УСТАНОВКА ГЛУБОКОГО УПАРИВАНИЯ СОЛЕВЫХ РАСТВОРОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована для упаривания солевых растворов, например радиоактивных, на электростанциях или других отраслях техники.
Известна установка глубокого упаривания солевых растворов, содержащая блок подачи солевого раствора, блок упаривания, блок отделения упариваемого солевого раствора от пара, связанный с последним, линию греющего пара, линию исходного раствора, линию отвода конденсата (см. патент ФРГ №3045628, МКИ В 01 D 1/04, 1981).
В известной установке исходный солевой раствор подводится к блоку подачи солевого раствора, содержащий шестеренный насос, который под высоким давлением направляет солевой раствор в узел упаривания, выполненный в виде корпуса, внутри которого установлена испарительная трубка. К этой трубке с одной стороны под высоким давлением подается исходный солевой раствор, а с другой -отводится упаренный солевой раствор к узлу отделения упаренного солевого раствора от пара. На корпусе выполнены два патрубка, к одному из которых подается греющий пар, а другой - связан с линией отвода конденсата. Солевой раствор, проходя по испарительной трубке, под действием греющего пара упаривается, в результате чего из солевого раствора выделяется пар, который вместе с упаренным солевым раствором поступает в блок отделения, выполненный в виде сепаратора. Лопасти сепаратора отбрасывают упаренный солевой раствор в одну сторону, а пар отбрасывается в верхнюю часть сепаратора, откуда он удаляется через линию отвода в теплообменник, в котором пар конденсируется. Оставшийся в сепараторе упаренный солевой раствор скапливается в нижней части сепаратора, откуда при помощи шнекового насоса этот раствор удаляется из сепаратора.
В результате анализа работы известной установки необходимо отметить то, что, во-первых, она рассчитана на получение такого количества окончательного продукта, которое зависит от пропускной способности испарительной трубки, во-вторых, с помощью известной установки получается упариваемый солевой раствор неопределенной концентрации, в-третьих, в известной установке не предусмотрен блок промывки, который необходим для некоторых видов солевых растворов, например, радиоактивных.
Задачей настоящей полезной модели является разработка такой установки, которая обеспечивала бы необходимую для конкретного случая производительность, получение
определенной концентрации упариваемого солевого раствора и использование такой установки для различных видов солевых растворов, в том числе радиоактивных.
Поставленная цель обеспечивается тем, что в установке глубокого упаривания солевых растворов, содержащей блок подачи солевого раствора, блок упаривания, блок отделения упариваемого солевого раствора от пара, связанный с последним, линию исходного солевого раствора, линию греющего пара, линию отвода конденсата, во-первых, блок упаривания включает в себя определенное количество, например четыре, прямоточных испарителей, которые связаны с блоком регулирования подачей греющего пара и отводом конденсата через канал подвода греющего пара и линию отвода конденсата, а блок подачи солевого раствора соединен с блоком распределения солевого раствора, подключенным к прямоточным испарителям, и с накопителем, к которому подведена линия исходного солевого раствора, причем блок подачи солевого раствора и блок отделения упаренного солевого раствора от пара непосредственно связаны с блоком промывки, который через блок распределения солевого раствора соединен с прямоточными испарителями, во-вторых, блок упаривания включает в себя определенное количество испарителей, которые связаны с блоком регулирования подачей греющего пара и отводом конденсата через канал подвода греющего пара и линяю отвода конденсата, а блок подачи солевого раствора соединен с блоком распределения солевого раствора, подключенным к прямоточным испарителям, и с линии исходного солевого раствора, причем блок подачи солевого раствора и блок отделения упаренного солевого раствора от пара непосредственно связаны о блоком промывки, который через блок распределения солевого раствора соединен с прямоточными испарителями, в -третьих, блок упаривания включает в себя определенное количество испарителей, которые связаны с блоком регулирования подачей греющего пара и отводом конденсата через канал подвода греющего пара и линию отвода конденсата, а блок подачи солевого раствора соединен с блоком распределения солевого раствора, подключенным к испарителям, и с накопителем, к которому подведена линия исходного солевого раствора, в- четвертых, блок упаривания включает в себя определенное количество испарителей, которые связаны с блоком регулирования подачей греющего пара и отводом конденсата через канал подвода греющего пара и линию отвода конденсата, а блок подачи солевого раствора соединен с блоком распределения солевого раствора, подключенным к испарителям, и с линией исходного солевого раствора.
Прямоточные испарители выполнены в виде, например корпусов С-образной формы, внутри которых установлены испарительные трубки с концами, выходящими за пределы торцев корпусов, причем корпусы содержат патрубки, связанные с каналом подвода
греющего пара, и патрубки, связанные с линией отвода конденсата, а одни концы трубок подключены к блоку распределения солевого раствора, и другие - к блоку отделения упаренного солевого раствора от пара.
В установке блок подачи солевого раствора включает в себя, по мере движения исходного солевого раствора, расходный бак, два насоса-дозатора, установленные параллельно друг другу и имеющие общие входной и выходной каналы, демпфирующий бачок и предохранительный клапан; блок распределения солевого раствора включает в себя входную магистраль, связывающую блок подачи солевого раствора с четырьмя распределительными магистралями, и промывочную магистраль, соединяющую блок промывки через входную магистраль с распределительными магистралями, при этом в каждой из этих магистралей установлены запорные клапаны, а во входной магистрали, кроме того установлены фильтр, расходомер-счетчик, датчик давления, и в распределительных магистралях - дроссели и датчики давления; блок регулирования подачей греющего пара и отводом конденсата включает в себя соединительную магистраль, связывающую линию греющего пара с каналом подвода греющего пара, и отводящую магистраль, подключенную к линии отвода конденсата, при этом в первой установлен фильтр, ручной и электроприводной клапаны, регулирующий электроприводной кран и датчики давления, а во втором - отстойник с термопреобразователем, конденсатоотводчики, запорный и обратный клапаны; блок отделения упаренного солевого раствора от пара включает в себя циклон-сепаратор с прямоугольным коробом в верхней его частя и с поворотным лотком в нижней его части, а также теплообменники с патрубками для входа и выхода технической воды и линию для подвода промывочного раствора; накопитель включает в себя расходный бак, связанный через электроприводной кран с линией исходного солевого раствора, и через другой электроприводной кран с блоком подачи солевого раствора, при этом в верхнюю часть бака подведен сжатый газ; блок промывки включает в себя магистраль промывки, связывающая линию промывки с блоком подачи солевого раствора, с блоком отделения упариваемого солевого раствора от пара и с блоком распределения солевого раствора, при этом в магистрали предусмотрены датчик давления, запорный клапан, ручной и электроприводной краны.
При проведении патентных исследований не были обнаружены технические решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию "новизна".
Считаем, что сведения, изложенные в материалах заявки, достаточны для практического осуществления полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, на котором представлена структурная схема установки глубокого упаривания солевых растворов.
Установка глубокого упаривания солевых растворов содержит блок 1 подачи солевого раствора, блок 2 упаривания, блок 3.отделения упариваемого солевого раствора от пара, линию 4 исходного солевого раствора, линию 5 греющего пара, линию 6 отвода конденсата, блок 2 упаривания включает в себя определенное количество, например, четыре, прямоточных испарителя 7, которые связаны с блоком 8 регулирования подачей греющего пара и отводом конденсата через канал 9 подвода греющего пара и линию 6 отвода конденсата, а блок 1 подачи солевого раствора соединен с блоком 10 распределения солевого раствора, подключенным к прямоточным испарителям 7, и с накопителем 11, к которому подведена линия 4 исходного солевого раствора, причем блок 1 подачи солевого раствора и блок 3 отделения упаренного солевого раствора от пара непосредственно связаны с блоком 12 промывки, который через блок 10 распределения солевого раствора соединен с прямоточными испарителями 7.
Установка глубокого упаривания солевых растворов работает следующим образом.
Исходный солевой раствор по линии 4 подводится к накопителю 11, в котором размещен бак (на чертеже не указан) небольшой емкости. Из этого бака солевой раствор под действием сжатого воздуха поступает в расходный бак(на чертеже не указан) блока 1 подачи солевого раствора, в котором установлены два насоса-дозатора (на чертеже не указаны). Через один из насосов солевой раствор поступает в блок 10 распределения солевого раствора, а другой насос на данный момент является резервным. Солевой раствор, прежде чем попасть в блок 10, проходит через демпфер (на чертеже не указан), устраняющий пульсации, создаваемые насосом. В блоке 10 распределения солевой раствор через входную магистраль (на чертеже не указан) этого блока поступает на вход четырех распределительных магистралей (на чертеже не указаны),каждая из которых связана со своей испарительной трубкой 14 блока 2 упаривания. В каждой распределительной магистрали, блока 10 установлен дроссель, через который осуществляется проход определенного количества солевого раствора в испарительные трубки блока 2 упаривания. В блоке 10 предусмотрена такая система регулирования, при которой обеспечивается равномерное распределения исходного солевого раствора по четырем распределительным магистралям. При этом исходный солевой раствор движется внутри испарительных трубок 14 с определенной скоростью, и одновременно происходит его нагрев от греющего пара, поступающего по каналу 9 от блока 8. Блок 8 обеспечивает поддержание определенной температуры и скорости движения греющего пара и отвода конденсата по линии 6 в этот же блок. За счет выбора температуры греющего пара и
скоростей перемещения солевого раствора внутри испарительных трубок 14 и греющего пара в корпусе 13 мы получаем определенную концентрацию упариваемого солевого раствора.
После упаривания солевой раствор вместе с выделившим из него паром поступает в блок 3 отделения упариваемого раствора от пара, который включает в себя циклон-сепаратор (на чертеже не указан). В этом циклоне происходит отделение пара от упаренного солевого раствора, который размещается в нижней части циклона-сепаратора. Пар же поднимается в верхнюю часть циклона-сепаратора, где размещен цилиндрический короб (на чертеже не указан), через который пар направляется в трубчатые теплообменники (на чертеже не указаны). Каждый теплообменник имеет патрубки для подвода и отвода технической воды, которая необходима для конденсации пара. Полученный конденсат выводится в спецканализацию для случая, когда мы имеем дело с радиоактивными солевыми растворами. Скапливаемый в нижней части циклона-сепаратора упаренный солевой раствор удаляется через один из патрубков поворотного стола циклона-сепаратора в специальные контейнеры.
После окончания процесса упаривания исходного солевого раствора и выгрузки из установки конечного продукта в работу вступает блок 12 к которому по линии 17 поступает промывочный раствор промывки. Этот блок обеспечивает поступление промывочного раствора в блок 10 распределения, в блок 1 подачи и блок 3 отделения. В блоке 8 промывочный раствор поступает в промывочную магистраль (на чертеже не указана), затем во входную магистраль, и далее через четыре распределительные магистрали в испарительные трубки 14 прямоточных испарителей 7. После промывки трубок промывочный раствор поступает в циклон-сепаратор блока 3, к которому непосредственно поступает промывочный раствор из блока 12. Промывочный раствор, поступающий в циклон-сепаратор, после промывки последнего, удаляется через его поворотный стол, имеющий второй патрубок, через который сливается этот раствор. В блоке 1 подачи солевого раствора промывке подвергаются только расходный бак и насосы-дозаторы.
После окончания процесса промывки блок 12 выключается из работы, и наступает очередной этап подачи исходного солевого раствора в блок 2 упаривания для упаривания очередной порции солевого раствора и получения конечного продукта,
В заключении следует отметить, что первый и второй варианты выполнения данной установки предназначен для глубокого упаривания солевых растворов, вредных для здоровья обслуживающего персонала, например при упаривании радиоактивных солевых растворов, требующих после каждого упаривания этих растворов промывку всей
установки. Третий и четвертый вариант установки может быть использован для глубокого упаривания солевых растворов, невредных для обслуживающего персонала. В этих вариантах можно использовать другие виды испарителей, и когда процесс упаривания не требует обязательной промывки после окончания этого процесса.
Таким образом, при функционировании предлагаемой установки глубокого упаривания солевых растворов возможно управление различным количеством прямоточных испарителей, получение конечного продукта требуемой концентрации и использование в этой установке солевых растворов различного назначения.