Вакуумный испаритель

(51) М. Кл.ЗВ 01 В 1/06 В 01 О 3/02 Г 28 Г 3/00 Гееудеретееннме кемнтет СССР Опубликовано 07.02.83. Бюллетень5 Дата опубликования описания 17.02.83(53) УДК 66 048 .541 (088.8) па ленам нзебретеннй н еткрытийДальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева.(54) ВАКУУМНЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ Изобретение относится к области испарительных устройств общего назначения, в частности к тепло-массообменным аппаратам погружного типа, работающим под вакуумом, и может быть использовано в.энергетической, химической и судостроительной промышленности.ВИзвестен применяемый в испарительных установках трубчатый аппарат, в котором интенсификация вакуумного кипения достигается посредством введения в нагреваемую жидкость искусственных центров парообразования в виде воздушных пузырьков 11.Недостатком аппарата является хаотичное распределение искусственных центров парообразовайия в объеме жидкости по мере всплытия воздушных пузырей.Известен трубчатый аппарат для выпаривания жидкостей, снабженный электродами, которые введены в жидкость, при этом электроды генерируют дополнительные искусственные центры кипения в виде мелких газовых пузырьков, образующихся в жидкости в результате электрогидролиза. Рабочая плотность тока при этом находится в диапазоне 0,4 - 0,6 А/см 2. Основными недостатками конструкций является повышенная опасность ввиду работы аппарата под электрическим напряжением, повышенный расход энергии на выпаривание жидкости вследствие дополнительного ее электролиза.Известен также вакуумный испаритель,содержащий корпус, горизонтальные ряды греющих труб, сепаратор и генератор искусственных центров кипения, размещенный 1 в под греющими трубами 3,.Недостатками аппарата являются ограниченный теплосъем вследствие введения искусственных центров кипения в наиболее холодную придонную область нагреваемой жидкости, ослабления турбулизации пристен- " ной области в нагреваемой жидкости вследствие торможения воздушных пузырьков в жидкости при всплытии от днища к поверхности нагрева, нарушение подъемно-опускного движения жидкости в аппарате всплы 2 в вающими паровыми пузырями вследствиепридонного генерирования исскуственных центров кипения, повышенные расходы энергии иа эксплуатацию вследствие воздушных присосов.Целью изобретения является повышение производительности испарителя за счет турбулизации пристенного слоя нагреваемой жидкости.Поставленная цель достигается за счет того, что в известном вакуумном испарителе, содержащем корпус, горизонтальные трубы греющих труб, сепаратор и генератор искусственных центров кипения, размещенный под греющими трубами, генератор центров кипения выполнен в виде насадок каплеобразной формы, установленных на нижних трубах с образованием кольцевого канала, при этом в гребнях насадок выполнены капиллярные паровые каналы.На фиг. 1 изображен продольный разрез испарителя; на фиг. 2 - то же, поперечный 5 разрез; на фиг. 3 - узелфиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.Вакуумный испаритель содержит корпус 1, трубные доски 2, горизонтальные греющие трубы 3, сепаратор пара 4 и генератор 5 искусственных центров кипения. Генератор 5 центров кипения выполнен в виде изготовленных из фторопласта насадок 6 капле- образной формы, установленных на горизонтальных трубах 7, размещенных под трубами 3 нижнего ряда. При этом между тру бой 7 и насадкой 6 образован кольцевой канал 8, а в гребнях насадок выполнены капиллярные паровые каналы 9 диаметром 0,2 - 0,4 мм. Генераторы установлены так, чтобы их сопла располагались в зоне пристенного слоя нижних труб. Подпитка микроконтуров генераторов происходит через несколько мелких отверстий 10 в нижней образующей насадки 6.Испаритель работает следующим образом.35Питательная вода через регулятор уровня (на чертеже не показан) подается. в корпус 1 испарителя, где испаряется на трубах 3 в процессе кипения. Пар, пройдя сепаратор пара 4, удаляется из аппарата.При низких давлениях процесс парообра зования происходит в основном, не на поверхности кипения, а в объеме перегретой жидкости. Вероятность зарождения парового пузырька в условиях низких давлений будет зависеть от перегрева жидкости в объеме. С ростом величины перегрева вероятность возникновения парового пузыря в объеме будет большей.Жидкость наиболее перегрета в пристенном слое, поэтому введение в эту зону готовых центров парообразования в виде па ровых пузырьков обеспечивает устойчивый процесс кипения в условиях вакуума. Кольцевой канал 8, заполненный исходной жидкостью, представляет собой собственный микроконтур кипения генератора 5. Изолированная насадкой 6 от внешнего пристенного слоя и не смешиваясь с ним, жидкость в канале 8 генератора 5 будет иметь значительно больший перегрев, чем в пристенных слоях труб 3, что обеспечивает устойчивое кипение в канале 8 генератора 5 в условиях вакуума при Р ( 10 кПа даже при малых плотностях теплового потока.Паровые пузырьки, выходя с большой скоростью из насадок 6 генераторов 5, турбулизируют наиболее перегретые пристенные слои жидкости вокруг труб 3 и, являясь центрами парообразования, обеспечивают ус тойчивый процесс кипения на трубном пучке в условиях вакуума. Размещение дополнительных генераторов искусственных паровых.центров кипения под нижними трубками пучка повышает производительность испарителя на ЗОО/о, увеличивает на 25/о время межосмотрового периода, повышает надежность работы испарителя, улучшает качество дистиллята,В случае уменьшения производительности испарителя в процессе работы достаточна кратковременная остановка испарителя для чистки каналов 8 генераторов 5,формула изобретенияВакуумный испаритель, содержащий корпус, горизонтальные ряды греющих труб,сепаратор и генератор искусственных центров кипения, размещенный под греющимитрубами, отличающийся тем, что, с цельюповышения его производительности за счеттурбулизации пристенного слоя нагреваемойжидкости, генератор центров кипения выполнен в виде насадок каплеобразной формы,установленных на нижних трубах с образованием кольцевого канала, при этом в гребнях насадок выполнены капиллярные паровые каналы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР176505, кл. В 63 - 1/00, 1965.2. Авторское свидетельство СССР72098, кл. 8 01 1) 1(10, 198.3. Скрипник В. Н. Интенсификация работы судовых вакуумных кипящих испарителейметодом воздушного форсирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата гехнических наук, Одесса, 1972,с. 28, 61.ОТ НИКОВ 415тная, 4 Редактор О. Филинп Заказ 6993 на ПИ Госделам Москва П Пат ВНИИ 113035,лиал ПП