Контактный водонагреватель

 

Использование: теплоэнергетика, подогрев воды контактным способом. Сущность изобретения: в корпусе 1 установлен распределительный конусный скат 4. Обечайка 5 с перфорированной верхней частью разСжатый газ мещена с зазорами между корпусом 1 и скатом 4. Холодная вода поступает в водораспределитель 9. В пространстве между обечайкой 5 и скатом 4 вода вспенивается сжатым газом, подводимым по трубкам 7. В процессе спиралеобразного движения газоводяной смеси вверх происходит подогрев ее горячими газами, поступающими в слой через прорезь ската 4. Выходные торцы трубок 7 и прорезь ската 4 обращены в одну сторону. Часть жидкости по стенкам обечайки 5 и ската 4 стекает в водораспределитель 9, а подогретая вода через перфорированную часть обечайки 5 поступает во влагосборник 6. Влагоотделитель 8 способствует уменьшению каплеуноса из водонагревателя . 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Горячая 5оЭа Холодная Sodd

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Горячая дода

Сжатый еаз

Холеная оооа

Яяходяшие газы ап газооых лечеа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4863658/06 (22) 03.09.90 (46) 30.10.92. Бюл. ЬЬ 40 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) В.А,Чистяков, С.Л.деменок, M.3.Арысланов, Н.А;Буланов и В.В.Медведев

{561 1. Авторское свидетельство СССР йЬ 1548635, кл. F 28 С 3/06, 1990, 2. Авторское свидетельство СССР

hh 1605124, кл. F 28 С 3/06, 1988. (54) КОНТАКТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ (57) Использование: теплоэнергетика, подогрев воды контактным способом. Сущность изобретения: в корпусе 1 установлен распределительный конусный скат 4. Обечайка

5 с перфорированной верхней частью раз1

„„SU „„1772568 А1 мещена с зазорами между корпусом 1 и скатом 4. Холодная вода поступает в водораспределитель 9. В пространстве между обечайкой 5 и скатом 4 воде вспенивается сжатым газом, подводимым по трубкам 7. В процессе спиралеобразного движения газоводяной смеси вверх происходит подогрев ее горячими газами, поступающими в слой через прорезь ската 4. Выходные торцы трубок 7 и прорезь ската 4 обращены в одну сторону. Часть жидкости по стенкам обечайки 5 и ската 4 стекает в водораспределитель

9, а подогретая вода через перфорирован-. ную часть обечайки 5 поступает во влэгосборник 6. Влагоотделитель 8 способствует уменьшению каплеуноса из водонагревателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1772568

20

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для подогрева воды контактным способом.

Известен контактный водонагреватель (1), содержащий вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубкзми, между которыми установлены друг под другом коническая емкость и каскад распределительных, cKàтов, первая из которых сообщена с вадораспределителем, размещенным над орошаемой насадкой, причем насадка выполнена в виде многослойного цилиндра, охватывающего емкость и каскад скатов и установленного с образованием кольцевого зазора со стенкой. корпуса, а водораспределитель выполнен в виде перфорированного кольца, расположенного по периферии емкости.

В известном контактном водонагревателе интенсивный тепломассообмен между водой и горячими газами происходит в насадке и степень использования рабочего объема водонагревателя сравнительно мала, что снижает эффективность подогрева воды и степень очистки газов от вредных веществ, повышает массу и габариты водонагревателя. Кроме того, велико аэродинамическое сопротивление газового тракта вследствие наличия каскада скатов и насадки, что также снижает энергетическую эффективность, повышает весогабаритные характеристики водонагревателя, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является контактный водонагреватель .(2j, содержащий вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлены друг над . другом ораситель и распределительный скат, причем . ороситель установлен с воэможностью врзщения вокруг оси корпуса нагревателя, а канал для прохода газа выполнен в виде щели по образующей ската.

Однако в известном контактном водонагревателе струи, вытекающие из оросителя, сохраняют довольно долго свою целостность, а капли, на которые они распадаются, довольно крупны, что снижает интенсивность тепло- массообмена, эффективность подогрева воды и степень очистки газов от вредных веществ.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и повышение степени очистки газов, Поставленная цель достигается тем, что контактный водонагреватель, содержащий цилиндрический вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлен распределительный конусный скат с щелевой прорезью вдоль образующей, снабжен обечайкой и трубками подвода сжатого газа, причем обечайка размещена с зазорами между корпусом и скатом и выполнена с перфорированной верхней частью, а трубки размещены в зазоре между обечайкой и скатом у основания последнего. Выходные торцй трубок и прорезь ската могут быть обращены в одну сторону. Водонагреватель может быть дополнительно снабжен влагоотделителем, установленным s корпусе выше ската

Сжатый газ, поданный к основанию ската, вспенивает воду без добавления какихлибо пенообразующих веществ. При пенном режиме взаимодействия газа и жидкости уменьшаЮтся эффективные толщины диффузионных и термических сопротивлений, что обусловливает интенсификацию процессов тепло- и массообмена. Горячие дымовые газы, имеющие слабый напор,.выходя из щелевага канала распределительного ската по спиралеобразной траектории, придают пене вращательное движение, причем равномерный подвод газа по высоте рабочего обьема водонагревателя обеспечивает постоянство скорости газа по высоте вспененного слоя. Это также способствует интенсивному тепла- и массообмену во всем обьеме пены.

По мере подъема двухфазной среды вверх па траектории .раскручивающейся спирали разрушение пены начинает преобладать нзд ее возобновлением, жидкость отбрасывается к стенке цилиндра, в верхней части которого нагретая жидкость проходит через проницаемую стенку цилиндра и под действием силы тяжести опускается вниз по кольцевому зазору между корпусом и цилиндром. Причем недостаточно прогретая вода попадает к основанию ската и снова вспенивается сжатым газом, Поскольку иаибояее прогретая вада находится в верхней части водонзгревателя, то подвод холодной воды целесообразно сделать в его нижней части.

Трубки подвода сжатого газа могут быть направлены таким образом, что их выходные торцы и прорезь ската оказываются обращенными в одну сторону, за счет чего усиливается вращательное движение двухфазной среды и, следовательно. увеличивается время взаимодействия единицы массы горячего газа с охлаждающей водой. В результате повышается эффективность подагревз воды и степень очистки газа от вредных веществ.

Влагаотделитель, установленный из выходе из рабочего обьема водонагревателя;

1772568 ющий каплеунос, отводятся через патрубок

2. Водонагреватель по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что выходные торцы трубок и прорезь ската обращены в одну сторону.

3. Водонагреватель по r;. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он дополнительно снабжен влагоотделителем, установленным в корпусе выше ската.

Составитель B.×èñòÿêoa

ТехРед М.МоРгентал КоРРектоР Н. Слободяник

Редактор

Заказ 3835 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 снижает каплеунос и тем самым повышает степень очистки газа от вредных веществ.

На чертеже показан продольный разрез контактного водонагревателя.

Контактный водонагреватель содержит 5 корпус 1 с верхним отводящим 2 и нижним подводящим 3 газовыми патрубками, между которыми установлен распределительный скат 4 с щелевой прорезью вдоль образующей. Между скатом 4 и корпусом 1 раэме- 10 щен проницаемый в верхней части цилиндр .

5, образующий совместно с корпусом 1 кольцевой влагосборник 6. Между цилиндром 5 и основанием ската 4 размещены трубки пс вода сжатого газа 7, а между ска- 15 том 4 и отводящим патрубком 2 может быть установлен влагоотделитель 8. В нижней части водонагревателя подводящий патрубок

3, распределительный скат 4 и цилиндр 5 охвачены водораспределителем 9. 20

Водонагреватель работает следующим образом, Холодная вода поступает в водораспределитель 9, в пространстве между цилиндром 5 и скатом 4 вода вспенивается сжатым 25 газом. подводимым по трубкам 6. В процессе спиралеобразного движения газоводяной смеси вверх происходит подогрев воды горячими газами, выходящими из распределительного ската 4. За счет центробежных 30 сил жидкость отбрасывается к стенке цилиндра 5. Часть жидкости стекает по стенкам цилиндра 5 и ската 4 обратно в водораспределитель 9. Наиболее прогретая жидкость попадает через проницаемую 35 часть цилиндра 5 во влагосборник б и отводится на потребление, Газы подаются через распределительный скат 4 по всей высоте вспененного слоя воды, поддерживая вращательное движение двухфазной среды, 40 фильтруются через пену, отдают тепло воде, очищаются от пыли и вредных примесей и, пройдя через влагоотделитель 8, уменьшаБлагодаря тому, что влагоотделитель 8 и влагосборник 6 выполнены сообщающимися, возможна постоянная циркуляция воды и прогрев ее до требуемой температуры.

Поскольку горячие слои воды находятся в верхней части водонагревателя, то трубопровод отбора воды целесообразно размещать выше трубопровода подвода воды.

Применение предлагаемого контактного водонагревателя позволяет повысить эффективность подогрева воды за счет интенсификации теплообмена между водой и горячим газом, обеспечить требусмый прогрев воды за счет возможной ее циркуляции в водораспределителе-влагосборнике, повысить степень очистки газов от пыли и вредных веществ, Формула изобретения

1. Контактный водонагреватель, содержащий цилиндрический вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлен распределительный конусный скат с щелевой прорезью вдоль образующей, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена аи повышения степени очистки газов, ан снабжен обечайкой с трубками подвода сжатого газа, причем обечайка размещена с зазорами между коряусом и скатом и выполнена с перфорированной верхней частью, а трубки размещены в зазоре между обечайкой и скатом у основания последнего.