Способ управления выпарной установкой Советский патент 1982 года по МПК B01D1/00 G05D27/00 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПАРНОр УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к регули рованию и.управлению химико-технологическими процессами, в частности вьтаривэнием, и может быть испольг зовано в атомной энергетике.

Известен способ автоматического регулирования процесса выпаривания, включающий регулирование уровня раствора в аппарате путем изменения расхода исходного раствора 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления выпарной установкой путем регулирования подачи исходного раствора в зависимости от уровня раствора в выпарном асппарате с коррекцией по расходу флегмы, регулирования теплоносителя в греюЕцей камере аппарата с коррекцией по концентрации конденсата вторичного пара 2.

Цель изобретения - повыиекне качества дистиллята.

Для достижения поставленной цели согласно способу управления выпарной установкой, уровень раствора регулируют в зависимости от отнокиения концентргищи солей во вторНчном паре я упариваемом растворе..

На чертеже представлена схема peaлизации способа.

В выпарном аппарате упариваемый раствор кипит в трубках греющей кгu4e1ры. Благодаря этсму часть трубок по высоте занята жидкостью, а часть пароводяной смесью (зона кипения), прич.ем в верхней части трубок возможно возникновение снарядного и даже пленочного течения двухфазной смеси Образование капель раствора при кипении его в трубкаис мсикет происходить как при разрьюе пленки жидкости пузырьком ifapa на границе пар раствор/ так и путем срыва капель с гребней волн, образующихся при спут ном движении пленки раствора по стенке трубокИ пара в ядре потока.

20 Поскольку трубка имеет относительно небольшой диаметр, а скорость двнження капель в момент их образования достаточно велика, то капли сепарируются на стенках трубки в пленке smmi25хости. Чем большая часть трубки занята пароводяной смесью, генерируюЕчей кашш, тем лучше сепарация пара н меньше унос. Однако зону кипення нельзя увеличивать безгранично

30 {вплоть до всей длины трубок), rair как при ее увеличении уменьшается скорость циркуляции раствора и, соответственно, возрастает перегрев жидкости в -трубках. Эта перегретая жидкость, попадая в сепаратор, мгно венно вскипает. Причем чем больше перегрев, тем больше при адиабатном вскипании образуется капель раствор и тем больше унос. Длина трубок, занятых проведеной смесью, зависит от уровня упариваемого раствора в кубовой части сепаратора, так как греющая камера и сепаратор аппарата представляют собой сообщающиеся сосуды. При изменении состава исходного раствора возможно вспениваниераствора, при этом резко возрастает кон центрация солей во вторичном паре у и, следовательно,унос « . Минимум зависимости о fth) i смещается влево, в сторону меньших значений уровня h. Чтобы предотвратить.вспенивание, система регулирования уменьшает уровень раствора. При этом увеличивается зона пленочного движения пароводяной (парорастворной) смеси, а выпаривание тонких слоев жидкости, как известно, способствует минимуму пенообразования или полностью исключает его .Таким образом, для повышения качества дистиллята, за счет стабилиза ции паросепарации при регулировании необходимо поддерживать уровень упа риваемого раствора таким, что бы до стигалась минимальная величина что соответствует минимуму функции (h) .. Управление выпарной установкой осуществляется следующим образом. На регулятор-оптимизатор 1 посту пают сигналы с уровнемера 2 и вычис лительного устройства 3, определяющ го отношение концентрации солей во вторичном паре у, (получаемой в вычислительном устройстве 4) и концен трации их в упариваемом растворе Х (измеряемой кондуктометром 5). Непосредственный замер величины у за труднен. Поэтому значение Уц получа ют на выходе вычислительного устрой ства 4, использующего формулу, которая получена из уравнения материального баланса Ф , (IH-W У - V 4 v у К W -W Т где ф - расход флегмы (дистиллята вторичного пара); W - расход вторичного пара; .- концентрация солей в дистилляте вторичного пара; /.f- концентрация солей в жидкости на очистной тарелке Величины Фи W , °яят в в числительное устройство 4 от соот,ветствующих датчиков 6-9. Регулятор-оптимизатор 1 по сигналу вычислительного устройства 3 (в зависимости от отношения концентраций солей во вторичном паре и упариваемом растворе) управляет исполнительным механизмом 10 регулирующего клапана 11, изменяя расход исходного раствора, подаваемого в выпарной аппарат 12. Путем изменения расхода исходного раствора осуществляется регулирование уровня его в кубовой части сепаратора 13 выпарного аппарата 12, а следовательно, и в трубках греющей камеры 14. Конденсатор 15 предназначен для получения дистиллята при конденсации вторичного пара. Изменяя положение регулирующего клапана 11, регулятор-оптимизатор 1 устанавливает такой уровень жидкости в трубках греющей камеры 14, который соответствует наименьшему унрсу. В случае изменения уноса, например, из-за вспениваний раствора в кубовой части сепаратора 13, изменяется отношение концентраций солей во вторичном паре и упариваемом растворе. Регулятор-оптимизатор 1 по сигналу вычислительного устройства 3 изменяет расход исходного раствора и устанавливает новый его уровень, который также соответствует наименьшему уносу. В небольших окрестностях, соответствующих наименьшему уносу, паросепарация стабильна. Таким образом, управление выпарной установкой регулированием уровня раствора в выпарном аппарате в зависимости от отношения концентраций солей во вторичном паре-и упари.ваемом растворе обеспечивает уровень раствора, соответствующий стабильной паросепарации (очистке вторичного пара от капель упариваемого раствора). Стабилизация паросепарации позволяет уменьшить унос капель раствора, т.е. повысить качество дистиллята, что устранит необходимость его повторной переработки, тем самым приведет к сокращению расхода греющего пара, к сокращению технологических операций и уменьшению износа оборудования.. Использование предлагаемого способа позволит унос капель упариваемого солевого раствора уменьшить на 50%, что обеспечит повышение качества дистиллята и даст возможность исключить его повторную переработку. Экономическийi эффект от внедрения изобретения на действующих АЭС составит 21600 руб/год. Формула изобретения Способ управления выпарной устанрвкой путем регулирования подачи

исходного раствора в зависимости от уровня раствора в выпарном аппарате, отличающийся тем, что, с целью повышения качества дистилля;Та за счет увеличения точности регулирования, уровень раствора регулируют в зависимости от отношения . концентрации солей во вторичном паре и упариваемом растворе.

Источники информации, принятые во внимание при -экспертизе

.

5