Устройство для отбора пара на химанализ Советский патент 1983 года по МПК G01N1/22 

)7

NU

СП

о

ел

00 Изобретение ошоснгсн к химк(И1тро.:1К) рабочего тела тепловых агрегатов, преимущественно электростанций. Для упрощения и повышения надежности химанализов сконденсированную пробу пара часто подвергают концентрированию. В ряде .случаев, например при исследовании влияния химсостава пара на надежность ЦНД турбин, пробу пара KOHiieнтрируют в силу необходимости воспроизвести процессы, происходящие, в реальной Извест-на система отбора пробы пара, . содержащая теплообменник-охладитель парр, контактный аппарат для обогащения жид кЬй -фазы. солями, сепаратор жидкой фазы H; сборник обогащенного конденсата, flap, поступающий в систему, охлаждается до появления в нем небольшого количества жид кой фазы. Образовавшийся двухфазный поток турбулизуется. в смеситель, что приводит к обогащению солями жидкой фазы. При последующей сепарации обогащенная .жидкая фаз.а (конденсат) выделяется и направляется в сборник ил.ч датчик анализатора 11. Недостаток указанной системы обусловлен трудностями сепарирования двухфазных потоков небольшой влажности. Унос .взвешенных в паре мелкодисперсных капелек влаги практически исключает использование пара с влажностью ниже 5%, соответствующей 20 кратному увеличению конц ентрации со-чей в пробе. . Известно также устройство для отбора пробы пара, содержащее охладитель пара, соединенный трубопроводом подачи пара с массообменным аппаратом, конденсатор и сборник обогащенного конденсата. Пре дельная кратность обогащения пробы солями в этом случае определяется только термодинамическими соотнощениями и может .достигать при параметрах, близких к нормальным, 0 . Однако применение известных системы и устройства требует значительного времени при .подготовке пробы. Кроме того, существенны затраты на их создание и обслуживание. Цель изобретения -- повышение эффек тивности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора пара на химанализ, преимущественно на электростанции, содержащем охладитель пара, соединенный трубопроводом подачи пара с массообменным аппаратом, конденсатор и сборник обогащенного конденсата, конденсатор установлен внутри массообменного аппарата и выполнен в виде рекуперативного теплообменника, при этом рабочая поверхность теплообменникаснабжена теплозащитной рубашкой, выполненной с пирамидальными выступами, основания которых расположены г образо анием канавок ., наклонных к гори.чонтали. , Устройство может быть снабжено наfWOHHbJMH иерфприропанны.ади .тотками из гидрофобного материала, устаиов.тенними под углом 10-2(.Г, и направляющими лопатками для. закрутки потока парл, установг ленными над лотка.ми. Кроме того, устройство может б1)ть снабжено горизонтальны.м лотком с подвижной переливной трубкой, установ. за лотками параллельно потоку пара. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - узел I на фнг. 1 -Устройство содержит охладитель 1. установлекнъж ка трубопровод 2 подачи пара в массообменный аппарат 3 с конденсатором 4, и сборник 5 обогашеиного конденсата. Конденсатор представляет собой вертика 1ьную панель. Со стороны пара поверхность конденсатора футерована 50-70-ю пирамидальными сегментами б. (из фтороплаСта), основание которых смонтировано так, что между ними образованы слабонаклонные к горизонту канавки 7. Глубина и ширина этих каналов не превышает i ьзм. Вертикальные канавки 8 имеют ширину 35 .Для подвода и отвода воды, охлаждаюуклон составляет соответственно 30, 20 я 10°. Рабочая перфорированная поверхность наклоь ных лотков выполнена из двух 1UU1 слоев фторопластовой сетки с ячейками 11,5 мм, между которыми размешена такая же сетка из нержавеющей.стали, и переходит в участок 13 со сплошной поверхностью для сбора стекающего .конденсата. Над наклонными лотками укрепленыгеликондал зные направляющие лопатки 14. Под нижним наклонным лотком размеа.ен параллельно потоку пара горизонтально ориентированный лоток 15 с переливом 16. Переливная трубка уплотняется сальником 17. Устройство работает следующим образом. При подаче пара в устройство его температура понижается в охладителе 1 до величины, не превышающей температуры насыщения 10-30°. Следуя по тракту масообменного аппарата 3, пар достигает конденсатора 4, в слабонаклоикых канавках 7 которого образуется некоторое количество влаги. Так как дно кaнaвк г 7 выполнено из хорошо смачивающегося металла, а стенки из фторопласта, влага заполняет канавку тонким-слоем. В дальнейшем конденсация происходит через этот слой в усаовиях ухудшенного теплообмена. Одновременно с медленным накоплением 3-чаги в канавках на ее поверхности прсисходит перенос веществ (гиассообмен) - малолетучие соединения (соли), находящиеся в паре, в соответствии с термодиначи-:есRHMH закоиомсрнск:тям11 переходят в жиякую фазу (коидонсат). По мере накопления конденсат из слабонаклониых канавок стекает в вертика-льные канавки 8 и по ним в участок 13 верхнего наклонного лотка 12. На рабочей поверхности наклонных лотков продолжается процесс накопления солей в конденсате за счет массооб.мена, протекающего в условиях, близких к адиабатическим, поскольку тепловые потоки устраняет паровая рубашка .10. Перфорация рабочей поверхности увеличивает поверхность контакта фаз, а закрутка потока пара направляющими лопатками ,14 увеличивает его скорость относительно жидкой фазы, что приводит к интенсификации массообмена. Стекающий конденсат удерживается на сетчатой рабочей поверхности силами поверхностного натяжения. Уклон лотков постепенно у.меньшается, что дает возможность поддерживать приблизительно постоянной скорость стока. С последнего наклонного, лотка жидкая фаза попадает в горизонтально ориентированный лоток 15, уровень жидкости в котором можно изменять от яуля до максимального (в данном случае Шмм) с помощью перелива 16.

Возможность накапливать обогащенный конденсат в горизонтально ориентированном потоке позволяет при .необходимости увеличивать степень обогащения, так как на этом участке легко осуиХествить упаривание накопленного конденсата за счет его подогрева снаружи или за счет перегрева пара, поступающего через входной патрубок. Скорость потока пара над горизон-. тально-опиентированном лотком устанавливается в диапазо1ге 0,5-1,5 м/с. В этом ре жиме на поверхности конденсата возникают продольно-поперечные ичти поперечные волны, а скорость упаривания достигает максимума (на уровне 3 г/см зеркала конденсата).

Градуировку устройства для отбора пара (зависимость степени обогащения конденсата от расхода и температуры пара на входе) производят определяя на входе н выходе пара содержание какой-либо нелетучей компоненты примесей (например, концентрацию натрия).

Предлагаемое устройство по сравнению с известными при сопоставимых условия.х (скорость приготовления пробы заданной степени обогащения) обеспечивает более . стабильное обогащение в результате того, что срыву потоком пара капелек обогащенной влаги препятствуют силы поверхностного натяжения на специально сфармиро. ванной границе вода - фторопласт. Кроме того, использование устройства на электростанции позволяет наладить контроль со5 держаний коррозионно-активных сульфатов И-.хлоридов в паре на участке ЦНД турбин с помощью контрольно-измерительных приборов эксплуатационной .службы без применения .-специальных анализаторов.

Экономический эффект от вн1едрения нзо0 бретения на турбине мощностью 300 МВт составляет 230 тыс.руб. в год.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПАРА НА ХИ/ АНАЛИЗ преимущественно на электростаипии, содержащее охладитель пара, соединенный трубопроводом подачи пара с массообменным аппаратом, конденсатор и сборник обогащенного конденсата, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и быстродействия конденсатор установлен внутри массообменного аппарата и выполнен в виде peKynepaTHBtraго теплообменника, при этом рабочая поверхность теплообменника снабжена теплозащитной рубащкой, выполненной с пира. мидалышми выступами, основания которых, расположены с образованием канавок, налонных к горизонтали. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено наклонными перфорнрс-. ванными лотками из гидрофобного мате риала, установленными под углом 10-20°, и направляющими лопатками для закрутки потока пара, установленными над лотками. с 3 3.Устройство по п.п. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено горизонтальным (Л лотком с подвижной переливной трубкой, установленным за лотками параллельно потоку пара .