Тепломассообменный аппарат (его варианты)

Группа изобретений относится ктеплообменной аппаратуре и может бытьиспользована в энергетической и хими-ческой промышленности, в частностидля конденсации токсичного пара,Известен теплообменник, содержащий корпус,. частично заполненный жидким теплоносителем, установленные вкорпусе газовое сопло и циркуляционные трубы, погруженные в теплоноситель.Недостатком указанного устройстваявляется низкая интенсивность теплообмена, обусловленная плохой цирку в;ляцией теплоносителя.Наиболее близким к предложенномуаппарату является тепломассообменныйаппарат, содержащий емкость, частично заполненную теплоносителем, разме" 20щенный в.емкости эжектор с приемной .камерой, активным и пассивным жид- .костным соплами и камерой смешения,паропровод, подключенный к активномусоплу эжектора, и погруженную в теп- я 5лоноситель циркуляционную трубу; вы"ходной участок которой сообщен с жид- .костным соплом эжектора. Корпус. эжектора установлен над уровнем теплоносителя и при течении пара его конденсация происходит в основном на поверхности теплоносителя,подача пара через паровое соплоприводит к возникновению разреженияна срезе сопла, и охлаждающий теп"лоноситель всасывается через циркуляционную трубу и- частично конденсиру"ет пар в процессе движения.,Недостатком указанного аппаратаявляется его узкий рабочий диапазон;так как для создания необходимогоразрежения требуется подвод пара подзначительным давлением,Целью изобретения является расши"рение рабочего диапазона,1Указанная цель в соответствии спервым вариантом изобретения достигается тем, что в известном тепло- .массообменном аппарате, содержащемемкость, частично заполненную теплоносителем, размещенный в емкостиэжектор с приемной камерой, актив"ным и пассивным жидкостным соплами.и камерой смешения паропровод, подключенный к .активному соплу эжектора,3и погруженную в теплоноситель цирку-ляционную трубу., выходной участок которой сообщен с жидкостным сопломэжектора, выходной участок циркуляционной трубы расположен осесимметрично в приемной камере эжектора иснабжен выпуклым насадком, ориентированным вершиной в сторону паропроводаи образующим с его стенками активноесопло, а с выходным участком:-.циркуляционной трубы - пассивное жидкостноесопло,Зжектор может быть заключен. скольцевым зазором в обечайку.В.соответствии со вторым вариантом изобретения цель достигается темчто в известном тепломассообменномаппарате, содержащем емкость частично заполненную теплоносителем паропровод, размещенный в емкости эжекторс приемной камерой и активным профилированным соплом, укрепленным на паропроводе, и погруженную в теплоноситель циркуляционную трубу, выходнойучасток которой сообщен с приемной .камерой эжектора,. выходной участокциркуляционной труфы снабжен цилинд-.рическим раструбом, а активное сопло,эжектора выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра.с тангенциальны-ми отверстиями,на боковой поверхности, осесимметрично установленного враструбе циркуляционной трубы,Цилиндр может состоять из наборадисков с радиальными выемками, образующими при сборке тангенциальные отверстия,Кроме того, при йспользовании нескольких эжекторов как по первому,так и по второмуварианту изобретения они могут быть объединены в группы с разной глубиной погружения втеплоноситель своими активными соплами,На фиг. 1 схематично изображентепломассообменный аппарат., пред"ставляющий собой комбинацию аппара"тов по первому и второму вариантамизобретений, на фиг. 2 - эжектор,продольный разрез (первый вариант)на фиг, 3 - эжектор, разрез (второйвариант) на фиг. М - эжектор с цилиндром из набора дисков, разрез.Тепломассообменный аппарат по первому варианту изобретения содержитемкость 1, частично заполненную теп"лоносителем 2, размещенный в емкости1 эжектор 3 с приемной камерой , активным 5 и пассивным жидкостным 6соплами и камерой смешения 7, паропровод 8, подключенный к активномусоплу 5 эжектора, и погруженную в5 11 теплоноситель 2 циркуляционную трубу 9, выходной участок 10 которой сооб-, щен с жидкостным соплом 6 эжектора, 1ФЭ расположен осесимметрично в приемноикамере 4 эжектора и снабжен выпуклым насадком 11, ориентированным вершиной в.сторону паропровода 8 и образующим с его стенками активное сопло5, а выходным участком 10.циркуляционной трубы 9 - пассивное жидкостное сопло 6. Эжектор 3 может быть заключен с кольцевым зазором 12 в обечай" ку 13.Корпус эжектора 3 может быть выполнен в виде цилиндрической трубы или же иметь расширение 14 за срезом выпуклого насадка 11, а торец эжектора может быть выполнен зубчатым с зубцами 15. В поперечном сечении эжектор может быть выполнен также в виде многогранника или какой- ..либо другой фигуры. Корпус эжектора 3 может быть расположен в емкости 1 как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.,1Выпуклый насадок 11 предназначендля профилированного вдува пара в полость эжектора 3 и может иметь любуюобтекаемую боковую поверхность. По технологическим соображениям насадок И в описываембм аппарате выполнен ввиде корпуса 16 с прикрепленной со стороны его основания обечайкой 17.В общем случае насадок 11 может быть выполнен, например, в виде куполообразной поверхности. Емкость 1 должнабыть герметичной и может быть.снабжена дополнительными теплообменными поверхностями 18 и дополнительной ,герметичной полостью 19, общей для всех эжекторов 3, установленных в емкости 1.Для дополнительной конденсации пара емкость 1 и полость 19 могут быть снабжены впрыскивающими устройствами .,20, связанными через насос 21 с теп:лоносителем 2 или внешним источником ,22; Емкость 1 может быть сообщена с,рому варианту изобретения содержитемкость 25, частично заполненную теп"лоносителем 26, паропровод 27, размещенный в емкости 25 эжектор 28 с приемной камерой 29 и активным профилированным соплом 30, укрепленным ; на паропроводе 27, и погруженную в33957 6 используется вода. В случае совмещения емкостей 1 и25 они могут быть снабжены общими теплообменными поверхностями 18, полостью 19, впрыскиваюцими устройства ми 20, сообщающим клапаном 23 и воздушником 24, При использовании двух и более эжекторов они могут быть объединены в группы с различным количеством эжекторов в каждой из них, З 5 причем упомянутые группы отличаютсядруг от друга глубиной погружения в охлаждаюций теплоноситель газовых сопел эжекторов что при повышении давления пара в полости 19 позволяет 40 обменные аппараты следующим образом,чэнапример сопла 30, с наименьшей глу биной погружения включается в работу соответствующая группа эжекторов, например эжектор 28,. Пар при этом за кручивается в отверстиях 35 цилиндра34, поступает в раструб 33 и раскручивает жидкость в раструбе, В результате вращения жидкости в раструбе, а также из-эа разности удельных весов 5 10 15 20 теплоноситель 26 циркуляционную тру. бу 31, выходной участок 32 который сообщен с приемной камерой 29 эжектора 28 и снабжен цилиндрическим раструбом 33,а активное сопло 30 эжектора 28 выполнено в виде заглушенного с торца цилиндра 34 с тангенциальными отверстиями 35 на боковой поверхности, осесимметрично установленного в раструбе 33 циркуляционной трубы 31Цилиндр 34 может состоять из набора дисков 36 с радиальными выемками 37, образующими при сборке тангенциальные отверстия 35.При необходимости совместной работы аппаратов по первому и второму вариантам изобретения емкости 1 и 25 могут быть совмещены, а теплоносители 2 и 26 могут представлять. единый бассейн или же разделены перегородкой 38 и отличаться друг от друга по физико-химическому составу. В качестве теплоносителей согласно изобретению вводить эжекторы в действие дискретно,. группами, начиная с группы с наименьшей глубиной погружения газового сопла.Работают предложенные тепломассоПри появлении пара в герметичной полости 19 давление в последней возрастает и жидкость начинает вытесняться из сопел 5 и 30 эжекторов 3 и 28. При вытеснении воды из сопла, 7 11смеси в раструбе и окружающего теплоносителя через циркуляционную трубу31 возникает циркуляция охлаждающеготеплоносителя с нижней отметки емкости 25 к раструбу 33, При движениивверх в раструбе 33 пара и теплоноси-теля пар конденсируется, и нагретаясмесь через верхний срез раструба 33,сливается на теплоноситель 26, Такимобразом, отработанный нагретый теплоноситель сливается в верхнюю часть.емкости 25; и обеспечивается постоянный подвод холодного теплоносителя кциркуляционной трубе 31 Выполнениецилиндра 34 в виде дисков 36 повыша-.ет технологичность и упрощает изготовление эжектора,При дальнейшем повышении давленияв полости 19 вытесняется вода из сопел, например из сопла 5, следующейпо глубине погружения газовых сопелгруппы эжекторов, например эжектора3. Пар через щели между зубцами 15поступает в зазор 12Зубцы 15 препятствуют проходу больших объемов пара и дробят его на пузыри, соизмеримые с размером щелей между ними, чтоспособствует повышению надежности аппарата, так как при конденсации,схлопывании пузырей возникают гидравлические удары, приводящие при неконтролируемых объемах пара,в жидкости к разрушению элементов тепломассообменного аппарата . Образовавшиесяпузыри пара поднимаются в зазоре 12,увлекают за собой теплоноситель и впроцессе движения. конденсируются.В результате возникает циркуляциятеплоносителя через зазор,12 со сливом отработанной нагретой среды вверхнюю часть емкости 1. Дальнейшееповышение давления в полости 19 приводит к ускорению течения потока пара через сопло 5, в результате чегона срезе сопла 5 возникает разрежение, Жидкость из циркуляционной труы 9 поступает в область разрежения33957 20 5 10 15 25 ЗО 35 и совместно с паром проходит эжектор 3 и выводится иэ него. Пар в процессе совместного движения с жидкостью конденсируется и отработанная на-,гретая среда сливается в верхнюючасть емкости 1,При наличии в эжекторе 3 расширения 14 происходит более глубокое разрежение пара за паровым соплом 5, врезультате чего через циркуляционнуютрубу 9 увеличивается количество поступающей жидкости и наступает болееинтенсивная конденсация пара, В циркуляционной трубе 9 образуется движение охлаждающей жидкости с нижней отметки емкости 1 к выходному участку10. Слив отработанной среды в верх-.нюю часть емкости в процессе конденсации пара способствует сохранению,температуры жидкостиво всей емкости1 и обеспечивает постоянный подвод.ктрубе 9 холодного теплоносителя. Впроцессе конденсации пара могут быть при необходимости включены дополнительные теплообменные поверхности 18, По окончании процесса конденсации для удаления остаточных паров из полости 19 и емкости 1 могут быть включены впрыскивающие устройства 20 и по завершении удаления паров давления в емкости 1 и полости 19 выравниваются открытием клапана 23.Число эжекторов в каждой группв и количество групп, в которые объединены .эжекторы в описанных устройствах, в каждом конкретном случае определяется условиями работы аппарата в целом. Описанные тепломассообменные ап" параты способствуют более полной конденсации пара; уменьшают габариты устройства и позволяют конденсировать пар при более низком значении давления, что расширяет рабочий диапазон и повышает надежность устройства в целом.Ваакович е едактор Т.йарганова Техред И.Иоргентал Коррект Производственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, у . ри ч л Гага ина 101 Ф аЬ Ю фВ ею еее екаэ 1085ИИПИ Государственног. 113035 иражкомитетМосква ееееее еФ евПодписноепо иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЯ, Раушская.наб д, 4/5юФ