УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАКИПЕОБРАЗОВАНИЯ В ИСПАРИТЕЛЯХ МОРСКОЙ ВОДЫ Советский патент 1973 года по МПК B63J1/00 

1

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к установкам для исследования накипеобразования в испарителях морской воды.

Известны установки для исследования накипеобразования в испарителях морской воды, содержащие паровой котел с электронагревателями, последовательно соединенными с кипящим испарителем, с греющими батареями и со струйным конденсатором-эжектором, а также расходные баки с мешалками, дозерно-питательный и эжекторньш насосы, конденсатор пробы вторичного пара и пробоотборники дпстиллата и рассола.

Недостатком существующих установок является то, что они не обеспечивают высокой точности получения данных по интенсивности накипеобразования.

Цель изобретения - повышение точности проведения эксперимента и экономичности.

Для этого в предлагаемой установке паровое пространство парового котла первичного пара соединено с внутренним пространством сменных греющих батарей, смонтированных в кипящем испарителе, омываемых рассолом исследуемой воды, при этом трубопроводы вторичного пара и рассола кипящего испарителя соединены соответственно с конденсатором пробы пара и пробоотборником рассола.

На чертеже схематично изображена описываемая установка.

Паровое пространство А парового котла / установки трубопроводом 2 соединено с внутренним пространством Б сменных греющих батарей 3 различной теплообменной поверхности. 1 реющие батареи соединены также трубопроводом 4 конденсата с нижней частью котла /, заполненного питательной водой высокой чистоты. К трубопроводу 4 подключен бак 5 с ручным насосом 6 и невозвратным клапаном 7. Внутри котла установлены электронагреватели 8.

Греющие батареи 3 расположены в нижней

части кипящего испарителя 9 и омываются рассолом (исследуемой водой), поступающим 110 трубопроводу /О, введенному внутрь испарителя. Грубопровод W подключен к дозерному питательному насосу //и расходным бакам J2 с исследуемой водой, снабженным мешалками J3.

Паровое пространство В кипящего испарителя вторичного пара трубопроводом 14 с регулирующим паровым клапаном J5 соединено

с конденсатором 16 пробы вторичного пара, который посредством трубопроводов /7 и JS соединен с невозвратнозапорным клапаном 19, присоединен к струйному конденсатору-эжектору 20, при этом к нижней части конденсатора /5 присоединен пробоотборник 2 вторичного пара. Конденсатор 16 подключен также трубопроводом 22 к эжекторному насосу 23 с регулирующим водяным клапаном 24.

К трубопроводу 14 в месте расположения конденсатора-эжектора 20 присоединены воздушные клапаны 25 и подключен невозвратный клапан 26.

К нижней части испарителя 9 прикреплен трубопровод 27 с невозвратно запорным клапаном 28, идущий к конденсатору-эжектору 20.

К трубопроводу 27 подключен пробоотборник 29 рассола.

Нижняя часть испарителя 9 подключена трубопроводом 30 с клапаном 31 к трубопроводу 14. Клапан 31 служит для периодической вентиляции системы в вакуумном режиме.

Установка работает следующим образом.

За счет подводимой электроэнергии к электронагревателям 8 котла 1 в нем образуется первичный пар, который поступает в греющую батарею 3 испарителя 9 и, конденсируясь в ней, отдает тепло рассолу. Образующийся из рассола исследуемой воды в испарителе 9 вторичный пар по трубопроводу 14 поступает в конденсатор 16 пробы пара и далее в струйный конденсатор-эжектор 20. В конденсатор-эжектор сбрасываются также продувания испарителя (рассол) по трубопроводу 27 и дистиллат из конденсатора 16 пробы пара по трубопроводу 17. Рабочая вода для конденсатора-эжектора 20 подается эжекторным насосом 23, и на своем пути проходит через конденсатор пробы пара 16, где конденсируется некоторое количество вторичного пара. Питание испарителя из расходных баков 12 осуществляется дозерным насосом 11 по трубопроводу 10.

Невозвратный клапан 26 и невозвратно запорные клапаны 19 и 28, которые в нормальном режиме открыты (они закрываются только в момент взятия проб), предотвращают затекание воды в испаритель в вакуумном режиме при внезапной остановке эжекторного пасоса 23.

Параметры режима определяются и обеспечиваются следующим образом:

количество подводимого к испарителю (через греющую батарею) тепла - количеством включенных электронагревателей и схемой их В;ключения (параллельно, последовательно), определяющих электрическую мощность включенных электронагревателей;

производительность испарителя 5 - электрической мощностью включенных электронагревателей 8

удельный тепловой поток греющей батареи - электрической мощностью включенных электронагревателей 8 и теплообмеиной поверхностью батареи 5;

концентрация рассола в испарителе - производительностью испарителя 9, количеством подаваемой дозерпым питательным насосом // исследуемой воды и соленостью последней;

вакуум или давление в испарителе устанавливают соответствующим открытием клапанов 15, 24 и 25.

Давление пара в электрокотле в каждом режиме определяется давлением (температурой) вторичного пара, теплообменной поверхностью батареи, электрической мощностью включенных электронагревателей и состоянием теплообменной поверхности, т. е. справедливо известное выражение для теплопередачи, которое в данном случае (пренебрегая потерями па теплоизлучение электрокотла и трубопроводов

пар-конденсат греющего пара) может быть представлено в виде:

,4„- °кр

F(,-K

где

1 - температура насыщенного пара,л вырабатываемого электрокотлом, °С;

1Ф 2+Ат - TCiMnepaTypa кипящего рассола, °С;

tz - температура вторичного пара, °С;

AT - температурная депрессия рассола, определяемая концентрацией рассола, °С;

РЭ - мощность включенных электронагревателей, кет; FQ - теплообменная поверхность

батареи,

К - коэффициент теплопередачи, ккал/л2час-град.

Для конкретного режима Рз, Fa и /кр 2+ постоянны, накипеотложения на теплообменной поверхности ухудшают коэффициент

теплопередачи К (ввиду роста термического сопротивления) и, следовательно, автоматически будет расти температура греющего пара ti (и соответственно давление греющего пара), ибо должно по всех случаях соблюдаться равенство:

(t -t )./r--Mj кр; A - ;;

Г(,

Поскольку накипеотложения по тракту греющего пара практически исключены (так как в контуре применяют воду высокой чистоты, за время режима контур водой практически не пополняется и изготовлен контур из коррозийиостойких материалов), рост термического сопротивления определяется накипеотложениями только со стороны рассола. Следовательно, интенсивность снижения / во время режима полиостью характеризует эффективность применяемых противонакнпных средств.

Для получения достоверных опытов необходимо получать с необходимой точностью перичные замеры величин, характеризующих данный режим во времени. Для этого предусмотрена следующая система измерений и контроля:

для электроэнергии, потребляемой электроагревателями электрокотла - амперметр, вольтметр, ваттметр (регистрируюЩИЙ) и сумирующнй счетчик;

для параметров первичного (греющего) и вторичного пара - мановакуумметры и термомегры (регистрирующие и местные);

для температур питательной воды и конденсата греющего пара - термометры (местные).

Концентрацию рассола определяют расчетом по производительности испарителя, количеству подаваемой питательной воды (по дозерному насосу и изменению уровня в расходном баке) и периодически можно орюверять измерением солености пробы рассола.

Работу эжекторного насоса 23 контролируют манометром на нагнетании и термометром.

Помимо предохранительных клапанов на магистралях первичного и вторичного пара и максимальной и тепловой защиты у потребителей электроэнергии предусмотрена защита установки, допускающая ее работу в установленном режиме без присутствия обслуживающего персонала.

Защита предусматривает отключение подачи электрического тока на установку в следующих случаях:

при падении давления нагнетания эжекторного насоса ниже допустимого - с помощью реле давления, установленного на нагнетании насоса 23;

при повышении давления пара в котле сверх максимально установленного для данного режима - с помощью реле давления, установленного в трубопроводе 2;

при снижении рабочего уровня воды в электрокотле до минимально допустимого - с помощью реле уровня, установленного в котле /;

при повышении давления вторичного пара сверх максимально установленного для данного режима - с помощью реле давления, установленного в испарителе 9;

при падении нанряжения в электрической сети ниже допустимого - с помощью реле напряжения электрического тока.

Предмет изобретения

Установка для исследования накинеобразования в испарителях морской воды, содержащая паровой котел с электронагревателями, последовательно соединенными с кипящим испарителем, с греющими батареями и со струйным конденсатором-эжектором, а также расходные баки с мешалками, дозерно-питательный и эжекторный насосы, конденсатор нробы вторичного пара и пробоотборники дистиллата и рассола, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности нроведения эксперимента и экономичности, паровое пространство парового

котла первичного пара соединено с внутренним пространством сменных батарей, смонтированных в кипящем испарителе, омываемых рассолом исследуемой воды, при этом трубопроводы вторичного пара и рассола кипящего испарителя соединены соответственно с конденсатором пробы пара и пробоотборником рассола.