Конденсатор Советский патент 1991 года по МПК F28B3/06 F28B1/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в конденсаторах энергетических установок с парожидкостным циклом, в которых, в частности, используется химически реагирующая четырехокись азота с добавками окиси азпта (нитрим) в качестве теплоносителя м рабочего тела.

Известен конденсатор барботажного типа, в котором диссоциирующий пар подается под слой жидкофазного теплоносителя, а тепло фазового перехода и перегрева отводится хладагентом и сконденсировавшимся жидкофазным теплоносителем.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности улучшения коррозийных характеристик теплоносителя непосредственно в конденсаторе.

Наиболее близким к предлагаемому является конденсатор, включающий корпус, размещенный внутри него горизонтальный трубч гый пучок и установленное под последние парораспределительное устройство, вертикальную перегородку, разделяющую корпус конденсатора на два отсека, в одном из которых установлен трубчатый пучок, а другой служит конденсатосборной камерой. В рассматриваемом конденсаторе парораспределительное устройство выполнено е виде камеры с перфорированной крышкой, установленной на днище корпуса посредством вертикальных перегородок.

Известный конденсатор имеет ряд по- ожительныч качеств - прежде всего увеличенную ин генсивность теплообмена за счет совмещения с процессе работы двух видов теплооГментиков: смесительного и рекуперативного.

Недостатком устройства является то, что при использовании в схемах энергетических установок, в в качестве теплоносителя и рабочего тела используется диссоциирующий нитрин (вещество на основе химически реагирующей четыпехокиси азота с добавками ингибитора коррозии окиси аэптз), в нем отсутствует возможность обеспечения необходимы антикоррозионных хараитеристиктеплоносителя на выходе из конденсатора перед подачей сконденсировавшегося теплоносителя в последующий тракт схемы энергетической установки.

При эксплуатации экспериментальных исследовательских стендовых установок, штатного энергетического тепломассооб- менного оборудования на переменных режимах эксплуатации требуется различное оптимальное дгн каждого режима массовое содержание окиси азота в жидкофззном теплоносителе (нитрин) Таким образом,

возникает необходимость в разработке и включении в схему энергоустановок аппарата, обеспечивающего возможность регулирования в заданном диапазоне величины

массового содержания окиси азота в нитри- не.

Четь мзобретения гояышение эффективности работы конденсатора путем улучшения коррозионных характеристик

0 теплоносителя.

Поставленная цель достигается тем, что производится изменение уровня жмдкофаз- ного теплоносителя в пароприрмной части конденсатора, который снабжен дополни5 тельным пучком охлаждающих труб, установленным в конренсатосборной полости, емкостью и трубопроводом с реверсипьнм наносом, сообщающим указанную емкость с нижней зоной паропри-змной полосrv В

0 сравнении с известным в предлагаемом устройстве конструкция конденсатор дополнен э следующими ялементтми1 дополнительной емкостью с запасом жидкофазного теплоносителя, гидравлически

5 соединенной с жидкостным объемом паро- приемной полости конденсатора посредством реверсменого н.тсоса с целью обеспечения возможности эперятивного изменения уровня жидкофазного теплгно0 сителя в пароприемной полости конденсатора в требуемом диапазоне значений

В случае расположения хидкофазно о теплоносителя ниже верхнего кртя вертикальной перегородки обеспечивается ЕОЗ5 можность трансформации массового содержания ингибитора ноорозии (окиси азо.а), снижение содержания данного ком понента в жи/;кф зном 1еп снооитсл - и эквивалентное увеппенио содержания ски0 и азота в конденсатосСюрной полости. С тепе, нь увеличения содержания окиси азота в /шдкофазном теплоносителе (коэффициент ;ра «сформзции) опредепяпся массой теп- .о.носителя, находящегося R жидкофазмом

5 объеме парпприемной полости конден:с то- ра. При этом коэффициент трасформаиии тем выше, чем выше уровень жидкофаяного теплоносителя (при непременном условии, что этот уровень будет все же ниже края

0 перегородки для изоляции между собой жидкофазных обьемов) и тем ниже, чем ниже уровень жидкофазного теплоносителя. Учитывая, что в пароприемной части конденсатора осуществляется лишь снятие теп5 ла перегрева паров теплоносителя, поступающего через перераспределяющий узел -1 жидкофазном объеме конденсаторной полости конденсатора установлен агто- иомный пучок конденсаторных трубок для снятия тепла фазового перехода паров теппоносителя, поступающего из пароприем- ной полости в паровой объем конденсаторной полости конденсатора, Совокупность указанных новых элементов конструкции конденсатора позволяет реализовать поставленную цель.

На чертеже приведена схема продлэга емого конденсатора.

Конденсатор содержит корпус 1, перегородку 2, разделяющую конденсатор на две полости: пароприемную полость, состоящую из жидкофазного теплоносителя 3 и парового объема 4, и конденсатосбор- ную полость, включающую жидкофазную обласН 5 и паровой объем 6, парораспределительный узел 7, расположенный под жид- кофазным теплоносителем 3 пароприемной полости конденсатора, штуцер 8 для конденсата из жидкофазной области 5 конден- сатосборной части конденсатора, пучки 9 и 10 конденсаторных трубок, расположенные соответственно в пароприемной и коиден- саторосборной полостях конденсатора, контрольно-измерительный узел 11, связан ный электрической линией управления с реверсивным насосом 13, установленным в трубопроводе 12, соединяющем гидравлически жидкофазную область 3 пароприемной полости конденсатора с дсполч,- тельной емкостью 14 с запасом жидксфа15.- ного теплоносителя, который может при необходимости пополняться по трубопроводу 15 либо отводится из емкости 14 по тр ,-боп- роводу 16.

В рабочем состоянии пао химически реагирующей четырехокиси азота с добавками ингибитора коррозии окиси азота ч ерет парораспределительный узел 7 поступает в пароприемную полость конденсатора под слой жидкфазного теплоносителя 3, где отдает тепло перегрева и фазового перехода жидкофазному теплоносителю и хладагенту, циркулирующему в трубном пучке 9. Пр.ч этом за счет тепла, вносимого паром нитри- на через парораспределительный узел 7 и пароприемную часть конденсатора, испаряется соответствующее количество жидко- фазного теплоносителя 3, который в паровой фазе из парового объема 4 пэоо- приемной полости конденсатора поступает в конденсатосборную полость конденсатора 5, 6. Посредством реверсивного насоса 13 уровень жидкофазного теплоносителя 3 в пароприемной полости конденсатора поддерживается ниже верхнего края вертикальной перегородки 2, В процессе испарения жидкофазного теплоносителя 3 согласно стехиометрическому соотношению испаряется преимущественно легкокипящая фракция нитрина (окись азота). В

результате такого эффекта паровой объем 4 теплоносителя обогащается ингибитором коррозии (окисью азота), а жидкофазный теплоноситель 3 соответственно обедняет- 5 ся по содержанию данного компонента на эквивалентную массу. Далее пар теплоносителя нитрин поступает в конденсатосборную часть конденсатора 5, 6, где происходит его полная конденсация и обогащение жид0 кофэзного теплэносителя 5 ингибитором коррозии - окисью азота. Тепло фазного перехода пара 6 снимается хладагентом, циркулирующим по трубному пучку 10. Отвод ко.-|денсатз теплоносителя из конденса i тосборной части 5 производится через иТтуцер 8.

Для получения эффекта трансформации массового содержания окиси азота в жидко- Фззном теплоносителе 5 по отношению к

О жидкофазному теплоносителю 3 уровень жидкофазного теплоносителя 3 поддержи- чается ниже верхнего края перегородки 2 Этим достигается изоляция жидкофазного теплоносителя 8 и перераспределение оки5 си азота из части 3 в часть 5 конденсата теплоносителя. Причем степень увеличе- ния массового содержания окиси азота в объеме 5 по отношению к объему 3 зависит от количества жидкофазного теплоносителя

0 в объеми 3. Это свойство позволяет осуществить регулирование массового содержания окиси азота на выходе из конденса- юоборнои части 5 конденсатора а достаточно широком (с точки зрения практической экс5 туэ.ации конденсатора и энергоустановки, в схему которой он быть включен) диапазоне значений WNo.

Регулирование массовою содержания окиси азота осуществляют с помощью ре0 вс.псивного насоса 13, соединенного электрическом линией управления с контрольно-измерительным узле м 11, еле pw ,.м эа по1ож°ни8м уровня идкофа но- го сгпоносителя 3. Запас жидкофазного

5 теплоносителя, необходимого для осущест- вленич регулирования массового содержа- н 1я WNo. сосредоточен в допотнительной емкос И14,соединенной трубопроводом 12 с . идкофазным теплоносителем 3. При не0 обходимости пополнение теплоносителя либо его отвод из дополнительной емкости 14 производится соответственно по трубопроводам 15 и 16, которые в свою очередь могут быгь соединены с контуром энерго5 {tdr оа г и, а в состав которой включен конденсатор, либо с автономным источником теплоносителя.

В сравнении с базовым объектом ис- полозованиз в схемах энергетических установок предлагаемого конденсатора

диссоциирующего теплоносителя позволяет обеспечить возможность регулирования химического состава многокомпонентного теплоносителя по содержанию ингибитора коррозии (окиси азота) в достаточно широ- ком для практического использования диапазоне параметра WNo, что позволяет:

обеспечить защиту металлических элементов энергетического оборудования в схемах, в состав которых включен предла- гаемый конденсатор;

поддерживать оптимальные параметры диссоциирующего теплоносителя по химическому составу (компоненту окиси азота), определяющие максимальный КПД тепло- массообменного оборудования энергетических установок;

обеспечить проведение экспериментальных исследований на теплотехнических стендовых установках в условиях, когда не- обходимо поддержание точно заданных значений массового содержания окиси азота в исследуемом диссоциирующем теплоносителе.

В численном выражении диапазон регу- лирования скорости коррозионного воздействия диссоциирующего нитрина на металлы сбставляет 0-70 раз, а увеличение КПД тепломассообменного оборудования от поддержания оптимального массового содержания окиси азота составляет до 5%.

Формула изобретения Конденсатор диссоциирующего теплоносителя, содержащий корпус с перегородкой, закрепленный на днище корпуса, образующей пароприемную и конденсатосборную полости, пучок охлаждающих труб, установленный в пароприемной полости, парораспределительный узел с патрубком поднода пара, установленный под охлаждающими трубами, патрубки отвода неконденсирующихся газов и конденсата, регулятор уровня конденсата, отличающийся тем, ч-о, с целью повышения эффективности путем улучшения коррозионных характеристик теплоносителя, он снабжен дополнительным пучком охлаждающих труб, установлен- ным в конденсатосборной полости, емкостью и трубопроводом с реверсивным насосом, сообщающим указанную емкость с нижней зоной пароприемной полости

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике, в частности в конденса Г /5 вход конденсата Выход конденсата IV гоого ута пь- ано саторе бэрботажного типа для диссоциирующего теплоносителя нитрин перспективных энергетических установок, а также в химической технологии при использовании многокомпонентных химических составов. Цель изобретения - повышение эффективности работы конденсатора путем улучшения кор-. розионных характеристик теплоносителя. Поставленная цель достигается тем, что производится изменение уровня жидкофаз- ного теплоносителя в пароприемной полости 4 конденсатора 7, который снабжен дополнительным пучком 10 охлаждающих труб, установленным в конденсатосборной полости, емкостью 14 и трубопроводом 12с ревеосивным насосом 13, сообщающим указанную емкость с нижней зоной пароприемной полости 4, 1 ил. 4 1 J Ё J о