Відцентровий пароконтактний підігрівач

Винахід відноситься до підігрівачів рідин (розчинів) у цукровій промисловості і може бути використаний в інших галузях промисловості. Відомий пароконтактний підігрівач [див., наприклад, Колесников В. "Теплосиловое хозяйство сахарных заводов" М., Пищепром, 1980 г., с. 151], який містить сталевий циліндричний корпус з конічною кришкою і днищем. Всередині знаходяться переливні тарілки і розподільний пристрій для введення гріючої пари і рідини, яку нагрівають. Недоліком указаного нагрівача є те, що при незначній похибці в складанні переливних тарілок спостерігається прорив пари без контакту з рідиною, що зменшує ефективність підігрівача. Крім того, дана конструкція підігрівачів сприяє відкладенню накипу, який складно усувати. Відомі також і інші різновиди тарілчастих пароконтактних підігрівачів [див., наприклад, Азрилевич М. Я. «Технологическое оборудование свеклосахарных заводов», М. Пищ. пром. 1979 г., с. 210], в тому числі і з конусоподібними тарілками. Існуючі підігрівачі мають спільний недолік, це проходження частини пари без контакту з рідиною і відкладення накипу. При збільшенні сезону роботи цукрового заводу до 7 - 8 місяців, коли завод працює на буряку і на цукрі-сирці, пароконтактний підігрівач збільшує накипоутворення настільки, що очистити його дуже складно. Тому кожен рік вилучають внутрішню частину підігрівача і встановлюють нову, що спричиняє додаткові витрати коштів. Завданням винаходу є інтенсифікація теплообміну і зменшення накипоутворення. Поставлене завдання вирішується тим, що відцентровий пароконтактний підігрівач виконаний з двох вертикальних, циліндричних, співвісно розташованих ємностей: зовнішньої і внутрішньої, при цьому до внутрішньої ємності зверху приєднаний конус з патрубком для відведення газів, що не конденсуються, а знизу конус з патрубком для відведення підігрітої рідини, на циліндричній частині внутрішньої ємності встановлені тангенціальні плоскі сопла. У відцентровому пароконтактному підігрівачі підведення гріючої пари виконане тангенціальним патрубком, який відповідає напряму тангенціальних сопел внутрішньої ємності. У відцентровому пароконтактному підігрівачі на верхній циліндричній частині внутрішньої ємності встановлені тангенціальні патрубки, які відповідають напряму тангенціальних плоских сопел. На фіг.1 схематично зображено відцентровий пароконтактний підігрівач, загальний вигляд; на фіг.2 переріз підігрівача по А-А; на фіг.З - переріз підігрівача по Б-Б; на фіг.4 - переріз підігрівача по В-В. Відцентровий пароконтактний підігрівач містить зовнішню вертикальну циліндричну ємність 1, внутрішню вертикальну циліндричну ємність 2, зверху до неї приєднаний конус 3 з патрубком 4 для відведення газів, що не конденсуються, а знизу конус 5 з патрубком 6 для відведення підігрітої рідини. На циліндричній частині внутрішньої ємності встановлені тангенціальні плоскі сопла, утворені боковими пластинами 7 і 8, а зверху і знизу вони перекриті пластинами, які відповідають перерізу сопла. Підведення гріючої пари до підігрівача виконане тангенціальним патрубком 9. На верхній циліндричній частині внутрішньої ємності встановлені тангенціальні патрубки 10 для підведення рідини до підігрівача. Для відведення конденсату з нагрівальної камери встановлений патрубок 11. Відцентровий пароконтактний підігрівач працює наступним чином. До внутрішньої ємності 2 через тангенціальні патрубки 10 подається рідина (наприклад, барометрична вода), яку потрібно підігріти до заданої температури. Для цього через тангенціальний патрубок 9 подається пара у простір, утворений ємностями 1 і 2. Тангенціальний рух пари дає можливість краще розподілити її на поверхні нагрівання ємності 2, де відбувається передача тепла від пари до рідини через стінку. Потім пара надходить до тангенціальних плоских сопел, утворених пластинами 7 і 8. На виході з сопел пара вступає в контакт з рідиною, що стікає донизу в закрученому потоці, і конденсується. Підігріта рідина стікає на конус 5 і відводиться патрубком 6 до збірника рідини. Конденсат з парової камери, утвореної ємностями 1 і 2, відводиться патрубком 11 до збірника рідини. Необхідно зазначити, що всі підведення: пари, води і тангенціальних сопел виконані в однаковому напрямі. Це дає можливість збільшити швидкість переміщення рідини в радіальному напрямі всередині циліндричної ємності, що збільшує час перебування рідини в зоні нагрівання і збільшує відповідно температуру нагрівання рідини. В запропонованому підігрівачі процес теплообміну відбувається в закрученому потоці, тобто в полі дії відцентрових сил, що дозволяє значною мірою інтенсифікувати теплопередачу і знизити накипоутворення. При більшій швидкості закрученого парорідинного потоку всередині циліндричної ємності можна досягти безнакипного режиму роботи підігрівача, тобто отримати самоочисний пароконтактний підігрівач.