ДЕАЭРАТОР
DEAERATOR

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве деаэрационного устройства при нагреве подпиточной воды и удаления из нее коррозионно-агрессивных газов в системе водоподготовки ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.
Известен барботажный деаэратор, содержащий бак и деаэрационную колонку с барботажным устройством и пароперепускной трубой, заглубленной в поддон, причем труба снабжена кольцевой сборной камерой с водоотводящим каналом, нижняя кромка которого размещена под уровнем воды в баке, а сборная камера с водоотводящим каналом подключена к трубе, на определяемом математическим выражением расстоянии от нижней ее кромки / Курнык Л.Н. и др. Барботажный деаэратор. SU. А.с. №1198010. С02F 1/20. Приоритет - 12.08.83. Опубл. бюллетень изобретений №46. 15.12.1985 - аналог/.
Недостатком указанного технического решения являются низкие эксплуатационные величины деаэрации при работе последнего на повышенных давлениях, так как с увеличением давления в деаэрационной колонке увеличивается количество кислорода, переходящее в воду из газообразного в растворенное состояние, тем самым создается возможность попадания через водоотводящий канал в бак-аккумулятор деаэрированной воды с большим содержанием кислорода.
Известен термический деаэратор, содержащий размещенные в колонке струйную и барботажную тарелки, а под последней - горизонтальный паровой перфорированный коллектор, сообщенный с пароперепускной вертикальной трубой, встроенной в барботажную тарелку, причем паровой коллектор снабжен сопловым насадком, размещенным выходным торцом с зазором относительно нижней кромки пароперепускной трубы и соосно последней, причем диаметр насадка меньше диаметра трубы /Виханский Г.М. и др. Термический деаэратор. SU. А.с. №1183778. С02F 1/20. Приоритет - 27.01.84. Опубл. бюллетень изобретений №37. 07.10.1985 - прототип/.
Недостатком этого технического решения является малоэффективный процесс деаэрации при работе на повышенных давлениях, связанный с тем, что достаточно полное удаление из воды углекислоты и кислорода путем обработки струй деаэрируемой воды паром не происходит из-за малоинтенсивного процесса теплообмена. Кроме того, не обеспечивается равномерное распределение жидкости по насадке, что приводит, например при отсутствии /наличии/ парового пространства над насадкой, к понижению эффекта деаэрации.
Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение эксплуатационной надежности эффективной работы деаэратора при повышенных давлениях.
Указанный технический результат достигается тем, что деаэратор, преимущественно повышенного давления, содержит корпус с патрубками входа питательной воды и пара, выхода выпара и деаэрированной воды, распределительной камерой и насадкой, причем внутри корпуса деаэратора размещена корзина с перфорированным днищем, внутри которой размещен вытеснитель с насадкой в виде спирали, ограниченной с двух сторон перфорированными листами, при этом в объеме корзины расположена распределительная камера, пронизанная перепускными трубами и сообщенная с помощью трубного коллектора с патрубком входа питательной воды.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез деаэратора.
Деаэратор содержит корпус 0 с патрубками: входа 1 питательной воды, входа 2 пара, выхода 3 выпара, выхода 4 деаэрированной воды, корзину 5, внутри которой размещен, осесимметрично деаэратору, вытеснитель 6 с насадкой 7 в форме сетки, своими основами входящими в отверстия по высоте вытеснителя 6 и закрученной на последний, причем вытеснитель 6 с насадкой 7 ограничены с обеих сторон перфорированными на площади насадки 7 листами 8 и 9. Весь этот ограниченный объем установлен между перфорированным днищем 10 корзины 5 и перфорированным листом 11, выполняющим функцию барботажного устройства. Кроме того, в объеме корзины 5 расположена распределительная камера 12, пронизанная перепускными трубами 13 с отверстиями, внутренняя полость которой сообщена с помощью трубопровода 14 в форме улитки с патрубком входа 1 питательной воды. Равномерное распределение пара осуществляется с помощью трубопровода 15 с закрепленным на нем струйным устройством в форме обратной конусной воронки.
Деаэратор работает следующим образом.
Питательная вода подается в патрубок входа 1 и через полость трубопровода 14 поступает в полость распределительной камеры 12, где вода нагревается до температуры, близкой к температуре насыщения, и откуда стекает через отверстия в полость перепускных труб 13, на перфорацию листа 11, выполняющего функцию барботажного устройства, проходит объем сеточной насадки 7, укрепленной на вытеснителе 6, который позволяет увеличить объем контакта пара с водой за счет смещения встречных потоков к периферии корзины 5, эффективность этого конструктивного элемента была подтверждена экспериментом, ограниченной двумя перфорированными листами 9 и 8, где за счет дробления на мелкие капли, барботажа, и контактного теплообмена осуществляется глубокое удаление коррозионно-агрессивных газов, перфорированное днище 10 корзины 5 с выходом через патрубок выхода 4 деаэрированной воды деаэратора. Сухой насыщенный пар подается через патрубок входа 2 и равномерно раздается через расположенную в верхней части трубопровода 15 струйное устройство в форме обратной конусной воронки на перфорацию днища 10 корзины 5, проходит объем сеточной насадки 7, перфорированный лист 11, полость перепускных труб 13 с выходом через патрубок выхода 3 выпара с коррозионно-агрессивными газами. В зазоре между корпусом 0 и корзиной 5 происходит некоторый расход пара с выходом между сварных швов, что способствует обогреву корзины 5 с внешней стороны. Выполнение трубопровода в форме улитки позволяет компенсировать температурные перемещения трубопровода 14 относительно распределительной камеры 12.
Применение конструкции деаэратора предлагаемого вида позволит обеспечить глубокое удаление из подпиточной воды коррозионно-агрессивных газов за счет значительного увеличения контакта воды и пара и ее нагрева, турбулизации воды, и, как следствие, надежное получение питательной воды с допустимым пределом концентрации газов в ней.