Испаритель мгновенного вскипания

Полезная модель относится к устройствам для получения пресной и обессоленной воды и может быть применена в теплоэнергетической промышленности.
В качестве прототипа выбран испаритель мгновенного вскипания, состоящий из ступеней, каждая из которых разделена стенкой на камеру расширения и камеру конденсации, при этом в вышеупомянутой стенке установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации, при этом внутренние пространства камер расширения разных ступеней соединены между собой входами и выходами солесодержащей жидкости, в камерах конденсации установлены перегородки, при этом через камеры конденсации и их перегородки проходят теплообменные трубки, а сепаратор неразъемно присоединен к стенке [RU2303475, дата публикации: 27.07.2007 г. МПК: B01D 3/06, С02F 1/04, B01D 1/16].
Недостатком прототипа является низкая ремонтопригодность и долговечность ступени испарителя мгновенного вскипания, из-за несъемной конструкции сепаратора. Это существенным образом затрудняет его ремонт и обслуживание, и не позволяет выполнять их с требуемой периодичностью, вследствие чего возможно скопление на элементах сепаратора нерастворимого осадка, состоящего из примесей обессоливаемой воды, уменьшение размеров отверстий для прохода пара через сепаратор и, как следствие, снижение объема пара, попадающего в камеру конденсации, или полное прекращение его поступления, ввиду закупорки сепаратора, что может привести к выходу ступени испарителя мгновенного вскипания из строя, что существенным образом снижает надежность испарителя мгновенного вскипания.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности испарителя мгновенного вскипания.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени испарителя мгновенного вскипания.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Испаритель мгновенного вскипания состоит из ступеней, корпус каждой из которых разделен стенкой на камеру расширения и камеру конденсации, при этом в вышеупомянутой стенке установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации, при этом внутренние пространства камер расширения разных ступеней соединены между собой входами и выходами солесодержащей жидкости, в камерах конденсации установлены перегородки, при этом через камеры конденсации и их перегородки проходят теплообменные трубки. В отличие от прототипа сепаратор выполнен съемным, корпус ступени содержит средства для разъемного соединения сепаратора и стенки и извлечения сепаратора из ступени, а напротив сепаратора корпус имеет люк для извлечения сепаратора.
Ступень обеспечивает процесс конденсации пара, полученного из перегретой солесодержащей жидкости. Корпус каждой ступени разделен стенкой на камеру расширения и камеру конденсации.
Камера расширения обеспечивает возможность разделения перегретой солесодержащей жидкости на пар и солесодержащую жидкость. Камера расширения имеет вход и выход солесодержащей жидкости, которые в испарителе обеспечивают возможность соединения внутреннего пространства камеры расширения с внутренними пространствами камер расширения смежных ступеней или с магистралями подвода/отвода сред из испарителя. Вход и выход солесодержащей жидкости могут быть представлены отверстиями, патрубками или переточными устройствами. Они могут быть расположены в противоположных частях камеры расширения. При этом для постоянного обновления объема солесодержащей жидкости внутри камеры расширения выход солесодержащей жидкости может быть расположен на дне камеры расширения, а дно камеры расширения при этом может иметь наклон или может быть выполнено воронкообразным в направлении выхода солесодержащей жидкости. Это позволяет повысить эффективность выведения солесодержащей жидкости из камеры расширения и снижает риск ее накопления в камере расширения, что повышает долговечность ступени. В стенке, разделяющей корпус на камеру расширения и камеру конденсации, установлен сепаратор, соединяющий внутреннее пространство камеры расширения и камеры конденсации. Для этого стенка имеет отверстие для прохода пара.
Сепаратор обеспечивает возможность отделения капельной влаги от пара за счет осаждения капель на внутренних поверхностях сепаратора. Сепаратор имеет вход и выход пара. Сепаратор закреплен на стенке таким образом, что выход ориентирован в направлении отверстия для входа пара в камеру конденсации. Сепаратор выполнен съемным, что позволяет осуществлять его чистку, обслуживание и ремонт с требуемой периодичностью без необходимости отсоединения его от стенки посредством выпиливания, расклепки и других видов повреждения каких-либо частей испарителя мгновенного вскипания, что существенным образом повышает ремонтопригодность и долговечность ступени испарителя мгновенного вскипания. Для этого сепаратор и стенка могут содержать средства для разъемного соединения сепаратора и стенки и извлечения его из ступени. Средства для разъемного соединения сепаратора и стенки и извлечения его из ступени могут быть выполнены в виде выступов на сепараторе и направляющих на стенке или наоборот.
Средства для разъемного соединения сепаратора и стенки могут быть представлены отверстием или группой отверстий на сепараторе и/или стенке и резьбовыми элементами для разъемного соединения в виде болтов, гаек шпилек и пр. Также средства для разъемного соединения сепаратора и стенки могут быть представлены зажимами, расположенными на сепараторе и/или на стенке.
Также не исключен вариант исполнения, в котором средства для разъемного соединения сепаратора и стенки могут быть представлены кронштейнами, закрепленными на сепараторе и/или на стенке.
Средства для разъемного соединения сепаратора и стенки преимущественно расположены с той стороны или в той части сепаратора, где находится выход из него пара. Также они могут быть расположены на той стороне сепаратора, которая соприкасается со стенкой. Либо они могут быть расположены на той его стороне, которая является смежной вышеупомянутой стороне, соприкасающейся со стенкой.
Корпус ступени напротив сепаратора имеет люк для извлечения сепаратора. Люк может быть расположен на любой стороне корпуса в области камеры расширения. Люк может иметь любую форму и размеры, обеспечивающие беспрепятственное извлечение сепаратора. Он может быть выполнено прямоугольным, полукруглым, треугольным или иметь форму многоугольника. Также не исключена возможность выполнения люка в виде съемной стороны корпуса ступени. Дополнительно люк может быть прикрыт крышкой. Крышка может быть закреплена при помощи любого вида разъемного соединения, обеспечивающего герметичность корпуса ступени.
Камера конденсации обеспечивает возможность фазового перехода пара, полученного из камеры расширения, в дистиллят. Для этого камера конденсации содержит теплообменные трубки и перегородки. Теплообменные трубки обеспечивают возможность теплообмена между теплоносителем трубного пространства и паром в камере конденсации, что создает условия для конденсации пара на наружных поверхностях труб. Теплообменные трубки могут быть выполнены металлическими.
Перегородки обеспечивают возможность фиксации пространственного положения теплообменных трубок в камерах конденсации и определяют скорость движения потока пара, влияющую на теплообмен. Перегородки преимущественно установлены поперечно пучку теплообменных трубок и обеспечивают их неподвижное закрепление относительно корпуса ступени. Также по краям теплообменные трубки зафиксированы трубными досками.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что сепаратор выполнен съемным, а корпус ступени напротив сепаратора имеет люк для извлечения сепаратора, что позволяет отсоединить сепаратор от стенки камеры расширения, а затем беспрепятственно извлечь его из камеры расширения без нарушения целостности корпуса ступени, что обеспечивает возможность проведения своевременного ремонта сепаратора и очистки его от отложений, образующихся в процессе эксплуатации испарителя, и тем самым позволяет снизить риск выхода из строя ступени испарителя мгновенного вскипания и устройства в целом ввиду закупорки сепаратора.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени испарителя мгновенного вскипания, тем самым повышается надежность испарителя мгновенного вскипания.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Испаритель мгновенного вскипания, для наглядности стенка камеры конденсации удалена, изометрия.
Фиг. 2 - Ступень испарителя мгновенного вскипания, средства для разъемного соединения сепаратора и стенки представлены выступами на сепараторе, и поперечными направляющими на стенке, а для извлечения сепаратора в верхней части ступени, напротив сепаратора выполнен люк, закрытый крышкой.
Фиг. 3 - Ступень испарителя мгновенного вскипания, средства для разъемного соединения сепаратора и стенки представлены выступами на сепараторе и продольными направляющими на стенке.
Фиг. 4 - Ступень испарителя мгновенного вскипания по фиг. 3, для извлечения сепаратора в боковой стороне корпуса ступени напротив сепаратора выполнен люк, закрытый крышкой, вид сбоку.
Фиг. 5 - Ступень испарителя мгновенного вскипания по фиг. 3, для извлечения сепаратора боковая сторона корпуса ступени выполнена в виде съемной панели, вид сбоку.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Испаритель мгновенного вскипания состоит из водораспределительной камеры 1, поворотных водяных камер 2 и последовательно соединенных ступеней, каждая из которых разделена стенкой 3 на камеру 4 расширения и камеру 5 конденсации. В стенке 3 установлен съемный сепаратор 6, соединяющий внутреннее пространство камеры 4 расширения и камеры 5 конденсации.
Для обеспечения съемной конструкции сепаратор 6 с противоположных сторон содержит выступы 7, а стенка 3 содержит закрепленные на ней направляющие 8. Для извлечения сепаратора корпус ступени в области камеры 4 имеет люк, расположенный напротив сепаратора и прикрытый крышкой 9.
Внутреннее пространство камер 4 расширения разных ступеней соединено между собой переточными устройствами 10 со входами и выходами, при этом переточное устройство 10 первой ступени соединяет внутренние пространства камеры 4 расширения и водораспределительной камеры 1. В каждой камере 5 конденсации установлены перегородки 11. Через перегородки 11 проходят теплообменные трубки 12, внутреннее пространство которых соединено с внутренним пространством поворотных водяных камер 2.
Полезная модель работает следующим образом.
Перегретая вода через водораспределительную камеру 1 и переточные устройства 10 поступает в камеру 4 расширения, где происходит ее вскипание, при котором часть воды преобразуется в пар, а часть - разбрызгивается паром. Далее поток пара поступает к сепаратору 6, где часть капель осаждается и выводится на дно камеры 4 расширения и движется к следующей ступени. Пар, очищенный в сепараторе 6 от капель воды, поступает в камеру 5 конденсации, где в процессе прохождения межтрубного пространства, конденсируется на теплообменных трубках 12, в которые через поворотные водяные камеры 2 подается теплоноситель трубного пространства. После этого дистиллят стекает на дно камеры 5 конденсации и через патрубок (не показан на фигурах) потребителю или поступает на следующую ступень испарителя мгновенного вскипания.
После завершения цикла работы испарителя, перегретая вода и технологические жидкости удаляются из ступеней испарителя мгновенного вскипания, после чего осуществляется демонтаж крышки 9 и через люк производится извлечение сепаратора 6 из камеры 4 расширения для его чистки или замены.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении ремонтопригодности и долговечности ступени сепаратора испарителя мгновенного вскипания, тем самым повышается надежность испарителя мгновенного вскипания.