RU2008597C1 - Contact steam condenser - Google Patents

Abstract

FIELD: thermal power engineering. SUBSTANCE: steam is fed through brunch pipes 2 to condenser cylindrical case partially filled with water. Branch pipes 2 are positioned at an angle to a horizontal plane tangentially to the case and are partially brought under the fluid level in case 1. Cross annular partition 4 is positioned in the case over the fluid level. When steam is fed into fluid through branch pipes 2 the fluid is set into rotation and is dispersed by the steam. Two-phase vortex zones and two-phase zones of contact are formed. Steam bubbles disperse fluid producing a two-phase layer, this facilitates grow of a developed two-pace surface. EFFECT: intensified steam condensation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к контактным теплообменникам газ-жидкость, в частности к контактным конденсаторам, и может найти применение для конденсации залповых выбросов больших количеств пара в микробиологической и гидролизной промышленности - при выгрузке лигнина, в тепловой и атомной энергетике, в химической и других отраслях промышленности - при аварийных выбросах водяного пара, других паров и парогазовых смесей. The invention relates to contact gas-liquid heat exchangers, in particular to contact condensers, and may find application for condensation of volley emissions of large quantities of steam in the microbiological and hydrolytic industry - when unloading lignin, in thermal and nuclear power, in chemical and other industries - when accidental emissions of water vapor, other vapors and gas-vapor mixtures.

Известен прямоточный контактный конденсатор пара, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара и жидкости, расположенными в верхней части корпуса, и патрубком вывода жидкости и конденсата, расположенным в нижней части корпуса, и установленные на внутренней поверхности боковой стенки корпуса элементы формирования межфазной поверхности, выполненные в виде полок. A direct-flow contact condenser of steam is known, comprising a vertical cylindrical housing with steam and liquid supply nozzles located in the upper part of the housing and a liquid and condensate outlet pipe located in the lower part of the housing, and elements for forming an interphase surface mounted on the inner surface of the side wall of the housing in the form of shelves.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является противоточный контактный конденсатор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара, расположенными в нижней части корпуса перпендикулярно продольной оси корпуса, патрубком подвода жидкости и патрубком вывода несконденсированного пара, расположенными в верхней части корпуса, и установленные на внутренней поверхности боковой стенки корпуса и вдоль продольной оси корпуса элементы формирования межфазной поверхности, выполненные в виде полок и тарелок. The closest in technical essence to the claimed object is a countercurrent contact capacitor containing a vertical cylindrical body with steam supply nozzles located in the lower part of the housing perpendicular to the longitudinal axis of the housing, a fluid supply pipe and a non-condensed steam outlet pipe located in the upper part of the housing, and mounted on the inner surface of the side wall of the housing and along the longitudinal axis of the housing elements of the formation of the interphase surface, made in the form shelves and plates.

Однако известные конденсаторы не позволяют конденсировать залповые выбросы больших количеств пара, т. к. не обеспечивают быстрого создания развитой межфазной поверхности и ее интенсивное обновление. However, the known capacitors do not allow condensing volley emissions of large quantities of steam, because they do not provide a quick creation of a developed interfacial surface and its intensive renewal.

Целью изобретения является конденсация залповых выбросов больших количеств пара за счет быстрого создания развитой межфазной поверхности и ее интенсивного обновления путем образования зон кольцевого двухфазного вихря и капельного взаимодействия. The aim of the invention is the condensation of volley emissions of large quantities of steam due to the rapid creation of a developed interfacial surface and its intensive renewal by forming zones of an annular two-phase vortex and droplet interaction.

Указанная цель достигается тем, что заявляемый контактный конденсатор пара, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара и патрубком вывода несконденсированного пара, расположенным в верхней части корпуса, отличается тем, что нижняя часть корпуса заполнена жидкостью, на внутренней поверхности боковой стенки корпуса установлена кольцевая перегородка, разделяющая часть корпуса, расположенную над жидкостью, на нижнюю конденсационную и верхнюю сепарационную камеры, патрубки подвода пара установлены тангенциально и наклонно к корпусу, образуя острый угол по отношению к горизонтали, их выходы частично погружены в жидкость, а в сепарационной камере перед патрубком вывода несконденсированного пара установлен каплеотбойник. This goal is achieved in that the inventive contact steam condenser, comprising a vertical cylindrical body with steam supply nozzles and a non-condensed steam outlet pipe located in the upper part of the housing, is characterized in that the lower part of the housing is filled with liquid, an annular partition is installed on the inner surface of the side wall of the housing , the dividing part of the housing located above the liquid, on the lower condensation and upper separation chambers, steam supply nozzles are installed flax and obliquely to the body, forming an acute angle with respect to the horizontal, their outputs are partially immersed in the liquid, and in the separation chamber before the uncondensed vapor withdrawal conduit demister installed.

Этот или тождественный конденсатор не описан в патентной, научно-технической литературе и в других источниках информации. This or identical capacitor is not described in the patent, scientific and technical literature and in other sources of information.

Совокупность отличительных по сравнению с прототипом признаков не содержится в аналогичных других технических решениях. The set of distinctive features in comparison with the prototype is not contained in similar other technical solutions.

Изобретение по сравнению с прототипом позволяет конденсировать залповые выбросы больших количеств пара. The invention compared with the prototype allows to condense volley emissions of large quantities of steam.

Таким образом, заявляемый контактный конденсатор пара соответствует критериям изобретения "Новизна", "Существенные отличия" и "Положительный эффект". Thus, the inventive contact steam condenser meets the criteria of the invention of "Novelty", "Significant differences" and "Positive effect".

На фиг. 1 показан вид устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a view of a device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Контактный конденсатор пара содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, нижняя часть которого заполнена жидкостью, снабженный патрубками 2 подвода пара, установленными тангенциально и наклонно к корпусу 1, образуя острый угол по отношению к горизонтали, выходы которых частично погружены в жидкость, и патрубком 3 вывода конденсированного пара, расположенным в верхней части корпуса 1, установленную на внутренней поверхности боковой стенки корпуса 1 кольцевую перегородку 4 с отверстием 5, разделяющую часть корпуса 1, расположенную над жидкостью, на нижнюю конденсационную камеру 7, и верхнюю сепарационную камеру 7, и каплеотбойник 8. Кроме того, в нижней части корпуса 1 расположен патрубок 9 вывода жидкости и конденсата. The steam contact condenser comprises a vertical cylindrical body 1, the lower part of which is filled with liquid, equipped with steam supply nozzles 2 mounted tangentially and obliquely to the housing 1, forming an acute angle with respect to the horizontal, the outlets of which are partially immersed in the liquid, and condensed steam outlet 3 located in the upper part of the housing 1, installed on the inner surface of the side wall of the housing 1, an annular partition 4 with a hole 5 separating the part of the housing 1 located above the liquid spine, the lower condensing chamber 7, and an upper separation chamber 7 and the entrainment separator 8. Furthermore, the bottom of the housing 1 is output fluid inlet 9 and condensate.

Конденсатор работает следующим образом. The capacitor works as follows.

Большое количество пара залпового выброса с высокой скоростью по патрубкам 2 поступает в конденсационную камеру 6 и взаимодействует с жидкостью, которой заполнена нижнняя часть корпуса 1. Благодаря тому, что патрубки 2 подвода пара установлены тангенциально и наклонно к корпусу 1, образуя острый угол по отношению к горизонтали, и их выводы частично погружены в жидкость, жидкость приводится во вращение и диспергируется паром. При этом образуются зоны кольцевого двухфазного вихря с воронкой, в результате чего жидкость поднимается по боковой стенке корпуса 1, перекрывает выходы патрубков 2 подвода пара. Создается двухфазная зона контакта, где паровые пузыри пронизывают жидкость, создавая двухфазный слой, что способствует быстрому созданию развитой межфазной поверхности. A large amount of volley ejection steam at a high speed through the nozzles 2 enters the condensation chamber 6 and interacts with the liquid that is filled in the lower part of the housing 1. Due to the fact that the steam supply nozzles 2 are installed tangentially and obliquely to the housing 1, forming an acute angle with respect to horizontally, and their conclusions are partially immersed in the liquid, the liquid is driven into rotation and dispersed by steam. In this case, zones of an annular two-phase vortex with a funnel are formed, as a result of which the liquid rises along the side wall of the housing 1, blocks the exits of the nozzles 2 of the steam supply. A two-phase contact zone is created, where vapor bubbles penetrate the liquid, creating a two-phase layer, which contributes to the rapid creation of a developed interfacial surface.

Двухфазный слой поднимается выше вдоль боковой стенки корпуса 1, удаляется в кольцевую перегородку 4 и изменяет направление движения на 90^о. В то же время на жидкость действует центробежная сила, отбрасывающая ее на периферию, а под действием силы тяжести жидкость срывается с нижней поверхности кольцевой перегородки 4. Это способствует интенсивному обновлению межфазной поверхности. В результате достигается быстрая конденсация основного количества пара.The two-phase layer rises higher along the side wall of the housing 1, is removed into the annular partition 4 and changes the direction of motion by 90 ^about . At the same time, a centrifugal force acts on the liquid, dropping it to the periphery, and under the action of gravity, the liquid breaks off from the bottom surface of the annular partition 4. This contributes to intensive updating of the interfacial surface. As a result, rapid condensation of the bulk of the steam is achieved.

Несконденсированный пар частично потеряв закрутку, через отверстие 5 поступает в сепарационную камеру 7, увлекая струйки и капли жидкости. Благодаря капельному взаимодействию происходит конденсация оставшейся части пара. Незначительное количество несконденсированного пара, обтекая каплеотбойник 8, выводится из конденсатора через патрубок 3. Капли жидкости ударяются в каплеотбойник 8 и возвращаются обратно, взаимодействуя с поднимающимся паром, способствуя его более полной конденсации. Non-condensed steam partially losing twist, through the hole 5 enters the separation chamber 7, entraining trickles and drops of liquid. Due to the droplet interaction, the remaining vapor is condensed. A small amount of non-condensed vapor flowing around the droplet eliminator 8 is discharged from the condenser through the nozzle 3. Drops of liquid hit the droplet eliminator 8 and return back, interacting with the rising steam, contributing to its more complete condensation.

Таким образом, заявляемый контактный конденсатор позволяет осуществлять конденсацию залповых выбросов больших количеств пара. (56) Таубман Е. И. , Горнев В. А. и Мельцер В. Л. Контактные теплообменники. М. : Химия, 1988, с. 214.  Thus, the inventive contact capacitor allows for the condensation of volley emissions of large quantities of steam. (56) Taubman E.I., Gornev V.A. and Meltzer V.L. Contact heat exchangers. M.: Chemistry, 1988, p. 214.

Claims (1)

КОНТАКТНЫЙ КОНДЕНСАТОР ПАРА, содержащий частично заполненный жидкостью вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода пара и размещенным в верхней части каплеотбойником, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем интенсификации тепломассообмена, он снабжен кольцевой поперечной перегородкой, размещенной выше уровня жидкости, патрубки установлены тангенциально корпусу под углом к горизонтальной плоскости и частично заведены под уровень жидкости.  CONTACT VAPOR CONDENSER, containing a vertical cylindrical body partially filled with liquid with steam supply pipes and a drop eliminator located in the upper part, characterized in that, in order to increase efficiency by intensifying heat and mass transfer, it is equipped with an annular transverse partition located above the liquid level, the pipes are installed tangentially to the body at an angle to the horizontal plane and partially brought under the liquid level.

Images