Испаритель криогенной жидкости Советский патент 1982 года по МПК F17C9/02 

1

Изобретение относится к криоген-, ,ной технике, в частности к технике газификации криогенной жидкости, и . может быть применено в газификациониых установках.

Известен испаритель криогенной жидкости, включающий корпус с жид- : КИМ теплоносителем (водой), в кото-, рый погружены трубчатые электронагреватели (ТЭНЫ) и змеевик с испаряемой криогенной жидкостью Г.

К недостаткам этого испарителя относится то, что при его работе; вода подогревается до температур, значительно превышающих температуру окружающей среды (70-90 0, при этой велики потери тепла в окружающую среду (при помощи электронагревателей до 50-90 кВт они достигают 5-3 кВт.) Кроме того, после прекращения работы испарителя в нем .остаются значительные массы (200 кг) горячей воды, тепло которой также не используется.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является испаритель криогенной жидкости, включающий корпус, расположенные в нем концентри чно перегородки, змеевик с криогенным продуктом, вьтолненный из двух частей, одна из которых расположена между корпусом и перегородкой, и электронагреватели, расположенные в центральной части корпуса 2J .

Недостатком известного испарителя является то, что электронагреватели внутренней секции полностью залиты алюминием и образуют в совокупности с внутренним змеевиком монолитный блок для догрева криогенного потока, причем алюминий-не является здесь теплообменной насадкой. Кроме того, корпус прокачивается атмосферным воздухом и при этом часть тепла электронагревателей теряется в атмосферу. Наличие в наружной секции испарителя поверхностных теплообменников, ол«лваемых потоком атмосферного воз20духа, также увеличивает потери энергии.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на испарение криогенной жидкости .

Указанная цель достигается тем, что в испарителе криогенной жидкости, включающем корпус, расположенные в нем концентрично перегородки, змеевик с криогенным продуктом выполненный из двух частей, одна из

которых расположена между корпусом и перегородкой, а,другая, - между перегородками, и электронагреватели, расположенные в центральной части корпуса, пространство между корпусом и : наружной перегородкой заполнено водой образующей ледяной экран.

Кроме того, испаритель снабжен высокотеплопроводной насадкой, расположенной между корпусом и наружной перегородкой.Ю

В качестве высокотеплопроводной насадки может использоваться стружка цветных металлов.

Образуюв№1йся ледяной экран устраняет потери тепла от электронагре- )5 вателей в атмосферу, т.е. потерянное центральной частью тепло подаетсй в боле холодную экранирующую часть, а теплопроводная насадка увеличивает теплоемкость и теплопроводность води 0 (жидкого теплоносителя), что способстн вует ускорению образования ледяного экрана. Таким образом,- устранение потерь тепла приводит кснижению энергозатрат на испарение.25

На чертеже изображен испаритель, вертиксшьный разрез.

Испаритель криогенной жидкости включает корпус 1, заполненный водой 2 (жидким теплоносителем), рас- . положенные в нем концентрично перегородки; внутреннюю 3 и наружную 4, змеевик с криогенным продуктом, выполненный в виде двух частей 5 и 6, одна из которых (часть 6) расяоло- жена между корпусом 1 и перегородкой 35 4, и электронагреватели 7, установленные в Центральной части корпуса 1 и охваченные частью 5 змеевика. Вода 2, заполняющая пространство 8 между корпусом 1 и наружной перего-i 40 родкой 4, образует ледяной экран, причем это пространство заполнено высокотеплопроводной насадкой 9, представляющей собой стружку цветных металлов.45

Испаритель работает следуюгцим образом.

В змеевик испарителя, а именно в aiO часть 6, подают криогенную жидкость, которая пройдя по ней, посту- 0 пает в часть 5 змеевика. В части 10 испарителя между перегородками 3 и 4 происходит нагрев воды 2 нагревателями 7, ее циркуляция и передача тепла от нее к криогенному продукту, находящемуся в основной части 5 змеевика. В пространстве 8 испарителя в результате теплообмена с проходящей по змеевику криогенной жидкостью происходит охлаждение .и замораживание воды 2 с образованием ледяного экрана, при этом корпус 1 испарителя охлаждается ниже температури окружающей среды, что вызывает приток дополнительного тепла из атмосферы к части б змеевика. Выделишееся тепло фазового перехода такжё идет на нагрев и испарение криогенного продукта.

Снижение расхода электроэнергии, затрачиваемой на газификацию криогенной жидкости, при использовании предлагаемого испарителя по сравнению с известным составляет 10-15%.

Суммарный годовой экономический эффект при внедрении предлагаемого изобретения на заводе, выпускающем около 500 подобных испарителей в год, составит приблизительно 120 тыс.руб.

Формула изобретения

1.Испаритель криогенной жидкости, включающий корпус, расположенные в нем концентрично перегородки, змеевик с криогенньи продуктом, выполненный из двух частей, одна из которых расположена между корпусом и перегородкой, и другая - между перегородками, и электронагреватели, расположенные в центральной части корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат

на испарение, пространство между корпусом и наружной перегородкой заполнено водой, образующей ледяной экран.

2.Испаритель п.1, отличающий с я тем, что он снабжен высокотеплопроводной насадкой, расположенной между корпусом и наружной пергородкой .

3.Испаритель по п.2, отличающийся тем, что в качестве высокотеплопроводной насадки использу,ют стружку цветных металлов .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Глизманенко Д.Л. Получение кислорода. М., Химия; 1972,

с. 558-562.

2.Патент США 3435623, кл. 62-52, 1962 (прототип).

фГ

I

(t:

СП

t

dr:

Ч±:

3i)

id) n|)

I

-4

ы

I

-4 3)