Выпарной аппарат с вынесенной зоной кипения — SU 1039514 (original) (raw)
(19) 3 (51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боле. Б. Ваис ые трубчатые вертиния. Каталог-спра- ТЕМАШ. М., 1965,293 л. 122 в ,(21) 2557080 /23-26(56) 1. Аппараты выпарнкальные общего назначевочник ЦИНТИХИМНЕФс. 15.2. Патент США341969.(54)(57) ВЫПАРНОЙ АППАРА 1 С ВЫНЕСЕННОЙ ЗОНОЙ КИПЕНИЯ, содержащий вертикальную трубчатую греющую камеру, подъемную трубу с вертикальными перегородками, сепаратор и циркуляционную трубку, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет обеспечения устойчивой работы при изменениях тепловой нагрузки, греющая камера снабжена вертикальными перегородками, соединенными с соответствующими перегородками подъемной трубы и разделяющими греющую камеру на изолированные секции, каждая из которых снабжена устройством подвода греющего пара.Изобретение относится к термической дистилляции соленых вод, а именно к выпарным аппаратам с естественной циркуляцией и вынесенной зоной кипения, и может быть использовано в энергетике, химической, пищевой и других отраслях промышленности в условиях значительных изменений тепловых нагрузок на аппарат,Известны выпарные аппараты с естественной циркуляцией и вынесенной зоной кипения, которые могут работать продолжительное время на неумягченных и накипеобразующих растворах без существенного накипеобразования и снижения эффективности. Это достигается установкой подъемной трубы над греющими трубами и ведением процесса выпаривания раствора в присутствии затравочных кристаллов 1.Недостатком данного типа выпарных аппаратов является то обстоятельство, что они могут работать с устойчивой, без пульсаций циркуляцией раствора лишь при определенной величине тепловой нагрузки, приходящейся на единицу площади поперечного сечения подъемной трубы. Если указанная величина ниже требуемой, то количество пара, образующегося в подъемной трубе аппарата, недостаточное для создания устойчивого и равномерного движения воды по циркуляционному контуру. Неустойчивая, пульсирующая циркуляция раствора приводит, во-первых, к периодическому вскипанию воды в греющих трубах и, как следствие, к интенсивному отложению накипи. Во-вторых при работе в неустойчивом, пульсационном режиме резко ухудшается качество получа емого дистиллята за счет периодических выбросов воды в сепарационное пространство. Поэтому использование данного типа выпарного аппарата в случае значительных изменений тепловых нагрузок, например, имеющих место в испарителях системы водоподготовки тепловых электростанций, невозможно.Известен выпарной аппарат с вынесенной зоной кипения, содержащий вертикальную трубчатую греющую камеру, подъемную трубу с вертикальными перегородками, сепаратор и циркуляционную трубу.Исходный раствор может подаваться попеременно в первый или второй кг тур циркуляции. Данный тип аппарата предназначен для переработки кристаллизующихся растворов и работает следующим образом. Исходный раствор подается, например, в первый контур циркуляции, где происходит предварительное его концентрирование без выделения кристаллов солей из раствора. Часть раствора первого контура циркуляции перетекает через отверстие в перегородках, делящих растворный объем аппарата на две части, во второй контур циркуляции, где происходит окончательное концентриро 5 10 вание раствора с кристаллизацией солей. В результате во втором контуре циркуляции происходит отложение кристаллов солей на греющих трубах и других внутренних поверхностях контура, что снижает эффективность процесса выпаривания. Поэтому с целью гмывки образующихся инкрустаций солей в процессе работы периодически переключают подачу исходного раствора так, что второй контур циркуляции может работать как первый и наоборот 12). Недостатком этого выпарного аппаратаявляется наличие устройств для создания принудительной циркуляции раствора, вследствие чего требуется расход электроэнергии и дополнительные трудозатраты на обслу живание этих устройств.Целью изобретения является повышениеэкономичности за счет обеспечения устойчивой рабогь при изменении тепловой нагрузки.Указанная цель достигается тем, что ввыпарном аппарате с вынесенной зоной кипения, содержащем вертикальную трубчатую греющую камеру, подъемную трубу с вертикальными перегородками, сепаратор и циркуляционную трубу, греющая камера снабжена вертикальными перегородками, соединенными с соответствующими перегородками подъемной трубы и разделяющими греющую камеру на изолированные секции, каждая из которых снабжена устройством подвода греющего пара.30 Благодаря такой конструкции выпарногоаппарата имеется возможность поддерживать величину тепловой нагрузки аппарата, отнесенной к единице площади поперечного сечения подъемной трубы, выше минимально допустимой. В случае уменьшения общей 35 тепловой нагрузки на аппарат, например,вызванной снижением электрической нагрузки энергоблока тепловой электростанции, указанную удельную тепловую нагрузку можно увеличить, исключив одну из изолированных секций греющей камеры из процесса нагрева раствора, путем прекращения подачи в нее греющего пара. В этом случае исключенная из процесса нагрева секция греющей камеры и соответствующая ей секция подъемной трубы становится дополни тельной частью опускной ветви циркуляционного контура, увеличивая его проходное сечение. За счет уменьшения гидравлического сопротивления опускной ветви циркуляционного контура, а также увеличения удельной тепловой нагрузки на оставшуюся в работе 50 секцию подъемной трубы аппарата скоростьдвижения раствора в трубах соответствующей секции греющей камеры возрастает, что способствует повышению теплопередачи ипроизводительности, а также устойчивости режима работы аппарата при уменьшенных 55 тепловых нагрузках.На фиг. 1 изображен выпарной аппарат,продольный разрез; на фиг. 2 - сечение. СотниковКорректПодписиСССР едактор А. Гульк аказ 6559/4 мокосо ВНИИПИ Государспо делам изо113035, Москва, Ж -илиал ППП Патент комитетаоткры скан на д, ул. д. 4/5оектная А - А на фиг, 1; на фиг, 3 - сечение Б - Б на фиг. 1; на фиг, 4 и 5 - варианты исполнения вертикальных перегородок в греющей камере и подъемной трубе.Выпарной аппарат состоит из греющей камеры 1, содержащей греющие трубы 2, подъемной трубы 3 с вертикальными перегородками 4, сепаратора 5, опускных циркуляционных труб 6, вертикальных перегородок 7 греющей камеры и устройств для подачи греющего пара 8.Выпарной аппарат работает следующим образом. При номинальной тепловой нагрузке греющий пар подается в обе изолированные секции греющей камеры 1 через устройства 8. При снижении тепловой нагрузки на аппарат (вследствие уменьшения расхода греющего пара на аппарат) до значения, близкого к значению, определяющему начало неустойчивой работы аппарата, отключается одно из устройств 8 подачи пара в изолированную секцию греющей камеры 1 и весь пар подается в оставшуюся в работе секцию греющей камеры. Тепловая нагрузка на единицу площади поперечного сечения оставшейся в работе части подъемной трубы увеличивается, и аппарат продолжает устойчиво работать и при дальнейшем снижении тепловой нагрузки. Если необходимо обеспечить устойчивую работу при снижении общей тепловой нагрузки на аппарат более чем в 2 раза, то греющую камеру и 10 соответственно подъемную трубу 3 следуетразделить на три и более частей (фиг. 4 и 5).Предлагаемое изобретение позволяет использовать выпарные аппараты с естественной циркуляцией и вынесенной зоной кипения в условиях значительных изменений тепловых нагрузок, Это дает возможность, например, в системах приготовления подпиточной воды на тепловых электростанциях работать на сырой, неумягченной воде и тем самым существенно (в 2 - 3 раза) снизить 20 количество соленых сточных вод, что имеетместо при известных методах приготовления подпиточной воды.