ДЕАЭРАТОР
DEAERATOR

Изобретение относится к термической деаэрации жидкости и может быть применено для удалении неконденсирующихся газов, кислорода и свободной углекислоты.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является деаэратор по авторскому свидетельству СССР № 509543, кл. С02В 1/10, 1972 г., преимущественно для питательной воды турбоустановки, содержащий бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки центробежных форсунок и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками, а в баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник (прототип).
Недостатком известного деаэратора является повышенное гидравлическое сопротивление и сравнительно невысокая степень распыла жидкости.
Технический результат - уменьшение гидравлического сопротивления и повышение степени распыла жидкости.
Это достигается тем, что в деаэраторе, преимущественно для питательной воды турбоустановки, содержащий бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки центробежных форсунок и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками, а в баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник, каждая из центробежных форсунок содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, при этом корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части, и соосным с ней коническим раструбом, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом к коническому раструбу, в его нижней части, жестко прикреплена розетка в виде торцевой круглой пластины с, по крайней мере, семью радиальными лепестками, которые отогнуты в сторону кольцевого зазора между соплом и раструбом, а на боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем в торцевой круглой пластине выполнено, по крайней мере, три конических дроссельных отверстия с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°, а на внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий, выполненных на боковой поверхности раструба, имеются винтовые канавки.
На фиг. 1 изображена схема деаэратора, на фиг. 2 - схема центробежной форсунки для распыла жидкости.
Деаэратор содержит бак-аккумулятор 1, над которым размещена цилиндрическая колонка 2 в виде водоструйного эжектора. Водоподающее устройство выполнено в виде центробежных форсунок 3, закрепленных на трубопроводах 4 и равномерно размещенных по сечению колонки таким образом, чтобы равномерно заполненные факелы разбрызгивания воды полностью перекрывали сечение колонки. Пароподводящий коллектор 5 выполнен кольцевым, охватывает колонку с внешней стороны и соединен с ней радиальными перемычками 6. В баке 1 на выходе из колонки размещен конусообразный каплеотбойник 7, предотвращающий прямое попадание капель воды в отводную трубу 8 деаэрированной воды. Патрубок 9 предназначен для отсоса неконденсирующихся газов и выпара.
Центробежная форсунка (фиг.2) содержит цилиндрический полый корпус 10 с каналом 12 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 11 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 13, верхняя цилиндрическая ступень 15 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части 16 и соосным с ней коническим раструбом 17, установленным с кольцевым зазором 18 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 13. Кольцевой зазор 18 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 14, выполненными в двухступенчатой втулке 13, соединяющими его с кольцевой полостью 23, образованной внутренней поверхностью втулки 11 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 15, причем кольцевая полость 23 связана с каналом 12 корпуса 10 для подвода жидкости.
К коническому раструбу 17, в его нижней части, жестко прикреплена розетка в виде торцевой круглой пластины 20 с, по крайней мере, семью радиальными лепестками 21, которые отогнуты в сторону кольцевого зазора 18 между соплом и раструбом. На боковой поверхности раструба выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 19 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси раструба 17, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия 19. В торцевой круглой пластине 20 выполнено, по крайней мере, три конических дроссельных отверстия 22 с углом при вершине конуса, лежащим в диапазоне от 45° до 90°. На внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий 19, выполненных на боковой поверхности раструба 17, имеются винтовые канавки, что позволит повысить мелкодисперсность потока жидкости из-за образования турбулентных вихрей.
Деаэратор работает следующим образом.
В колонку через форсунки 3 подается вода под давлением 2-3 ата, которая эжектирует пар, например, из отбора турбины, подаваемый из коллектора 5. Интенсивная деаэрация воды происходит в колонке, а окончательное отделение неконденсирующихся газов и выпара от капель жидкости - в баке на каплеотбойнике. Деаэратор позволяет использовать пар более низких параметров и имеет небольшое гидравлическое сопротивление.
Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 10 и затем поступает по двум направлениям: первое в кольцевую полость 23 через радиальные каналы 14 в кольцевой зазор 18 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней конусной поверхности раструба 17 с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от внешней поверхности раструба 17. Разгон жидкости на конической поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 19, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.
Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 12 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в конический раструб 17, из которого часть жидкости истекает через радиальные отверстия 19, а часть через конические дроссельные отверстия 22. При этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.