Тепломассообменный аппарат (его варианты)

 

1. Тепломассообменный аппарат, со держащий емкость, частично заполненную теплоносителем, размещенный в емкости эжектор с приемной камерой., активным и пассивным жидкостным сопла ,ми и камерой смешения, газопровод, подключенный.к активному соплу эжектора И погруженную в теплоноситель циркуляционную трубу,, выходной участок которой соббщен с жидкбстным соплом эжектора, отличающийс я тем что, с целью расширения ра;6омего диапазона, выходной участок ;циркуляционной трубы расположен осесимметрично в приемной камере эжек|тора и снабжен выпуклым насадком, Iориентированным вершиной в сторону : газопровода и образующим с его стен1 ками активное сопло, а с выходным участком циркуляционной трубы - пас;сивное жидкостное сопло. 2. Аппарат по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что эжектор заключен с кольцевым зазором в обечайку. 3.Аппарат, содержащий емкость, :частично заполненную теплоносителем, газопровод, размещенный в емкости :Э)кектор с приемной камерой и актив;ным профилированным соплом, укрепленным на газопроводе, и погруженную в теплоноситель циркуляционную трубу, выходной участок которой сообщен с приемной камерой эжектора, о т ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона, выходной участок циркуляционной трубы - снабжен цилиндрическим раструбом, а :активное сопло эжектора выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра с тангенциальными отверстиями на боковой поверхности, осесимметрично установленного в раструбе циркуляционной трубы. 4.Аппарат по п. 3, отличающийся тем,, что цилиндр СОСТО-. ОС ОС Ч О1 ит из набора дисков с радиальными выемками , образующими при сборке тан генциальные отверстия. vj 5.Аппарат по пп. 1 и 3, отличающийся тем,, что при использовании нескольких эжекторов они объединены в группы с разной глуби;ной погружения в теплоноситель своими активными соплами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g Г 28 С 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3559405/06 (22) 01.03.83 .(46) 15.01.93. Бюл. и 2 (71) Научно-производственное объединение "Энергия". (72) В.Д.Булынин, Е.А.Бабенко, В.В.Глушко, В.П.Косенко,: Б.I(.Êóäðÿâцев, М.В,Кузнецов, В.Н.Майданик,.

: H.Ï.ËàðèoHîâ, А.П.Прошутинский и А.Г.Толмачев, (56) Авторское свидетельство СССР 585392, кл. P 28 С 3/06, 1978.

Авторское. свидетельство СССР

Ю 742691, кл. Р 28 С 3/06,, 1978. (54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ (ЕГО ,ВАРИАНТЫ)((57) 1. Тепломассообменный аппарат, со держащий емкость, частично заполйенную теплоносителем, размещенный в емкости эжектор с приемной камерой., ак. тивным и пассивным жидкостным соплами и камерой смешения, газопровод, подключенный.к активному соплу эжектора к погруженную в теплоноситель циркуляционную трубу, выходной участок которой сообщен с жидкостным соплом эжектора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения ра: бочего диапазона, выходной участок циркуляционной трубы расположен осе симметрично в приемной камере эжек, тора и снабжен выпуклым насадком,., ориентированным вершиной в сторону газопровода и образующим с его стенками активное сопло, а с выходным

„„SU„„1133957 А1 участком циркуляционной трубы - пассивное жидкостное сопло.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что эжектор заключен с кольцевым зазором. в обечайку.

3. Аппарат, содержащий емкость, .частично заполненную теплоносителем, газопровод, размещенный в емкости эжектор с приемной камерой и активным профилированным соплом, укрепленным на газопроводе, и погруженную в теплоноситель циркуляционную трубу, выходной участок которой сообщен с приемной камерой эжектора, о т л ич а ю щ и " с я- тем, что, с целью ,расширения рабочего диапазона, выходной участок циркуляционной трубы Я снабжен цилиндрическим раструбом, а активное сопло эжектора выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра с . тангенциальными отверстиями на боковой поверхности, осесимметрично установленного в раструбе циркуляционной трубы.

4. Аппарат по и. 3, о т л и ч аю шийся тем,, что цилиндр.состо-. ит из набора дисков-с радиальными вы- М ° емками, образующими при сборке тан- ъМ генциальные отверстия. ©

С7

5. Аппарат по пп. 1 и 3, о т л и- Ч ч а ю шийся тем,, что при. использовании нескольких эжекторов они объединены в группы с разной глубиной погружения в теплоноситель своими активными соплами.

3 1133957 1

Группа изобретений относится к теплообменной аппаратуре и может быть использована в энергетической и хими- ческой промышленности, в частности для конденсации токсичного пара.

Известен теплообменник, содержащий корпус,. частично заполненный жидким теплоносителем, установленные в корпусе газовое сопло и циркуляционные трубы, погруженные в теплоноситель.

Недостатком указанного устройства является низкая интенсивность теплообмена, обусловленная плохой цирку- 1к; ляцией теплоносителя.

Наиболее близким к предложенному аппарату является тепломассообменный аппарат, содержащий емкость, частично заполненную теплоносителем, разме" о щенный в.емкости эжектор с приемной . камерой, активным и пассивным жид- . костным соплами и камерой смешения, паропровод, подключенный к активному соплу эжектора, и погруженную в теп- g5 лоноситель циркуляционную трубу; вы» ходной участок которой сообщен с жид- . костным соплом эжектора. Корпус эжектора установлен над уровнем теплоносителя и при течении пара его конденсация происходит в основном на поверхности теплоносителя.

Подача пара через паровое сопло приводит к возникновению разрежения на срезе сопла, и охлаждающий теплоноситель всасывается через циркуляционную трубу и- частично конденсиру- ет пар в процессе движения. ,Недостатком указанного аппарата является его узкий рабочий диапазон; так как для создания необходимого разрежения требуется подвод пара под значительным давлением.

Целью изобретения является расши" рение рабочего диапазона.

Указанная цель в соответствии с первым вариантом изобретения достигается тем, что в известном тепло- . массообменном аппарате, содержащем емкость, частично заполненную теплоносителем, Размещенный в емкости эжектор с приемной камерой, активным и пассивным жидкостным соплами. и камерой смешения, паропровод, подключенный к .активному соплу эжектора, I и погруженную в теплоноситель цирку- ляционную трубу., выходной участок которой сообщен с жидкостным соплом эжектора, выходной участок циркуляционной трубы расположен осесимметрично в приемной камере эжектора и снабжен выпуклым насадком, ориентированным вершиной в сторону паропровода и образующим с его стенками активное сопло, а с выходным. участком:-.циркуляционной трубы - пассивное жидкос ное сопло

Зжектор может быть заключен с кольцевым зазором в обечайку.

В.соответствии со вторым вариантом изобретения цель достигается тем что в известном тепломассообменном аппарате, содержащем емкость., частично заполненную теплоносителем,. паропровод, размещенный в емкости эжектор с приемной камерой и активным профилированным соплом, укрепленным на паропроводе, и погруженную в теплоноситель циркуляционную трубу, выходной участок которой сообщен с приемной . камерой эжектора,. выходной участок циркуляционной труфы снабжен цилинд- . рическим раструбом, а активное сопло: эжектора выполнено в виде.заглушенного с торца цилиндра-с тангенциальны-, ми отверстиями.на боковой поверхности, осесимметрично установленного в раструбе циркуляционной трубы.

Цилиндр может состоять из набора дисков с радиальными выемками, образующими при сборке тангенциальные от верстия..

Кроме того, при йспользовании нескольких эжекторов как по первому, так и flo второму варианту изобретения они могут быть объединены в группы с разной глубиной погружения в теплоноситель своими активными соплами.

На фиг. 1 схематично изображен тепломассообменный аппарат., представляющий собой комбинацию аппаратов по первому и второму вариантам изобретений, на фиг. 2 - эжектор, продольный разрез (первый вариант) f на фиг, 3 - эжектор, разрез (второй вариант) на фиг. 4 - эжектор с цилиндром из набора дисков, разрез.

Тепломассообменный аппарат по первому варианту изобретения содержит емкость 1, частично заполненную теплоносителем 2, размещенный в емкости

1 эжектор 3 с приемной камерой 4, активным 5 и пассивным жидкостным 6 соплами и камерой смешения 7, паропровод 8, подключенный к активному соплу 5 эжектора, и погруженную в

5 1l теплоноситель 2 циркуляционную трубу

9, выходной участок 10 которой сооб- ., щен с жидкостным соплом 6 эжектора, 1

Э расположен осесимметрично в приемнои I камере 4 эжектора и снабжен выпуклым насадком 11, ориентированным вершиной в сторону паропровода 8 и о6разующим с его стенками активное сопло

5, а выходным участком 10 .циркуляционной трубы 9 - пассивное жидкостное сопло 6. Эжектор 3 может быть заключен с кольцевым зазором 12 в обечайку 13.

Корпус эжектора 3 может быть выполнен в виде цилиндрической трубы или же иметь расширение 14 за срезом выпуклого насадка 11, а торец эжектора может быть выполнен зубча тым с зубцами 15. В поперечном сечении эжектор может быть выполнен также в виде многогранника или какой- . .либо другой фигуры. Корпус эжектора

:3 может быть расположен в емкости 1 как в вертикальном, так и в горизонтальном положении..

Выпуклый насадок 11 предназначен для профилированного вдува пара в полость эжектора 3 и может иметь любую обтекаемую боковую поверхность. llo технологическим соображениям насадок

И в описываемом аппарате выполнен в виде корпуса 16 с прикрепленной со стороны его основания обечайкой l7.

В общем случае насадок 11 может быть выполнен, например, в виде куполообразной поверхности; Емкость 1 должна

- быть герметичной и может быть.снабжена дополнительными теплообменными поверхностями 18 и дополнительной ,герметичной полостью 19, общей для всех эжекторов 3, установленных в емкости 1.

Для дополнительной конденсации пара емкость 1 и полость 19 могут быть снабжены впрыскивающими устройствами .,20, связанными через насос 21 с теп:лоносителем 2 .или внешним источником, 22; Емкость 1 может быть сообщена с .полостью I9 через клапан 23 и снабжена воэдушником 24.

Тепломассообменный аппарат по вто"

;рому варианту изобретения содержит емкость 25, частично заполненную теплоносителем 26, паропровод 27., размещенный в емкости 25. эжектор 28 с приемной камерой 29 и активным профилированным соплом 30, укрепленным

; на паропроводе 27, и погруженную в

33957 6 используется вода.

В случае совмецения емкостей 1 и

25 они могут быть снабжены общими теплообменными поверхностями 18, по. лостью 19, впрыскиваюцими устройства30 ми 20, сообцающим клапаном 23 и воздушником 24. При использовании двух и более эжекторов они могут быть объединены в группы с различным количеством эжекторов в каждой из них, З5 причем упомянутые группы отличаются друг от друга глубиной погружения в охлаждаюций теплоноситель газовых .сопел эжекторов,, что при повышении давления пара в полости 19 позволяет

40 обменные аппараты следующим образом. чэ r например сопла 30, с наименьшей глу биной погружения включается в работу соответствующая группа эжекторов, например эжектор 28,. Пар при этом зад. кручивается в отверстиях 35 цилиндра

34., поступает в раструб 33 и раскручивает жидкость в раструбе.. В результате вращения жидкости в раструбе, а также из-эа разности удельных весов

20 теплоноситель 26 циркуляционную трубу 31, выходной участок 32 который сообщен с приемной камерой 29 эжектора 28 и снабжен цилиндрическим раструбом 33, а активное сопло 30 эжектора 28 выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра 34 с тангенциальными отверстиями 35 на боковой поверхности, осесимметри чно уста новленного в раструбе 33 циркуляционной трубы 31. Цилиндр 34 может состоять из набора дисков 36 с радиальными выемками 37, образующими при сборке тангенциальные отверстия 35.

При необходимости совместной работы аппаратов по первому и второму вариантам изобретения емкости 1 и 25 могут быть совмещены, а теплоносители 2 и 26 могут представлять. единый бассейн или же разделены перегородкой

38 и отличаться друг от друга по физико-химическому составу. В качестве теплоносителей согласно изобретению вводить эжекторы в действие дискретно,. группами, начиная с группы с наименьшей глубиной погружения газового сопла.

Работают предложенные тепломассоПри появлении пара .в герметичной полости 19-давление в последней возрастает и жидкость .начинает вытесняться из сопел 5 и 30 эжекторов 3 и 28. При вытеснении воды из сопла, 7 11 смеси в раструбе и окружающего теплоносителя через циркуляционную трубу

31 возникает циркуляция -охлаждающего теплоносителя с нижней отметки емкости 25 к раструбу 33,. При движении вверх в раструбе 33 пара и теплоноси- теля пар конденсируется, и нагретая смесь через верхний срез .раструба 33, сливается на теплоноситель 26. Таким образом, отработанный нагретый теплоноситель сливается в верхнюю часть. емкости 25; и обеспечивается постоянный подвод холодного теплоносителя к циркуляционной трубе 31 Выполнение цилиндра 34 в виде дисков 36 повыша-. ет технологичность и упрощает изготовление эжектора.

При дальнейшем повышении давления в полости 19 вытесняется вода из сопел, например из come 5, следующей по глубине погружения газовых сопел группы эжекторов, например эжектора

3. Пар через щели между зубцами 15 поступает в зазор 12 ° Зубцы 15 препятствуют проходу больших объемов пара и дробят его на пузыри, соизмеримые с размером целей между ними, что способствует повышению надежности аппарата, так как при конденсации, схлопывании пузырей возникают гидравлические удары, приводящие при неконтролируемых объемах пара .в жидкости к разрушению элементов тепломассообменного аппарата. Образовавшиеся пузыри пара поднимаются в зазоре 12, увлекают за собой теплоноситель и в процессе движения. конденсируются.

В результате возникает циркуляция теплоносителя через зазор,12 .со сливом отработанной нагретой среды. в верхнюю часть емкости 1. Дальнейшее. повышение давления в полости 19 приводит к ускорению течения потока пара через сопло 5, в результате чего на срезе сопла 5 возникает разрежение. Жидкость из циркуляционной тру ы 9 поступает в область разрежения

33957

45

ЗО

35 и совместно с паром проходит эжектор 3 и выводится иэ него. Пар в процессе совместного движения с жидкостью конденсируется и отработанная на-, гретая среда сливается s верхнюю часть емкости 1.

При наличии в эжекторе 3 расширения 14 происходит более глубокое разрежение пара за napoaw соплом 5, в результате чего через циркуляционную трубу 9 увеличивается количество поступающей жидкости и наступает более интенсивная конденсация пара, В циркуляционной трубе 9 образуется движение охлаждающей жидкости с нижней отметки емкости 1 к выходному участку

10. Слив отработанной среды в верх-. нюю часть емкости в процессе конденсации пара способствует сохранению, температуры .жидкости во всей емкости

1 и обеспечивает постоянный подвод.к трубе 9 холодного теплоносителя. В процессе конденсации пара могут быть при необходимости включены дополнительные теплообменные поверхности 18.

По окончании процесса конденсации для удаления остаточных паров из полости 19 и емкости 1 могут быть включены впрыскивающие устройства 20 и по завершении удаления паров давления в емкости 1 и полости 19 выравниваются открытием клапана 23.

Число эжекторов в каждой группв и количество групп, в которые объединены эжекторы в описанных устройствах, в каждом конкретном случае определяется условиями работы аппарата в целом.

Описанные тепломассообменные an" параты способствуют более полной конденсации пара; уменьшают габариты устройства и позволяют конденсировать пар при более низком значении давления, что расширяет рабочий диапазон и повышает надежность устройства в целом.

13 33957

1133957

1133957

Редактор Т.йарганова Техред И.Иоргентал Корректор: T. Ваакович

««««« ю «Ю

«««««««

Закаэ 1085 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГК Т

ГКНТ СССР .113035, Москва, Н-35, Раушская.наб., д. 4/5

Производственно-издательским. комбинат Патент, г. Ужгород, у . p и ч л Гага ина 101