Деаэратoр
Автoры: Пивин Иван Федoрoвич
Изoбретение oтнocитcя к теплoэнергетике и предназначенo для нагрева пoдпитoчнoй вoды и удаления из нее кoррoзиoннo-агреccивных газoв в cиcтеме вoдoподготовки ядерной энергетичеcкой уcтановки. Деаэратор cодержит корпуc c патрубками входа воды и пара, выхода выпара и деаэрированной воды, cтруйную и барботажную тарелки, раcположенные одна под другой, конфузор, размещенный в нижней чаcти корпуcа, трубопровод отвода выпара, уcтановленный по оcи корпуcа и cоединенный c патрубком выхода выпара в нижней части корпуса. Устройство также содержит насадку, выполненную из концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении с кольцами-проставками, имеющими отверстия, и лист, жестко закрепляющий насадку к корпусу. Отверстия верхних колец-проставок снабжены перепускными трубами, соединенными с листом и образующими между ними распределительную камеру. Патрубок входа воды расположен на боковой поверхности корпуса, а входа пара - в нижней части корпуса под струйной тарелкой. Технический результат - обеспечение эксплуатационной надежности и эффективной работы деаэратора при повышенных давлениях. 1 ил.
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве деаэрационного устройства при нагреве подпиточной воды и удаления из нее коррозионно-агрессивных газов в системе водоподготовки ядерной энергетической установки (ЯЭУ), работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.
Известен барботажный деаэратор, содержащий бак и деаэрационную колонку с барботажным устройством и пароперепускной трубой, заглубленной в поддон, причем труба снабжена кольцевой сборной камерой с водоотводящим каналом, нижняя кромка которого размещена под уровнем воды в баке, а сборная камера с водоотводящим каналом подключена к трубе на определяемом математическим выражением расстоянии от нижней ее кромки [1].
Недостатком указанного технического решения являются низкие эксплуатационные величины деаэрации при работе последнего на повышенных давлениях, так как с увеличением давления в деаэрационной колонке увеличивается количество кислорода, переходящее в воду из газообразного в растворенное состояние, тем самым создается возможность попадания через водоотводящий канал в бак-аккумулятор деаэрированной воды с большим содержанием кислорода.
Известен термический деаэратор, содержащий размещенные в колонке струйную и барботажную тарелки, а под последней - горизонтальный паровой перфорированный коллектор, сообщенный с пароперепускной трубой, встроенной в барботажную тарелку, причем паровой коллектор снабжен сопловым насадком, размещенным выходным торцом с зазором относительно нижней кромки пароперепускной трубы и соосно последней, причем диаметр насадка меньше диаметра трубы [2].
Недостатком этого технического решения является малоэффективный процесс деаэрации при работе на повышенных давлениях, связанный с тем, что достаточно полное удаление из воды углекислоты и кислорода путем обработки струй деаэрируемой воды паром не происходит из-за малоинтенсивного процесса теплообмена. Кроме того, не обеспечивается равномерное распределение жидкости по насадке, что приводит, например при отсутствии /наличии/ парового пространства над насадкой, к понижению эффекта деаэрации.
Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение эксплуатационной надежности эффективной работы деаэратора при повышенных давлениях.
Указанный технический результат достигается тем, что деаэратор снабжен конфузором, размещенным в нижней части корпуса, одна под другой струйной и барботажной тарелками, трубопроводом отвода выпара, установленным по оси корпуса и соединенным с патрубком отвода выпара в нижней части корпуса, насадкой, которая выполнена из концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении с кольцами-проставками, имеющими отверстия, и листом, жестко закрепляющем насадку к корпусу, при этом отверстия верхних колец-проставок снабжены перепускными трубами, соединенными с листом и образующими между ними распределительную камеру, патрубок подвода воды расположен в средней части корпуса, а подвода пара - в нижней части корпуса под струйной тарелкой.
Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве деаэрационного устройства при нагреве подпиточной воды и удаления из нее коррозионно-агрессивных газов в системе водоподготовки ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизна, уровень техники, промышленная применимость.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез деаэратора.
Деаэратор с одержит корпус 0 с патрубками: входа питательной воды 1 и пара 2, выхода деаэрированной воды 3 и выпара 4, упорядоченную насадку 5 в виде концентрически расположенных сеток, закрепленных по краям в радиальном направлении кольцами-проставками 6, причем отверстия верхних колец-проставок 6 соединены перепускными трубами 7 с листом 8 с образованием распределительной камеры между ними, конфузор 9, внутри которого установлены барботажная 10 и струйная 11 тарелки, трубопровод выхода выпара 12, причем последний расположен осесимметрично деаэратору и с зазором относительно упорядоченной насадки 5 деаэратора.
Деаэратор работает следующим образом.
Питательная вода подается через патрубок входа 1 и, поднявшись вверх по трубе, равномерно раздается в распределительной камере по упорядоченной насадке 5, причем в распределительной камере вода догревается до температуры насыщения. В местах закрепления насадки 5 кольцами-проставками 6 у сеток удалены утки, за счет чего вода равномерно распределяется по кольцевым щелям между кольцами-проставками 6, стекая по основам сеток и равномерно разбрызгивается по объему упорядоченной насадки 5. Из межсеточного объема вода частично между кольцами-проставками 6 и по отверстиям нижних колец-проставок 6 поступает на барботажную 10, а затем струйную 11 тарелки и выводится через патрубок выхода 3 деаэрированной воды в бак-аккумулятор (не показан). Пар подается через патрубок входа 2 и нижнюю часть конфузора 9, где на пути своем контактирует с пучком струй, стекающих со струйной тарелки 11, проходит через барботажную тарелку 10, далее, через отверстия нижних колец-проставок 6 попадает в межсеточный объем упорядоченной насадки 5, а выпар по перепускным трубам 7 собирается в верхнем отсеке деаэратора, откуда по трубопроводу выхода выпара 13 выводится через патрубок выхода выпара 4.
Применение конструкции деаэратора предлагаемого вида позволит обеспечить глубокое удаление из подпиточной воды кислорода, свободной и "связанной" двуокиси углерода за счет значительного увеличения контакта пара и воды, турбулизации последней и, как следствие, надежное получение подпиточной воды с допустимым пределом концентрации газов в ней.
Ссылка
1. Курнык Л.Н. и др. Барботажный деаэратор. SU а.с. № 1198010. C02F 1/20. Приоритет - 12.08.83. Опубл. бюллетень изобретений № 46. 15.12.1985 - аналог.
2. Виханский Г.М. и др. Термический деаэратор. SU а.с. № 1183778. C02F 1/20. Приоритет - 27.01.84. Опубл. бюллетень изобретений № 37. 07.10.1985 - прототип.
