Ступень испарителя мгновенного вскипания

Ступень испарителя мгповенного вскипания
Полезная модель относиться к области теплоэнергетики и может быть использована, например, для получения обессоленной или питьевой воды.
Наиболее известны в теплоэнергетике испарители поверхностного типа (Стерман Л.С., Покровский В.Н. Химические и термические методы обработки воды на ТЭС., М.; Энергия, 1981 г.) в которых получают обессоленную воду из природной посредством ее испарения.
Однако эти испарители, как показывают исследования, нуждаются в высокопотенциальном паре и требуют глубокого умягчения воды на ионообменных фильтрах, что делает их малоэффективными.
Паиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является испарительная камера мгновенного вскипания по а. с. № 1755857, содержащая корпус, разделительную стенку, разделяющую ступень испарителя на камеры конденсации и расширения, горизонтальную перегородку, соединенную с разделительной стенкой, устройство для ввода перегретой жидкости, нижний срез которой расположен под перегородкой. В такой ступени происходит расширение перегретой испаряемой воды сразу за выходным срезом устройства из-за пониженного давления.
Образующийся в результате расширения пар, осуществляет дробление испаряемой воды с образованием большого количества мелких капель, часть которых при повороте сепарируется.
Однако, эта конструкция, принятая за прототип имеет недостатки. Из-за генерации пара в нижней части камеры последний должен двигаться в верхнюю часть. При движении пара в восходящем потоке происходит наибольший захват мелких капель, которые достаточно быстро теряют
составляющую скорости, ориентированную на днище камеры, которую они имели сразу после дробления на выходе из патрубка и приобретают скорость близкую к скорости пара и транспортируется им. При скоростях, имеющих место в камере расширения (8 м/с), захватываются капельки диаметром до 2 мм и меньше. Далее эти капельки транспортируются паром на жалюзийные сепараторы, где крупные капельки осаждаются, а мелкие свободно проходят через каналы сепаратора и осаждаются на трубках конденсатора. Известно, что капельки унесенной влаги содержат растворенные соли, которые затем смешиваются с конденсатом пара, который образуется при конденсации пара на холодных трубках конденсатора и повышают солесодержание конденсата, что недопустимо, т.к. требование к конденсату (дистилляту) этого пара в теплоэнергетике очень высокое. Так содержание, например, солей иона Na не должно превышать 20 мкг/кг, аналогичные требования и к другим солям, а это означает, что в 1 кг пара не должно быть больше 2-3 капелек диаметром 1 мм после сепаратора при солесодержании выпариваемой воды 10 г/л. Поэтому получить высокое качество дистиллята в данной конструкции не представляется возможным.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи, связанной с повышением эффективности работы ступени испарителя мгновенного вскипания в части паросепарации, получении дистиллята высокого качества. Эти задачи решаются в известной ступени испарителя мгновенного вскипания, содержащей корпус, разделительную стенку, разделяющую ступень на камеру расширения и камеру конденсации, вертикальный жалюзийный сепаратор, патрубки для подвода и отвода перегретой воды, патрубки для отвода дистиллята согласно полезной модели камера расширения ступени снабжена вертикальной перегородкой, расположенной вдоль разделительной стенки, образующей две полости, сообщающихся между собой по пару в нижней части камеры расширения, причем полость, образованная вертикальной перегородкой и корпусом ступени в верхней части снабжена каналом для подвода перегретой воды и, по крайней мере,
HJO fOliicJO
одной вертикальной перегородкой, установленной с зазором к потолку камеры и ее днищу, а полость образованная вертикальной перегородкой и разделительной стенкой в верхней части сообщена с камерой конденсации через каналы жалюзийного сепаратора и снабжена отбойной перегородкой, установленной горизонтально с зазором к разделительной стенке и образующей свертикальной перегородкой канал для прохода пара.
Причем вертикальные перегородки в нижней части снабжены влагоотводящими устройствами, например, желобками для сбора и отвода стекающей с пластин влаги.
Требуемый технический результат достигается за счет организации спутного движения генерируемого пара и образовавшихся капелек влаги в камере, образованной вертикальной перегородкой и корпусом. В результате этого движения скорость капелек в спутном движении увеличивается и при резком повороте пара в придонной области камеры расширения они продолжают двигаться по инерции и осаждаются на влажную поверхность днища камеры, где очень хорошо удерживаются силами поверхностного натяжения. Некоторая часть образовавшихся капель влаги сразу попадают на стенки вертикальных пластин, где укрупняются и в виде пленки жидкости стекают вниз, где собираются в специальных желобках и отводятся на днище камеры расширения, например, через сливные трубы, где исключается воздействие пара, а, следовательно, и вторичный износ влаги в паровой поток. С целью повышения эффективности сепарации капель в полости, где осуществляются генерация пара могут быть установлены несколько вертикальных пластин,
При выходе пара из первой полости он круто изменяет свое направление и движется по направлению к сепаратору. В этом случае происходит дополнительная сепарация капель, которые отбрасываются в зону, расположенную под перегородкой, которой снабжена вторая полость. К сепаратору пар, как показывают исследования поступает с влажностью не
превышающей ОД - 0.01 %. Визуальные наблюдения показывают на видимое отсутствие каких-либо капель.
Новизна заявляемой полезной модели подтверждается наличием отличительных признаков по сравнению с прототипом.
Перечень фигур чертежей:
фиг. 1. - разрез ступени испарителя мгновенного вскипания
Ступень испарителя мгновенного вскипания состоит из корпуса 9, разделительной перегородки 1, камеры расширения 2, камеры конденсации 3, жалюзийного сепаратора 4, патрубка для подвода перегретой воды 5, патрубка для отвода воды 6, патрубка для отвода дистиллята 7, вертикальной перегородки 8, каналов 10 для ввода перегретой жидкости в полость, образованную 8 и 9, перегородки 11, установленной с зазором к 1 и образуюш;ей с 8 канал для прохода пара, желобков (коллекторов) 12, где собирается отсепарированная на пластинах капельная влага и далее отводится на дниш;е камеры 2, трубок 13, охлаждаемых холодным потоком воды, вертикальной перегородки 14, установленной в полости, образованной 8 и 9.
Ступень испарителя мгновенного вскипания работает следующим образом. Исходная перегретая вода через патрубок 5 и каналы 10 поступает в полость образованную 8 и 9, где расширяется из-за пониженого давления в полости. При расширении перегретой воды образуется пар, который проходя через кипящие струйки (парообразование идет в объеме всей струйки перегретой воды) дробит ее на большое количество капелек разного диаметра, часть, особенно, крупных капель осаждается на вертикальных пластинах 8,14 и на корпусе 9, и далее объединившись стекают в виде пленки жидкости и собираются в желобках 12, откуда эвакуируются на днище камеры 2 без вступления в контакт с образовавшемся паром, что исключает вторичное увлажнение пара. Мелкие капли увлекаются потоком пара (скорость до 10 м/с) в направлении днища камеры расширения 2, а далее при
резком изменении нанравления движения нара в придонной области камеры капельки по инерции продолжая прямолинейное движение осаждаются на поверхности воды, находящейся на днище камеры, где за счет сил поверхностного натяжения надежно удерживаются на поверхности. Пар после резкого поворота проходит по каналу, образованному перегородками 11 и 8, при этом пар делает еще один поворот при котором крупные капли, попавшие случайным образом, например, при срыве с образующей желобков отбрасываются в зону под пластинами 11, где сепарируются на стенку 1 и стекают на днище камеры. Пар освобожденный от капелек влаги далее поступает на 4, где окончательно сепарируется от оставшейся капельной влаги, количество которой ничтожно и далее конденсируется на трубках 13. Конденсат стекает на днище 3 и отводится через 7 потребителю.
Использование предлагаемой полезной модели ступени испарителя мгновенного вскипания по сравнению с прототипом позволяет обеспечить высокое качество дистиллята из-за снижения количества мелких капель перед жалюзийным сепаратором.
Автор/ / Петин B.C.