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, содержащий корпус с патрубками входа воды и пара, выхода выпара и деаэрированной воды, струйную и барботажную тарелки, расположенные одна под другой, причем снабжен конфузором, размещенным в нижней части корпуса; трубопроводом отвода выпара, установленным по оси корпуса и соединенным с патрубком выхода выпара в нижней части корпуса; насадкой, выполненной из концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении кольцами-проставками, имеющими отверстия, и листом, жестко закрепляющим насадку к корпусу, при этом отверстия верхних колец-проставок снабжены перепускными трубами, соединенными с листом и образующими между ними распределительную камеру; причем патрубок входа воды расположен на боковой поверхности корпуса, а входа пара - в нижней части корпуса под струйной тарелкой, а также снабжен нагревательной камерой с однозаходным завихрителем, размещенной коаксиально трубопроводу отвода выпара и насадке, причем полость нагревательной камеры сообщена с патрубком входа воды с одной стороны и полостью распределительной камеры с другой.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен продольный разрез деаэратора.
Деаэратор содержит корпус 0 с патрубками: входа 1 питательной воды, входа 2 пара, выхода 3 деаэрированной воды и выхода 4 выпара, упорядоченную насадку 5 в виде концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении кольцами-проставками 6, причем отверстия верхних колец-проставок 6 соединены перепускными трубами 7 с листом 8 с образованием распределительной камеры между ними, конфузор 9, внутри которого установлены барботажная 10 и струйная 11 тарелки, а осесимметрично упорядоченной насадке 5 деаэратора, по тракту питательной воды, установлена нагревательная камера 12, внутри которой закреплен однозаходный завихритель в виде шнека (не показан), трубопровод выхода 13 выпара, причем нагревательная камера 12 расположена с зазором относительно упорядоченной насадки 5 и трубопровода выхода 13 выпара с жестким креплением в верхней части с листом 8.
Деаэратор работает следующим образом.
Питательная вода подается через патрубок входа 1 и поступает в нагревательную камеру 12, обогреваемую паром снаружи и изнутри по зазору между нагревательной камерой 12 и трубопроводом выхода 13 выпара. Внутри нагревательной камеры 12 закреплен однозаходный завихритель в виде шнека (не показан), который способствует закрутке питательной воды и динамичному его нагреву с исключением больших температурных перепадов и, поднявшись вверх по нагревательной камере 12, равномерно раздается в распределительной камере по упорядоченной насадке 5, причем в распределительной камере вода догревается до температуры насыщения. В местах закрепления насадки 5 кольцами-проставками 6 у сеток удалены утки, за счет чего вода равномерно распределяется по кольцевым зазорам между кольцами-проставками 6, стекая по основам сеток и, как следствие, равномерно разбрызгивается по пространственному объему упорядоченной насадки 5. Из межсеточного пространственного объема вода частично между кольцами-проставками 6 и по отверстиям нижних колец-проставок 6 поступает на барботажную 10, а затем струйную тарелки, после которых поступает в патрубок выхода 3 деаэрированной воды в бак-аккумулятор (не показан). Пар подается через патрубок входа 2 и нижнюю часть конфузора 9, где на пути своем контактирует с пучком струй, стекающих со струйной тарелки 11, проходит через барботажную тарелку 10, далее, через отверстия нижних колец-проставок 6 попадает в межсеточный пространственный объем упорядоченной насадки 5, а выпар по перепускным трубам 7 собирается в верхнем отсеке деаэратора, откуда по трубопроводу выхода 13 выпара поступает и выводится через патрубок выхода 4 выпара.
Применение конструкции деаэратора предлагаемого вида позволит обеспечить глубокое удаление из питательной воды кислорода, свободной и «связанной» двуокиси углерода 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.