Испаритель криогенной жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)1000666 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.01.80 (21) 2878334/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.з

F 17 С 9/02

Гос7дорстеелнык комнтет

СССР (53) УДК 621.593 (088.8) Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 05.03.83 ло делам лзобретений и открытий \ "

В. И. Бова, В. М. Браун, Н. P. Васильев, О."М:::Х,о9хма и Л. Е. Резников

Р" 1 g (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институтиехцологии .кри машиностроения го (71) Заявитель (54) ИСПАРИТЕ,ЛЬ КРИОГЕННОЛ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в газификационных установках для испарения криогенных жидкостей высокого давления за счет использования тепла атмосферного воздуха.

Известен атмосферный испаритель криогенной жидкости, содержащий несколько прокатно-сварочных панелей с каналами, подключенных параллельно и омываемых снаружи атмосферным воздухом (1) .

Недостатком данного испарителя является сравнительно низкая механическая прочность панелей, ограничивающая рабочее давление на уровне 20 — 40 кг/см . При повышении давления криогенного продукта толщина панелей должна быть значительно увеличена, что усложняет изготовление и увеличивает массу аппарата.

Известен также атмосферный испаритель криогенной жидкости, включающий ряд параллельно соединенных плоских змеевиков, каждый из которых присоединен к боковой поверхности вертикально расположенного металлического листа, а также вентилятор и кожух (2) .

При работе такого испарителя криогенная жидкость испаряется, подогревается и в газифицированном виде выдается потребителю. На холодной поверхности змеевиков растет снеговая шуба. По мере роста слоя инея уменьшаются свободный объем (межтрубное пространство) и, как следствие, подача греющего воздуха. При этом понижается температура продукционного потока на выходе. Когда ее величина становится ниже допустимой, необходимо останавливать газификационную установку. для отогрева и оттайки испарителя. Поэтому работа газификационной установки не может быть непрерывной и носит циклический

15 характер, что приводит к потерям производительности. Для того, чтобы увеличить продолжительность рабочего периода, приходится увеличивать шаг навивки змеевиков, что приводит к росту габаритов и металлоемкости. Кроме того, весьма велика трудо20 емкость соединения змеевиков с листами, служащими оребрением и увеличивающими интенсивность теплообмена.

Цель изобретения — повышение среднеустойчивой производительности испари!

000666

Формула изобретения

55 теля за счет обеспечения его безостановочной работы, а также снижение габаритов и трудоемкости изготовления испарителя.

Указанная цель достигается тем, что в известном испарителе криогенной жидкости, включающем несколько параллельно соединенных змеевиков, витки каждого из которых расположены один над другим, каждый змеевик снабжен автономным греюшим устройством, установленным в зоне отрицательных рабочих температур змеевика.

На чертеже представлен предлагаемый испаритель, разрез.

Атмосферный испаритель содержит несколько коаксиально навитых неоребренных змеевиков 1, соединенных параллельно (обозначенных буквами А, Б, В. Г). Навивка разрежена по высоте и диаметру, для чего использованы проставки 2. В зоне 3 отрицательных температур, занимающей от 50 до 100О/o высоты змеевиков, расположены греющие устройства, например электронагревательные элементы 4, намотанные непосредственно на участки змеевиков 1. Нагреватели 4 снабжены автономными электрическими выключателями. В зоне 3 отрицательных температур на поверхности змеевиков 1 нарастает снеговая шуба 5.

Змеевики 1 помещены в цилиндрический кожух 6, открытый снизу и установленный вертикально. На верхнем торце кожуха 6 установлен осевой вентилятор 7.

Испаритель работает следующим образом.

Включают подачу криогенной жидкости (насос газификационной установки) и вентилятор 7. Криогенная жидкость распределяется по змеевику 1, где и происходит ее испарение и подогрев под действием тепла атмосферного воздуха. Из атмосферного воздуха, подаваемого вентилятором 7 внутрь кожуха 6, на поверхность змеевиков 1 выпадает атмосферная влага. В зоне 3 отрицательных рабочих температур влага за мерзает, превращаясь в снеговую шубу 5. Включают один из нагревателей 4.

При этом высота зоны 3 отрицательных температур соответствующего змеевика A уменьшается, часть снеговой шубы 5 растаивает, толщина инея на этом змеевике уменьшается, а остающийся иней впитывает образующуюся влагу, стекающую с верхних витков змеевика на нижние, уплотняется и превращается в плотный лед, теплопроводность которого на порядок выше, чем у первоначального выпадающего инея. Затем нагреватель 4 змеевика А выключают и включают нагреватель 4 следующего соседнего змеевика Б. Таким образом последовательно нагреваются все

10 l 5

35 змеевики 1. При этом на теплообменных поверхностях формируется искусственное оребрение из льда, поверхность которого значительно больше исходной поверхности змеевиков I. Расход энергии на отогрев в десятки раз меньше полной тепловой мощности испарителя. Последовательная оттайка змеевиков может быть автоматизирована с помощью программно-временного устройства.

Использование предлагаемого испарителя позволяет получить следующие техникоэконо ми ческие преи мущества.

При менение системы последовательного отогрева позволяет сделать работу испарителя непрерывной, без остановок для отогрева, увеличивая тем самым продолжительность работы аппарата, по меньшей мере, на 1,5ч в сутки (в настоящее время атмосферные испарители должны отогреваться каждые 6 — 8 ч в течение приблизительно получаса), а следовательно, увеличивая среднесуточную производительность приблизительно на 7 /о. Предотврагцение забивания промежутков между змеевиками позволяет уменьшить расстояния между теплообменными поверхностями, а следовательно, уменьшить сечение аппарата, т. е. увеличить скорость греюшего воздуха.

Это приводит к увеличению коэффициентов теплоотдачи и в конечном итоге к уменьшению общих габаритов и металлоемкости аппарата.

Замена оребрения из металла на искусственное ледяное оребрение позволяет за счет исключения припайки змеевиков к листам снизить трудоемкость изготовления испарителя.

Испаритель криогенной жидкости, включаюший параллельно соединенные змеевики, витки каждого из которых расположены один над другим, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности испарителя за счет обеспечения его безостановочной работы, каждый змеевик снабжен автономным греющим устройством, установленным в зоне отрицательных рабочих температур змеевика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сухов B. Н. и др. Установка для газификации криогенных жидкостей. Серия

ХМ вЂ” 6 ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1975, с. 37 — 38.

2. Насосы и испарители высокого давления. Проспект предприятия ГДР «VEB

Chem i au 1 aden Erfurt-rud i sl eben Kom bi na t », 19?9.

1000666

Составитель К. Чириков

Редактор М. Рачкулинец Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 1338 34 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4