Водоопреснительная установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9 (111 3 ) 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к судостроению, в частности к судов),м водоопреснительным установкам. Цельизобретения - поньшение производительности установки путем уменьшеюянакипеобразования. Водоопреснительалустановка включает в себя водоподогреватель 1, сепаратор 2 и конденсатор3. Водоподогреватель 1 выполнен сверхним 12 и нижним 13 коллекторами,которые соединены друг с другом попериметру патрубками 14 и сообщеныс внутренней полостью нагревательных трубок 7 с образованием контура угтчпв)й ес )ествепп)и цп 1 улцпп,11)м и) в Г.ввГ), ) )и) )е)а:)а л,тя отв);)а 1 п)ссо;)в в патрубки 14.11), ве 1)хни) ко.):ект)рм 12 устаповле в;)агоот.итель 1, со).тоящий изцентр .) по г) колпака с рассеиваю);имконусом и отбойного цитка 22 по периметру ц)пвндрического барабана 17.1 ад нлагоотделителем установлеы горизотальые сепарациоые жаюзи 21в виде концентрически располо);епн),)хдисковых колец волнообразного про,я, края которых смещены отосительо друг друга и взаимно перекрыты собразовапем каналов дтя восходящегопотока пара. 1 з,п. Ф-лы. 1 ил.Изобретение относится к судостроению, н частности к судовым водоопреснительным установкамЦель изобретения - повышение про 5изводительности установки путемуменьшения накипеобраэования,Нд чертеже схематически изображена водоолреснительная установка,одооперснительндя установка вкгючает в себя водоподогреватель 1, сепаратор 2 и конденсатор 3. Бодоподогренатель 1 является испарителем кипящего тиид, содержит цилиндрический корпус 4 с верхней 5 и нижней 6 15трубнымп досками, н которых развальовдны л рткдльные нагревательныетрубкиежтрубн; м пространством корпуса4 обрдз,ндпа емкость для теллоносителя, н качестве которого может бытьутьддционое тешо охлаждащей воды судоньгх сплоньх установок, свежгщили отрдботднньп пар и другие источники тепла. 25В корпус водоподогревателя дионтиронанч трубопровод 8 для подачитеплоносителя, трубопровод 9 дяя отвода теплоносителя и трубопровод 10с дроссельной шайбой 11 для подачи 30пптдтельной воды.На верхней трубной доске 5 корпуса 4 установлен нерхнии коллектор 12На нижней трубной доске 6 установлен ниний коллектор 13.коллекторы 12 и 13 выполнены ввиде цгшндрических колец и по периметру соединены друг с другом патрубками 14.Внутренними поверхностями вертикальных трубок 7, коллекторов 12 и13, патрубков 14 образованы сообщающиеся полости дчя естественной циркуляции питательной водыВ верхнем коллекторе 12 ло его периметру размещено направляющее кольцо 15 сферического профиля, которымобразованы каналы для отвода рассолачерез пдтрубки 14 и концентратор паронодяной смеси.50Направляющим кольцом 15 осуществлено и отклонение пароводяной струиот входных отверстий патрубков 14,Нижний коллектор 13 соединен споддоном 16, к которому подключентрубопровод 10 питательной воды Высота нагревательных трубок 7 ипатрубков 14 выбрана из условий производительности нодоопреснительнойустановки.Общее сечение патрубков 14 составляет 5-6/ общего сечения нагревательных трубок 7.Таким соотношением сечений предотвращено опрокидывание циркуляции,определен оптимальный поток питательной воды н нагренательньгх трубках 7и паросодерждние н них пароводянйсмеси.С водоподгревателем 1 в одноступенчатом прямоточном цикле сагрегатированы сепаратор 2 и конденсатор3, которые размещены в вертикальноцилиндрическом барабане 17 с крьшкой18, игрдющей роль сухопарника.илиндрический бдрабдн 17 закрепленд верхнем коллекторе 12, их полг,ти сообщены друг с другом.Б нижней части цилиндрического барабанд 17 присоединена сшвная труба19 для удаления рассола.,Сепаратор 2 размещен между водоподогревателем 1 и конденсатором 3и предназначен для отделения транспортируемой влаги от параВ данной водоолреснительной устанонке применена трехступенчатая сепарация пара с учетом выработки внодаподогревдтеле 1 переувлажненного пара.1 ерная, предварительная (частичная) ступень сепарации осуществленав концентраторе лдроводяной смесиверхнего коллектора 12, вторая ступень - в куполообразном отбойномвлагоотделптеле 20, третья ступеньв жалюзийных секциях 21.Влагоотделитель 20 состоит из центрального колпака с рассеинающим конусом и отбойного щитка 22 по периметру цилиндрического барабана 17, ко"торым образована наклонная плоскостьдля направленного стока отделеннойот пара воды н рассол по трубе 19 иканал верхнего коллектора в потокциркуляции.Благоотделитель 20 размещен надверхним коллектором 12 в зоне концентрации пароводяной смеси, Надвлагоотделителем 20 установлены селарируюцие жалюзи 21, выполненные в виде горизонтального йакета концентрически расположенныхдисковых колец волнообразного проФиля с наклонной поверхностью, взаимно перекрывающихдруг друга с образованием громежуточ35 40 В нижний коллектор 13 по трубопроводу 10 через дроссельную шайбу 11 подают насосом питательную забортную морскую воду в количестве, превыша 55 16345ных кольцевых каналов для восходящего пароводяного потока с шагом, обеспечивающим пересечение траекториитранспортируемой влаги и направленный сток отделенной от пара влагипо наклонным плоскостям жалюзей 21,влагоотделителя 20 с отбойным щитком 22.Сепаратор 2 представляет собойустройство, в котором конструктивнообъединены все элементы второй и.третьей ступеней сепарации соединением вертикальными стойками - связями 23 (показаны пунктиром) Веськаркас сепаратора 2 жестко закрепленв цилиндрическом барабане 17,Кроме того, естественная сепарация происходит в сухопарнике 18.Во всех ступенях сепарации обеспечен направленный сток отделенной отпара влаги н рассол.В верхней части цилиндрическогобарабана 17 размещен встроенный двухходовой конденсатор 3 для конденсации пара и превращения его в дистиллят.Конденсатор 3 представляет собойкожухотрубный теплообменник, внутренняя полость которого сообщена с сухопарником 18. Охлажденная вода подается и отводится по трубам 24 и 25.К цилиндру конденсатора 3 подсоединены трубопровод 26 для отсоса воздуха и трубопровод 27 для откачкиконденсата насосом. Трубопровод 26имеет колено для предотвращения откачки конденсата вместе с воздухом,Для создания и поддерживания вакуума в барабане 17 и конденсаторе 3.служит гидравлический эжектор, рабочая забортная воца к которому подается электроприводным насосом, входящим в состав водоопреснительнойустановки, Этим же насосом подает 45ся забортная вода в испаритель ина эжектор для откачки рассола,.Дистиллят, образующийся гри конденсации пара, откачивается из конденсатора 3 дистнллятным н;.сосом.Водоопреснительная установка снаб 50жена системой автоматики, з иты исигнализацииВодоопреснительная установка работает следующим образом,70 6ющем н 3-4 раза производительностьопреснительной установкиКоличество подаваемой воды регулируется по ротаметру или дроссельнойшайбой 11Увеличенный поток питательной воды обусловлен необходимостью уменьшения паросодержания в пароводянойсмеси с цепью исключения отложениянакипи на нагревательных трубках 7и снижения солености рассола (морской воды после частичного испарения).Из нижнего коллектора 13 питательная вода поступает в нагревательныетрубки 7 и далее в верхний коллектор 12.,1 о трубопроводу 8 подают теплоноснтель (охлаждамую воду от двигателей или пар) в межтрубное проотранство водоподогревателя 1.В водоопреснительной установкеэжектором создается вакуум Р=0,07 бар.1 ри этом давлении вода кипит прио38 С, поэтому в опреснителе можноприменять низкотемперакурные теплоноснтели. Теплоноснтель омывает нагревательные трубки 7 и нагревает опресяяемую вопу до температуры кипения42-44 С, соответствукэщую давлениюв трубках. Нагревание циркулирующейводы до температуры кипения - экономайзерная часть - происходит на 25307. высоты трубок. Б экономпйзорнойчасти имеет место также пристенноекипение воды 1 рн достижении температуры кипения начинается объемное кипение. Вследствие бочъшого удельногообъема пара при этом давлении 161 8 м /кг объем и соответственно скорость пароводяной смеси резко возрастают, На остальном испарительномучастке происходит кипение, и температура почти не меняется. В трубкахобразуется около 75-80/ пара. Все жевследствие циркуляции опресняемой(морской) воды весовое паросодержаниесоставляет 4-51, Это значение далекоот величины 25 Х, при котором начинается отложение накипи на трубкахи снижается коэйбициент теплоотдачи.Далее пароводяная смесь поступаетв верхний коллектор 12, Смесь перегрета на 4-6 ОСВ концентраторе пароводяной смеси верхнего коллектора 12, образованного высотой направляющего кольца15, происходит выравнивание тепловыхнагрузок по площади и поперечномусечению зеркала испарения, частичное отделение пара от воды и адиабатное испарение. с образованием 0,150 20 ко 5 п 1 чества пара производительФ5ности установки (0,75-0,80 колз 1 чества пара Образуется в нагревательныхтрубках 7),В концентраторе паровс дяной смесипроисходит ггняение кинетической энергии труй пароводяной смеси, вь 1 равнивание поля напряжения испарения.11 ал 1 нейшее отделение пара От водыпроисходит во влагоотделителе 20 сепаратора 2,5У 1 Осимые восходящим потоком пароводяные струи рассефи 111 п 11 г конусомцентра ппО 1 о ксзп 1 акс и",тзсо;1 22 1 гза"гс 1 отдР 11510 ме яютправ пениеПС 5 1." )11 С; 1 Е 11 Г, 1 ОРОРХ 11 ОСТЯМ ПОф 201 СО-С 111,Г С 1 ТДЕ.Е 11;5 1 з 11 ПГП СТЕ;СЕТ Вр сОл 1 астт 1 о отселриропа 5 Пар черв З КО :ЕЗ 1 Е КаиаЛ 5 ВлаГООтдепитЕт ч , у 1:1 ет в се паррую 1 не жалс - 25 зи 21"5 эззях 21 сепаратора 2 про, исхоит последующая сепарация пара.11 с:и. Пе 1,зратора 2 процес. естестненной сеп;рац 1 п 1 предо:ж тся сфер ес 11.м 51 псзззерхностями 1 арабана 17, его купо.1 о брз.злого су;сопарннка 18 и 1 ОПОнс:атора 3. сзстема сепарации дает высокое качество дистиллятп (до 10 мг/5) даже при перегрузке 1 сзарпгея на 40 - 50113 тсепррованыз 1 пар из верхней части цилидрического барабана 17 постуПет в открытую часть встроенного конденсатора 3, в котором конденсируется, опресненную воду из конден сатора откачивают конденсатным насосом по тр, бзпроводу 27.Ес 1 дезсацию пара в конденсаторе 3 Осуцес:твляют подачей охлаждво 1 е 11 воды по трубе 24 и отводом ее по трубе 25.Воздух, выдсзляю 1 П 1 йся в камере испарения из воды и подсасываемый через сальник циркуляционных насосов, откачивают иэ конденсатора 3 гидравлическим эжектором по трубе 26, Этим же эжектором создают вакуум в цилиндрическом барабане 17 и конденсаторе 3Жидкая сзаза смеси конструктИвными особенностями отбошика влагоот 55 делителя 20 распределяется по периферии нзгкней части барабана 17 и стекает в,кольцсвоп канал верхнего коллектора, образованный кольцом 15,и далее по патрубкам 14 - в нижнийколлектор 13, Разность между количеством питательной воды и Образовавшимся паром откачивается гидравлическим эжектором через трубку 19 за бо 1 т,Естественная циркуляция опресняеиой (морской) 1 Оды по контуру; кОльцевой канал верхнего коллектора 12патрубки 14 - нижний коллектор 13 -нагревательные трубки 7 подогревателя - верхний коллектор 12 создаетсяза счет разности плотности воды впатрубках 14 и плотности пароводянойсмеси в нагревательных трубках 7 повысоте испарительной части,Формула изобретения1: Бодоопресните:1 ьн,1 я установка преимущественно акуумного кипящего типа, содержащая пс 1 спеповате 1,но сообщенные между ссобой вс 5 доподогреватель с нагревательными трубками, у:- тановленными в трубньх досках, сепаратор и конденсатор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности установки путем уменьшения накипеобразования, водоподогреватель снабжен верхним и нижним коллекторами и патрубками, сообщаюцими по периметру упомянутые коллекторы между собой, причем коллекторы сообщены с внутренними полостями нагревательных трубок нодопоогревателя, при этом общая площадь с - чения патрубков составляет 5-67. общей пло 1 ади сечения нагревательных трубок2 Установка по п 1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что верхний коллек- . тор снабжен концентратором пароводяной смеси, 1 зыполне 5 ным в виде кольца с вогнутым ободом и установленным внутри коллектора с образованием канала, сообщенного с упомянутыми патрубками, причем нижний торец кольца закреплен на внутренней поверхности корпуса водоподогрева.еля, а верхний его торец с зазором относительно корпуса водоподогревателя размещен на уровне половины высоты верхнего коллектора, при этом сепаратор снабжен влагоотдепителем, включающим в себя центральны 1 колпак с рассеивающим конусом, обращенным вершиной к верхнему коллектору, отбойным щитком,1634570 установленным по внутреннему периметру корпуса сепаратора, ц горизонтальными сепарациоцними жалози, установленными горизонтально цад влагоотдели 5 телем и выпи.шецными в виле конпентнием каналов. Составитель Е.ИгнатьевТехред Л.Олийнык Корректор Н,Король Тираж 274 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Редактор И,ЫвыдкаяЗаказ 726 рцчески расположенных дисковых колец волнообразного профиля, края которых смецены относительно друг друга и взаимно перекрыты с образова