Конденсатор

Е и 769237ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.10,80 па аелаи изобретений н открытий(54) КОНДЕНСАТОР 1Изобретение относится к области конденсационных теплопередающих устройств,в частности к конденсаторам-стабилизаторам теплового режима с буфером неконденоирующегося газа, и может быть применено в головном узле обращения фаз низкотемпературной разделительной колонны.духоразделительной установки, содержаИзвестен конденсатор-испаритель воздухоразделительной установки, содержащий теплообменные пакеты, между которыми расположены вытеонители, заполненные газом, неконденсирующимся при температуре кипения испаряющейся жидкостиЯДанный конденсатор надежен в работе,поскольку снабжен вытеснителями, заполненными газом, однако в нем не можетбыть обеспечено саморегулирование работой.Саморегулирование работы осуществлено в конденсаторе-стабилизаторе, содержащем вертикальный корпус с размещенным в нем с кольцевым зазором стаканом,снабженным патрубка ми подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость, сообщающуюся с кольцевым зазором 2,Стабилизация теплового потока в таком конденсаторе достигается изменениемплощади конденсации путем перемещения пар-газ, однако конденсатору присущ недостаток, заключающийся в наличии процесса неконтролируемого постепенного вымораживания конденсирующейся среды на 5 поверхности конденсации в случае охлаждения конденсатора криогенным хладагентом (особенно, в зоне границы пар-газ). Вымораживание среды при больших объемах твердой фазы, во-первых, ухудшает основ ной технологический процесс, во-вторых,может привести к прекращению процесса стабилизации теплового режима (напрпмер, путем образования пробки льда, полностью перекрывающей линию, связывающую по лость конденсации с буферной емкостью) .Наличие постоянного неконтролируемого процесса вымораживания конденсирующейся среды снижает эксплуатационную надежность устройства. Цель изобретения - устранение вышеуказанного недостатка и повышение надежности. Эта цель достигается тем, что в коль цевом зазоре коаксиально корпусу размещена цилиндрическая перегородка, в полости между которой и стаканом установлены вытеснители в виде заглушенных с торцов труб, расположенных по периметру стаЗо кана с заданным шагом.311 а фиг, 1 изображенконденсатор; на фиг. 2 -фиг. 1.Конденсатор содержит корпус 1, стакан 2, патрубок 3 для подвода хладагента, патрубок 4 для его отвода, буферную емкость 5, перегородку 6, кольцевой зазор 7, трубы 8,нрсдлагаемыи разрез А - А Конденсатор нижним торцом непосредственно присоединяется к технологической установке, например, к разделительной колонне,Работа конденсатора осуществляется следующим образом. В рабочих условиях конденсирующаясясреда поступает в конденсатор из технологической установки, конденс".руется па поверхности стакана 2 и стекает обратно вниз в виде жидкой пленки и капель.Внутрь стакана 2 через патрубок 3 поступает жидкий кипящий хладагент, образующий пары, которые отводятся через патрубок 8. Конденсирующаяся среда и неконденсирующийся буферный газ создают в зазоре между стаканом 2 и перегородкой 6 границу раздела, перемещение которой вверх или вниз меняет протяженность зоны конденсации, при этом давление в конденсаторе (и, соответственно, температура насыщения конденсирующейся среды) стабилизируется в определенных заданных пределах. Если температура кипения хлад- агента значительно ниже температуры затвердевания конденсирующейся среды, то на поверхности стакана 2 может начаться процесс вымораживания с постепенным накоплением твердой фазы конденсирующейся среды. Однако наличие трубы 8 приводит к тому, что уже при малых количе.ствах образовавшейся твердой фазы происходит резкое сокращение площади конденсации, чему способствует и эллипсный профиль труб 8. Трубы 8 выполняются тонкостенными (например, с толщиной 0,1 - : - :-0,2 мм), из материала с низкой теплопроводностью (например, из пластмассы или нержавеющей стали), их концы заглушены, внутри же находится газ. В связи с этим, трубки 8 сами практически не пропускают тепловой поток и при заполнении зазоров между трубами 8 и поверхностью стакана 2 твердой фазой (характеризующейся низкой теплопроводностью) одновременно с резким сокращением площади конденсации имеет место резкое увеличение термического сопротивления между конденсирующейся средой и поверхностью стакана 2. При правильном расчете параметров устройства можно достигнуть увеличение этого термического сопротивления при наращивании льда в десятки раз, что в основной зоне конденсации приостановит процесс вымораживания прп достижениитолщины льдачины. относительной малой велиПерегородка 6 в конденсаторе размещена так, что с наружной стороны она всегда и по всей высоте контактирует с 20 конденсирующейся средой, поэтому перегородка 6 всегда нагрета до температуры насыщения конденсирующейся среды. Следовательно, для льда, наращиваемого на поверхности стакана 2, перегородка 6 яв ляется горячей стенкой, с приближением ккоторой тепловой поток от нее ко льду растет, и рост льда прекращается до полного перекрытия зазора между конденсирующейся средой и неконденсирующимся га- ЗО зом. Нагреваемая снаружи перегородка 6,таким образом, предотвращает перекрытие связи с буферной емкостью пробкой льда в зоне конденсатора, занятой неконденсирующимся газом, Тем самым, обеспечива ется высокая эксплуатационная надежность конденсатора. Использование описываемого конденсатора в разделительной колонне позволит 40 повысить надежность работы последней иупростить ее конструкцию за счет устранения промежуточного испарительно-конденсационного цикла. Формула изобретения Конденсатор, содержащий вертикальный корпус с размещенным в нем с коль цевым зазором стаканом, снабженным патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость, сообщающуюся - с кольцевым зазором, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения на дежности, в кольцевом зазоре коаксиально корпусу размещена цилиндрическая перегородка, в полости между которой и стаканом установлены вытеснители в виде заглушенных с торцов труб, расположенных 00 по периметру стакана с заданным шагом. Источники информации,принятые во вниманиепрп экспертизе Иначе протекает процесс вымораживания в зоне границы конденспрующаяся среда - буферный газ. В этой зоне пар диффундирует в буферный газ и затем вымораживается на поверхности стакана 2, процесс идет медленно при очень малых 10 тепловых потоках, и поэтому наращиваниельда не может его ограничить. При достаточно длительной непрерывной работе конденсатора лед полностью заполнит зазоры между трубами 8 и верхняя его граница 55 начнет приближаться к перегородке 6.-35, Раушская наб., д. 4/5 За 480 писное агорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполко 5Труды Всесоюзной научно-технической конференции по применению радиоактивных и стабильных изотопов, М., Изд-во А 11 С СР, 1958, с. 127. Изд. Ио 516ВНИИПИ Госудапо дслам из13035, Москва, 5 К 61. Авторское свидетельство СССР Мв 412458, кл, г 28 Р 9/00, 1971.2. Мюлендорф Ю. К. и др. Конденсатор-стабилизатор теплового режима,