителя в виде вентиляторного колеса, которое расположено внутри перфорированной гильзы, коаксиально размещенной относительно корпуса, между гильзой и выходным отверстием для пара в верхнем торце корпуса наклонно расположен набор сеток.

Известно изобретение «Парогенератор» по патенту РФ 2349832 с датой публикации 20.03.2009, предназначенное для генерирования пара и может быть использовано в теплоэнергетике. Парогенератор содержит компрессор с приводом, дроссель и распылитель управляемой подачи воды, парогенерирующее устройство и патрубок отвода пара к потребителю. Компрессор и его привод выполнены в герметичном корпусе. Привод установлен на всасе компрессора, дроссель и распылитель выполнены с возможностью управляемой подачи и распыления воды на всас компрессора. Парогенерирующее устройство выполнено с использованием возможности компрессора создания разрежения в герметичном корпусе на своем всасе, превращения подаваемой воды в водяной пар, в том числе и за счет охлаждения привода, сжатия пара с повышением его температуры и отвода пара к потребителю. Для пуска генератора в работу включают привод, например электромотор, компрессора. Работой компрессора на его всасе в герметичном корпусе создается разрежение. Затем через управляемый, например вручную, дроссель и распылитель, например механический, подают и распыляют на всас компрессора воду - чистую природную воду. Подаваемая и распыляемая вода благодаря разрежению на герметичном всасе компрессора, и в том числе за счет охлаждения привода, превращается в водяной пар. Затем полученный водяной пар с повышением его температуры, скажем до 130°С, сжимается компрессором, например до 6 атм, и через патрубок отводится к потребителю, например для производственных нужд.

Известно изобретение «Способ обработки жидкостей и устройство для его осуществления» по патенту РФ 2612290 с датой публикации 06.03.2017, относящееся к вихревой термической дистилляции жидкостей. Способ обработки жидкостей заключается в том, что сначала исходную жидкость подают в вихревой парогенератор, где ее подвергают принудительному вихревому вращению, посредством которого из центральной части вращающейся жидкости выделяют пар, затем пар подают в центральную часть вихревого пароконденсатора, подвергая его вращению посредством завихрителей. При этом в указанную центральную часть пароконденсатора одновременно с паром подают из приемной емкости струю конденсата, который под действием вращающейся массы пара распадается, оседая на стенках вихревого пароконденсатора, после чего обработанную жидкость отводят в приемную емкость, а часть ее возвращают в центральную часть вихревого пароконденсатора.

Устройство для обработки жидкостей содержит парогенератор, источник исходной жидкости, резервуар приема обработанной жидкости, характеризующееся тем, что оно снабжено пароконденсатором, соединенным с парогенератором. Парогенератор выполнен в виде реакционной камеры, оснащенной ротором с приводом вращения, ротор имеет турбинные лопатки, в верхней части этой камеры выполнены криволинейные каналы для закручивания потока, а соединенный с парогенератором пароконденсатор имеет завихрители потока пара и патрубок ввода конденсата в камеру конденсации, имеющую рубашку охлаждения.

Известно изобретение «Способ и устройство для получения пара» по патенту РФ 2633725 с датой публикации 17.10.2017, относящееся к теплотехнике и может быть использована для быстрого получения насыщенного пара с любой начальной температурой воды и без водоподготовки, с параметрами, позволяющими использовать его для промышленного применения в различных отраслях в процессах тепловой обработки, технологиях нагрева, а также мойки и очистки от трудноудаляемых жировых и нефтяных загрязнений, при ремонте деталей узлов и агрегатов различного технологического оборудования, пропарки емкостей, стерилизации тары и санитарной обработки пищевого оборудования паром.

Способ получения пара включает подачу жидкости в рабочую полость гидродинамического парогенератора, формирование скоростного потока вращающейся жидкости, нагрев жидкости за счет процессов механической кавитации во вращающемся гидродинамическом потоке жидкости в рабочей полости гидродинамического парогенератора до температуры парообразования, отбор пара, создают двухфазную пароводяную перегретую вращающуюся гидродинамическую среду пониженной плотности в периферийной части рабочей полости гидродинамического парогенератора в зоне кавитации путем подачи жидкости без предварительного подогрева с дозированным расходом под избыточным давлением, обеспечивающим перегрев среды свыше 100°С. Далее прекращают подачу жидкости при достижении температуры среды, создающей давление в рабочей полости парогенератора, превышающее величину избыточного давления подачи жидкости, отбирают пар из зоны низкого давления в центральной части рабочей полости при нагреве среды до температуры, при которой давление пара превышает центробежную силу, воздействующую на вращающийся поток жидкости, отбор пара осуществляют при установленном давлении в зависимости от требуемых параметров выхода пара, возобновляют подачу жидкости при снижении давления в полости парогенератора ниже давления подачи жидкости. Жидкость подают при давлении, превышающем установленное давление отбора пара на величину не менее 1 кг/см². Жидкость дозированно подают в незаполненный парогенератор.

Устройство для получения пара и для реализации способа содержит гидродинамический парогенератор с рабочей полостью, включающий корпус из кольца-статора, передней и задней боковых крышек, имеющих отверстия для подключения патрубков, по крайней мере, один ротор в виде диска, установленный на валу и имеющий радиальный зазор между ним и кольцом-статором и осевые зазоры между ним и боковыми крышками корпуса, кавитаторы, расположенные на цилиндрической и торцевой поверхностях диска, крышек и корпуса соответственно, систему подачи и слива жидкости, узел для подключения к механическому приводу, патрубок для отбора пара. Устройство дополнительно содержит электромагнитный клапан, обеспечивающий через систему обратной связи управление производительностью парогенератора и установленный в системе подачи жидкости в парогенератор, систему регулировки параметров пара, установленную на патрубке для отбора пара, гидроаккумулятор перегретой жидкости, образованный патрубками, соединяющими отверстия в задней и передней крышках, образующими замкнутый контур, промежуточную камеру с воздушным зазором и дренажными отверстиями, отделяющую рабочую полость парогенератора от узла для подключения к механическому приводу, входное отверстие для подачи жидкости в рабочую полость парогенератора расположено в центральной части задней крышки в зоне торцевого уплотнения.

Известно изобретение «Способ и устройство для увеличения степени сухости пара котла для нагнетания пара» по патенту РФ 2649732 с датой публикации 04.04.2018, направленное на увеличение степени сухости пара котла для нагнетания пара, что может снизить тепловые потери, улучшить степень сухости нагнетаемого пара, увеличить энтальпию пара, пополнить энергию пласта и улучшить степень извлечения нефти. Устройство для увеличения степени сухости пара котла для нагнетания пара содержит насос жидкого топлива высокого давления, воздушный компрессор, устройство для увеличения степени сухости и автоматическую систему управления устройства для увеличения степени сухости. Одна ветвь пара на выходе для пара из котла для нагнетания пара соединена через патрубок нагнетания топлива с автоматическим регулирующим перепускным клапаном и соединена прямо через автоматический регулирующий перепускной клапан с устьем скважины для нагнетания пара; другая ветвь пара на выходе для пара соединена через автоматический регулирующий клапан на входе для пара с устройством для увеличения степени сухости, при этом обеспечена возможность дополнительного увеличения степени сухости пара с помощью устройства для увеличения степени сухости, а затем нагнетания пара в устье скважины для нагнетания пара. Автоматическая система управления устройства для увеличения степени сухости соединена с автоматической системой управления котла для нагнетания пара. Насос жидкого топлива высокого давления, воздушный компрессор, расположенные на устройстве для увеличения степени сухости, соединены с автоматической системой управления устройства для увеличения степени сухости. Выход для пара устройства для увеличения степени сухости соединен через автоматический регулирующий клапан на выходе для пара и обратный клапан с устьем скважины для нагнетания пара.

Известна полезная модель «Сепаратор-пароперегреватель» по патенту РФ 168692 с датой публикации 15.02.2017, относящаяся к области теплоэнергетики и может быть использована в системе сепарации и перегрева пара. Сепаратор - пароперегреватель включается в себя расположенные в корпусе сепарационное устройство с патрубками подвода нагреваемого пара и отвода сепарата перегретого пара, пароперегреватель, выполненный в виде пучков теплообменных труб, объединенных в кассеты с подводящей и отводящей камерами, установленные в корпусе и соединенные трубами с наружными паровыми и водяными камерами с патрубками подвода пара и отвода конденсата греющего пара. Греющий пар конденсируется внутри теплообменных труб, отдавая свое тепло нагреваемому пару, проходящему в межтрубном пространстве пароперегревателя. Далее образовавшийся конденсат сливается в отводящую камеру и по трубам сливается в наружную камеру отвода конденсата греющего пара и, далее через патрубок отвода конденсата греющего пара отводится в тракт тепловой схемы. Нагреваемый пар поступает в корпус сепаратора-пароперегревателя на сепарационное устройство, где происходит отделение остаточной влаги от пара и, далее отсепарированная влага отводится из корпуса через патрубок в тракт тепловой схемы. Осушенный пар поступает на наружную поверхность кассет, перегревается, и, далее через патрубок отводится.

Известно изобретение «Энергетическая теплоутилизационная установка» по патенту РФ 2716644 с датой публикации 13.03.2020, относящееся к области энергетики, в частности к энергетическим установкам замкнутого цикла. Теплоутилизационная энергетическая установка содержит парогенератор, турбину с системой регулирования и генератором, конденсатор с конденсатосборником, конденсатно-питательный насос, питательный клапан, регулятор температуры, регулятор давления до себя с линией воздействия на редукционное устройство и регулятор уровня с линией воздействия на клапан трубопровода подвода-отвода рабочего тела и трубопроводами связи элементов энергетической установки. Регулятор температуры перегретого пара соединен линиями связи с питательным клапаном.

Наиболее близкими техническими решениями по назначению и количеству совпадающих признаков является группа изобретений «Способ получения пара и устройство для его осуществления» из патента РФ 2759460 с датой публикации 15.11.2021, для промышленного применения в нефтедобывающей и газодобывающих отраслях.

Изобретения направлены на быстрое превращение жидкости в пар за счет непрерывной подачи омагниченной жидкости в кавитационный парогенератор с помощью системы адаптивной подачи намагниченной жидкости (САПНЖ). Способ получения пара включает в себя подачу жидкости в рабочую полость парогенератора, формирование скоростного потока вращающейся жидкости, нагрев жидкости в рабочей полости парогенератора за счет механической кавитации, и отбор пара, в рабочую полость кавитационного парогенератора подают предварительно нагретую омагниченную жидкость. Жидкость подают непрерывно в автоматическом режиме системы адаптивной подачи намагниченной жидкости, отслеживая разницу в перепаде давления «вход - выход» парогенератора, регулируя давление на входе парогенератора, снижая подачу жидкости при давлении в рабочей полости парогенератора, превышающем величину избыточного давления, и увеличивая подачу жидкости при снижении давления в рабочей полости парогенератора, поддерживая его на величине, большей чем заданный режим подачи пара (насыщенного пара, пароводяной смеси) на выходе.

Устройство для осуществления способа получения пара дополнительно содержит:

- систему подачи и сброса жидкости (СПСЖ);

- систему адаптивной подачи намагниченной жидкости (САПНЖ), работающую в непрерывном режиме, обеспечивающую по обратной связи автоматическое регулирование давления и объема подаваемой жидкости в рабочую полость парогенератора;

- узел выдачи пара (УВП), позволяющий снизить потери передачи пара или пароводяной смеси на расстояние за счет регулировки отбора пара непосредственно возле сопла;

- блок обогрева и продувки (БОП) с обогревателем с принудительной конвекцией, который в начале работы препятствует образованию конденсата, высушивая влагу и нагревая воздух до определенной температуры, при которой включаются насосы высокого и низкого давления и открываются электромагнитные клапаны, а также с компрессором, который нагоняет воздух в ресивер для принудительного сброса жидкости из патрубков в конце работы и обеспечивает автоматическую защиту от замерзания системы в полевых условиях.

Недостатками технических решений, принятых в качестве прототипа, являются:

- отсутствие сепаратора пара либо пароперегревателя, а это означает, что прототип всегда будет выдавать потребителю влажный насыщенный пар;

- для работы прототипа необходимо не менее 2-х насосов и большое количество электромагнитных клапанов;

- долгое время выхода на режим - необходим предварительный разогрев для выхода на режим генерации пара.

Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, состоит в создании эффективного способа получения сухого пара, а также мобильного и простого в обслуживании устройства, позволяющих осуществлять быстрое превращение жидкости в сухой пар (до двух минут с момента запуска устройства) с целью отогрева оборудования в условиях отрицательных температур без последующего их обледенения.

Техническими результатами, достигаемыми при использовании заявленной группы изобретений, являются:

- обеспечение выхода на режим парообразования кавитационно-гидродинамического генератора за время не более двух минут с момента запуска кавитационно-гидродинамического генератора;

- обеспечение стабильности работы кавитационно-гидродинамического генератора в режиме парообразования (стабильности парообразования);

- обеспечение непрерывности процесса парообразования при малых давлениях в паропроводе потребителя, близких к атмосферному.

Технические результаты обеспечиваются за счет реализации способа получения сухого пара, заключающегося в том, что подают питательную жидкость в кавитационно-гидродинамический генератор посредством насоса через расходомер, по сигналу которого регулируется расход жидкости на входе в генератор, получают влажный насыщенный пар, который подают в сепаратор, где из пара выделяют конденсат, далее полученный конденсат посредством конденсатоотводчика направляют, по меньшей мере, в два теплообменника между которыми расположен насос подачи питательной жидкости, для охлаждения питательной жидкостью с одновременным ее нагревом, после чего охлажденный конденсат вновь подают в генератор, и при достижении в сепараторе давления пара более 0,5…1,0 бар открывают перепускной клапан, выполненный с возможностью поддержания в сепараторе давления не ниже 0,5…1 бар, который служит для поддержания давления пара в генераторе на уровне выше атмосферного давления, обеспечивая парообразование на этапе запуска генератора, а также поддержания минимального рабочего давления пара в генераторе и защиты паропровода потребителя от подачи в него питательной жидкости в жидкой фазе на этапе запуска генератора.

При использовании в качестве привода генератора двигателя внутреннего сгорания, сухой пар из перепускного клапана направляют в теплообменник, в котором выхлопными газами от двигателя внутреннего сгорания пар перегревают и направляют потребителю.

Кроме того, технические результаты обеспечиваются за счет использования мобильного кавитационно-гидродинамического генератора сухого пара, содержащего корпус, образующий герметичную полость для нагреваемой среды, соединенный с системой регулирования подачи питательной жидкости, включающей расходомер и насос, выполненной с возможностью поддержания постоянного расхода пара на выходе генератора, кроме того дополнительно содержит систему осушки получаемого пара, отвода и утилизации теплоты конденсата, состоящую из сепаратора пара, конденсатоотводчика, по меньшей мере, двух теплообменников, между которыми установлен насос системы регулирования подачи жидкости, и расширительного бака, соединенного со входом насоса, причем на выходе сепаратора установлен перепускной регулирующий клапан, выполненный с возможностью поддержания в сепараторе давления не ниже 0,5…1,0 бар, и обеспечения парообразования и защиту паропровода потребителя от подачи в него питательной жидкости в жидкой фазе на этапе запуска генератора.

Сепаратор пара может быть соединен через предохранительный клапан с баком питательной жидкости, что обеспечивает защиту генератора от превышения максимально допустимого давления пара.

Система регулирования подачи питательной воды дополнительно может содержать обратный клапан для защиты от перетоков питательной жидкости.

Устройство для подключения к водопроводу может содержать фильтр для предотвращения попадания механических включений в жидкость поступающей в систему регулирования расхода жидкости и редуктор давления для поддержания постоянного давления воды на входе расходомера.

Система осушки пара и утилизации теплоты конденсата дополнительно может содержать электромагнитный клапан, что позволяет перекрывать отвод конденсата из сепаратора для выбора режима работы генератора: подача сухого пара, подача влажного пара.

Генератор, в случае использования ДВС в качестве внешнего привода, может использоваться для получения перегретого пара, для этого сухой пар из перепускного клапана направляется в теплообменник, к которому подводятся высокотемпературные выхлопные газы от ДВС, в результате чего пар в теплообменнике перегревается и далее направляется потребителю.

В зависимости от типа применяемого теплообменника, для исключая возможности вторичного вскипания конденсата в нем, после него может быть установлен дроссель.

Настоящее описание дополнено фигурами, иллюстрирующими предпочтительные варианты выполнения устройства для нагрева жидкости и получения пара согласно настоящему изобретению, которые никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема мобильного кавитационно-гидродинамического генератора сухого пара.

На фиг. 2 представлена функциональная схема мобильного кавитационно-гидродинамического генератора перегретого пара с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Заявленная группа изобретений реализуется следующим образом. На фиг. 1 представлена функциональная схема мобильного кавитационно-гидродинамического генератора сухого пара, содержащего корпус 1, образующий герметичную полость, соединенный с системой регулирования подачи питательной жидкости, включающей расходомер 2 и насос 3, в которую из бака питательной жидкости 4 или из водопровода подается жидкость, кроме того дополнительно содержит систему осушки пара и утилизации теплоты конденсата, состоящую из сепаратора пара 5, конденсатоотводчика 6, по меньшей мере, двух теплообменников 7, 8, между которыми установлен насос 3 системы регулирования подачи жидкости и расширительного бака 9, соединенного со входом насоса 3 причем на выходе сепаратора 5 установлен перепускной регулирующий клапан 10.

Воду из водопровода либо из бака питательной жидкости 4, подают в систему подачи питательной жидкости, посредством насоса 3 через расходомер 2, который обеспечивает постоянный расход жидкости на входе в генератор не зависимо от давления в нем, поддерживая постоянным расход пара на выходе генератора, теплообменники 7 и 8, которые обеспечивают предварительный нагрев подаваемой жидкости утилизируя теплоту конденсата, в герметичную полость корпуса кавитационно-гидродинамического генератора 1, в которой происходит нагрев жидкости до температуры образования насыщенного пара, после чего влажный насыщенный пар подают в сепаратор 5, где при давлении пара ниже 0,5...1,0 бар из пара отделяют влагу (конденсат) в капельной форме, далее полученный конденсат посредством конденсатоотводчика 6 подают, по меньшей мере, в два теплообменника 7 и 8, где конденсат охлаждается. Теплообменник 7 охлаждает конденсат до температуры ниже 100°С жидкостью, подаваемой из бака с питательной жидкостью 4, или водопровода, направляемой в герметичную полость корпуса генератора 1, не позволяя конденсату вскипать при снижении давления конденсата на выходе теплообменника 7, при этом происходит одновременный нагрев подаваемой жидкости за счет тепловой энергии, отдаваемой остывающим конденсатом. Теплообменник 8 доохлаждает конденсат до температуры, не превышающей температуру питательной воды на 3…5°С, после чего охлажденный конденсат вновь подают на вход насоса 3. Так как конденсат из сепаратора может подаваться порциями под давлением пара в сепараторе, то для исключения гидроударов на входе насоса 3 установлен мембранный расширительный бак 9, который исключает гидроудары при подаче конденсата в систему регулирования подачи питательной жидкости.

По сигналу от расходомера 2 и посредством частотного привода регулируют обороты работы насоса 3, тем самым регулируя расход жидкости необходимый для получения насыщенного пара с минимальным содержанием влаги. Если подавать слишком много жидкости - пар может превратиться в пароводяную смесь, что сильно снижает эффективность парообразования в генераторе. За счет регулируемого расхода жидкости получаем в генераторе 1 насыщенный пар с максимальной сухостью.

При достижении в сепараторе давления пара более 0,5…1,0 бар открывают перепускной регулирующий клапан 10, выполненный с возможностью поддержания в сепараторе давления не ниже 0,5…1 бар, который поддерживает давление пара на выходе сепаратора 5 на уровне выше атмосферного давления (не менее 0,5 бар), обеспечивая гарантированное парообразование на этапе запуска генератора, поддержания минимального рабочего давления пара в сепараторе 5 и гарантированный отвод конденсата через конденсатоотводчик 6, защищая паропровод потребителя от подачи в него питательной жидкости в жидкой фазе на этапе запуска генератора, а сухой насыщенный пар при выходе на номинальный режим работы подают потребителю, что позволяет осуществлять отогрев оборудования в условиях отрицательных температур без его последующего обледенения.

Обратный клапан 11 не позволяет порции конденсата перетекать в обратном направлении в бак питательной жидкости 4.

Предохранительный клапан 12 обеспечивает защиту оборудования от превышения максимального рабочего давления пара в генераторе.

Электромагнитный клапан 13 позволяет перекрывать отвод конденсата из сепаратора 5, тогда отвод конденсата осуществляться не будет и влажный насыщенный пар будет подаваться потребителю.

Дроссели 14 и 15 предотвращают резкое падение давления конденсата в теплообменниках 7 и 8 соответственно, исключая возможность вторичного вскипания конденсата в них.

При нестабильном давлении в водопроводе подача жидкости в систему регулирования подачи питательной жидкости осуществляться через редуктор давления 16, который поддерживает постоянное давление воды на входе расходомера 2.

При использовании в качестве привода генератора 1 двигателя внутреннего сгорания 17 сухой пар из перепускного клапана 10 направляется в теплообменник 18, к которому подводятся выхлопные газы от двигателя внутреннего сгорания, в результате чего сухой пар в теплообменнике перегревается и далее направляется потребителю.

Группа изобретений относится к области теплотехники, а именно к способу, а также к мобильным устройствам для получения сухого пара. Способ получения сухого пара заключается в том, что подают питательную жидкость в кавитационно-гидродинамический генератор, получают влажный насыщенный пар, который подают в сепаратор, где из пара выделяют конденсат. Полученный конденсат посредством конденсатоотводчика направляют по меньшей мере в два теплообменника с последующим охлаждением. Охлажденный конденсат вновь подают в генератор. При достижении в сепараторе давления пара более 0,5…1,0 бар открывают перепускной клапан, выполненный с возможностью поддержания в сепараторе давления не ниже 0,5…1 бар, который служит для поддержания давления пара в генераторе на уровне выше атмосферного давления. Также раскрыт мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара для реализации заявленного способа. При реализации изобретения обеспечивается выход на режим парообразования кавитационно-гидродинамического генератора за время не более двух минут с момента запуска, стабильность работы кавитационно-гидродинамического генератора в режиме парообразования, непрерывность процесса парообразования при малых давлениях в паропроводе потребителя, близких к атмосферному. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения сухого пара, заключающийся в том, что подают питательную жидкость в кавитационно-гидродинамический генератор посредством насоса через расходомер, по сигналу которого регулируется расход жидкости на входе в генератор, получают влажный насыщенный пар, который подают в сепаратор, где из пара выделяют конденсат, далее полученный конденсат посредством конденсатоотводчика направляют, по меньшей мере, в два теплообменника, между которыми расположен насос подачи питательной жидкости, для охлаждения питательной жидкостью с одновременным ее нагревом, после чего охлажденный конденсат вновь подают в генератор, и при достижении в сепараторе давления пара более 0,5...1,0 бар открывают перепускной клапан, выполненный с возможностью поддержания в сепараторе давления не ниже 0,5…1 бар, который служит для поддержания давления пара в генераторе на уровне выше атмосферного давления, обеспечивая парообразование на этапе запуска генератора, а также поддержания минимального рабочего давления пара в генераторе и защиты паропровода потребителя от подачи в него питательной жидкости в жидкой фазе на этапе запуска генератора.

2. Способ получения сухого пара по п. 1, отличающийся тем, что генератор имеет привод от двигателя внутреннего сгорания, при этом сухой пар из перепускного клапана направляют в теплообменник, в котором выхлопными газами от двигателя внутреннего сгорания пар перегревают и направляют потребителю.

3. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара, содержащий корпус, образующий герметичную полость для нагреваемой среды, соединенный с системой регулирования подачи питательной жидкости, включающей расходомер и насос, выполненной с возможностью поддержания постоянного расхода пара на выходе генератора, кроме того, дополнительно содержит систему осушки получаемого пара, отвода и утилизации теплоты конденсата, состоящую из сепаратора пара, конденсатоотводчика, по меньшей мере, двух теплообменников, между которыми установлен насос системы регулирования подачи жидкости, и расширительного бака, соединенного со входом насоса, причем на выходе сепаратора установлен перепускной регулирующий клапан, выполненный с возможностью поддержания в сепараторе давления не ниже 0,5…1,0 бар, и обеспечения парообразования, и защиты паропровода потребителя от подачи в него питательной жидкости в жидкой фазе на этапе запуска генератора.

4. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара по п. 3, отличающийся тем, что сепаратор пара соединен через предохранительный клапан с баком питательной жидкости.

5. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара по п. 3, отличающийся тем, что система регулирования подачи питательной воды дополнительно содержит обратный клапан.

6. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара по п. 3, отличающийся тем, что устройство для подключения к водопроводу содержит редуктор давления.

7. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара по п. 3, отличающийся тем, что система осушки пара и утилизации теплоты конденсата дополнительно содержит электромагнитный клапан.

8. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара по п. 3, отличающийся тем, что генератор имеет привод от двигателя внутреннего сгорания.

9. Мобильный кавитационно-гидродинамический генератор сухого пара по п. 3, отличающийся тем, что после теплообменника установлен дроссель.