Деаератор

Реферат: Деаератор, містить деаераційну колонку з розподілювальним пристроєм введення живильної води у верхній її частині, камеру нагрівання зовні деаераційної колонки з ділянками теплопідведення теплових труб, розміщені по висоті деаераційної колонки трубчасті корпуси конденсаційних ділянок яких споряджено плавниками-ребрами. Трубчасті корпуси теплових труб виконано плоско-овальними у поперечному перерізі, до прямих бічних сторін яких поперечно приєднані плавники-ребра у вигляді прямокутних пластинчастих ребер. UA 108649 U (12) UA 108649 U UA 108649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що пропонується, належить до галузі енергетики і може бути використана при розробці деаераторів для підготовки води на теплових та атомних електростанціях. Відомий деаератор (див. книгу Акользин А.П., Жуков А.П. Кислородная коррозия оборудования химических производств. - М.: Химия, 1985. - с. 113, рис. 6.4) містить деаераційну колонку, у верхній частині якої встановлено розподілювальний пристрій для введення живильної води та розміщені під ним тарілки з отворами по висоті колонки, нижня частина якої приєднана до бака з деаерованою живильною водою, що подається до парогенеруючого устаткування. Для нагрівання тарілок використовується пара, яка вводиться в деаераційну колонку. Розчинений у воді газ переходить при нагріванні води у випар (парогазову суміш), який видаляється крізь отвір у верхній частині деаераційної колонки. Недоліком відомого деаератора є нерівномірність нагрівання води на тарілках як по висоті колонки, так і по довжині кожної з тарілок. Внаслідок цього не вся живильна вода нагрівається до температури кипіння і в бак з водою разом з деаерованою потрапляє і недеаерована живильна вода. Наявність газів в живильній воді спричинює негативний вплив на стан матеріалів парогенеруючого устаткування, сприяючи корозійному процесу та зменшує ресурс роботи деаератора. Найближчим за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є деаератор (див. патент України № 9811, МПК F28F 1/12, F28D 15/02, опубл. 17.10.2005), що містить деаераційну колонку з розподілювальним пристроєм введення живильної води у верхній її частині, камеру нагрівання зовні деаераційної колонки з ділянками теплопідведення теплових труб, розміщені по висоті деаераційної колонки трубчасті корпуси конденсаційних ділянок яких споряджено плавниками-ребрами. Плавниками-ребрами (по два повздовжніх плавники-ребра на кожній із труб) споряджаються плавникові труби (труба для котлів плавникова ТУ 14-3-341-75), що використовуються у парогенеруючому устаткуванні. Використання конденсаційних ділянок теплових труб для нагрівання плавників-ребер, омивані парою ділянки нагрівання яких встановлено в камері нагрівання зовні деаераційної колонки дозволяє забезпечити якісну та глибоку деаерацію живильної води за рахунок рівномірності прогрівання поверхні теплообміну, що є характерним для теплових труб. Недоліком прототипу є невелика теплообмінна площа або площа розділення рідинної та газопарової фаз, що складається з сумарної площі трубчастих корпусів конденсаційних ділянок теплових труб та плавників-ребер на них. Це знижує продуктивність (витрата деаерованої води на виході з деаератора) деаератора. Тому для отримання необхідної кількості деаерованої живильної води, потрібної для стабільної роботи парогенеруючого устаткування, необхідно збільшувати металоємність та габарити деаератора або збільшувати їх кількість. В основу корисної моделі поставлено задачу створення деаератора, в якому нова конструкція трубчастих корпусів теплових труб та плавників-ребер дозволили б забезпечити за рахунок більшої поверхні теплообміну при тих же габаритах підвищення продуктивності при збереженні якісної та глибокої деаерації. Поставлена задача вирішується тим, що в деаераторі, що містить деаераційну колонку з розподілювальним пристроєм введення живильної води у верхній її частині, камеру нагрівання зовні деаераційної колонки з ділянками теплопідведення теплових труб, розміщені по висоті деаераційної колонки трубчасті корпуси конденсаційних ділянок яких споряджено плавникамиребрами, згідно з корисною моделлю, трубчасті корпуси теплових труб виконано плоскоовальними у поперечному перерізі, до прямих бічних сторін яких поперечно приєднані плавники-ребра у вигляді прямокутних пластинчастих ребер, причому ефективність прямокутних пластинчастих ребер складає (0,94-0,96), а крок між ребрами може становити не менше 3,5 мм. Виконання трубчастих корпусів теплових труб плоско-овальними у поперечному перерізі, до прямих бічних сторін яких поперечно приєднані плавники-ребра у вигляді прямокутних пластинчастих ребер, дозволяє збільшити поверхню теплообміну, а, відповідно, і продуктивність. Причому найбільш якісна деаерація буде відбуватися на утвореній поверхні теплообміну при ефективності плавників-ребер на рівні (0,94-0,96), що забезпечує однакову температуру ребер по всій їх поверхні. Крок 3,5 мм і більше дозволяє отримати найкращі характеристики течії водяної плівки по поверхні ребер. Наприклад, площа теплообміну для трубчастого корпусу теплової труби плоско-овального (ГОСТ 8644-68) поперечного перерізу (розміри перерізу: розмір вздовж більшої осі 42 мм, розмір вздовж меншої осі 15 мм, радіус закруглення 7,5 мм) з прямокутними пластинчастими ребрами на ньому (розміри ребер: висота 15,5 мм, довжина 50 мм) в 8,2 разу більша в порівнянні з площею теплообміну для трубчастого корпусу теплової труби круглого поперечного перерізу зовнішнім діаметром 32 мм з повздовжніми плавниками-ребрами висотою 7 мм (труба для котлів плавникова ТУ 14-3-341-75) 1 UA 108649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 при умові рівності зовнішніх периметрів поперечного перерізу обох профілів та довжині кожної з труб 1 погонний метр. Виконання зовні деаераційної колонки камери нагріву із гріючою парою, в якій встановлено ділянки теплопідводу теплових труб, дозволяє забезпечити їх рівномірне омивання парою, внаслідок чого всі ділянки теплопідводу теплових труб знаходяться в однакових температурних умовах. Тому і температури поверхонь трубчастих корпусів на ділянках конденсації і, відповідно, і плавників-ребер у вигляді прямокутних пластинчастих ребер, будуть однакові як по довжині цих ділянок (ширині та висоті ребер), так і на кожній з конденсаційних ділянок по висоті деаераційної колонки. Виключення гріючої пари з деаераційної колонки забезпечує також найбільш сприятливі умови для деаерації. Рівномірне прогрівання стікаючої плівки води до температури деаерації в умовах відсутності гріючої пари дозволяє забезпечити якісну та глибоку деаерацію теплоносія. Технічна суть та принцип дії деаератора пояснюється кресленням. На кресленні зображено: фіг. 1 - деаератор в розрізі, який включає деаераційну колонку 1, верхня частина якої споряджена штуцером 2 для випуску випару, що утворюється під час деаерації. Також у верхній частині деаераційної колонки 1 встановлено розподілювальний пристрій 3, приєднаний до водогону живильної води 4. Зовні колонки 1 розміщена камера нагрівання 5, до якої приєднано вхідний штуцер 6 та вихідний штуцер 7 гріючої пари, а також конденсатопровід 8 з конденсатною помпою 9. В камері 5 встановлено ділянки теплопідведення 10 теплових труб 11, конденсаційні ділянки 12 яких розміщено в колонці 1 по її висоті. Конденсаційні ділянки 12 теплових труб 11 споряджено плавниками-ребрами 13 у вигляді прямокутних пластинчастих ребер. До нижньої частини колонки 1 приєднано бак з деаерованою живильною водою 14, до якого, в свою чергу, приєднано водогін деаерованої живильної води 15, споряджений помпою 16, що подає цю воду до парогенеруючої установки; фіг. 2 - поперечний переріз трубчастого корпусу 17 конденсаційної ділянки 12 однієї з теплових труб 11 з ребрами-плавниками 13 у вигляді прямокутних пластинчастих ребер. Деаератор працює наступним чином. В камеру 5 через вхідний штуцер 6 подається гріюча пара, що нагріває ділянки теплопідведення 10 теплових труб 11, конденсуючись на цих ділянках та охолоджується при цьому, і виходить з камери 5 через вихідний штуцер 7. Конденсат, що утворюється на ділянках теплопідведення 10 теплових труб 11, стікає в нижню частину камери 5, та видаляється з неї через конденсатопровід 8 за допомогою конденсатної помпи 9. В результаті нагрівання ділянок теплопідведення 10 за рахунок конденсації гріючої пари на них теплоносій всередині герметичних корпусів теплових труб 11 на цих ділянках 10 перетворюється в пару. Утворена пара переміщується всередині теплових труб 11 до їх ділянок конденсації 12, що розміщені в деаераційній колонці 1. Конденсаційні ділянки 12 теплових труб 11 разом з плавникамиребрами 13 нагріваються до температури, яка забезпечує нагрівання стікаючої плівки води до температури деаерації, рівень якої залежить від робочого тиску в колонці 1. Через водогін живильної води 4 до розподілювального пристрою 3 подається недеаерована живильна вода з виробництва (конденсат турбін, додаткова вода, дренаж ТЕС чи АЕС). Пристрій 3 розподіляє цю живильну воду на окремі струмені, що падають на верхній ряд конденсаційних ділянок 12 теплових труб 11 з плавниками-ребрами 13, де вода розподіляється по плавниках-ребрах 13 та верхній і нижній поверхнях трубчастих корпусів 17 конденсаційних ділянок 12 теплових труб 11 у вигляді плівки. Нагріваючись та послідовно стікаючи на розміщені нижче ряди конденсаційних ділянок 12 теплових труб 11 з їх плавниками-ребрами 13, вода кипить, позбавляючись від розчинених в ній газів. Висока ефективність цього процесу в пропонованому деаераторі визначається однорідністю температурних полів на плавниках-ребрах 13 і верхніх та нижніх поверхнях трубчастих корпусів 17, що є характерною особливістю теплових труб 11. Гріюча пара при цьому не вносить в деаераційну колонку 1 додаткових газів, так як її дія обмежена ділянками нагрівання 10 теплових труб 11 в камері нагрівання 5, що винесена за межі деаераційної колонки 1. Деаерована вода стікає в бак 14, звідки подається помпою 16 по водогону 15 до парогенеруючої установки. Утворювана в колонці 1 парогазова суміш видаляється з деаераційної колонки 1 через штуцер 2. 55 2 UA 108649 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Деаератор, що містить деаераційну колонку з розподілювальним пристроєм введення живильної води у верхній її частині, камеру нагрівання зовні деаераційної колонки з ділянками теплопідведення теплових труб, розміщені по висоті деаераційної колонки трубчасті корпуси конденсаційних ділянок яких споряджено плавниками-ребрами, який відрізняється тим, що трубчасті корпуси теплових труб виконано плоско-овальними у поперечному перерізі, до прямих бічних сторін яких поперечно приєднані плавники-ребра у вигляді прямокутних пластинчастих ребер. 2. Деаератор за п. 1, який відрізняється тим, що ефективність прямокутних пластинчастих ребер складає 0,94-0,96. 3. Деаератор за п. 1, який відрізняється тим, що крок між ребрами становить не менше 3,5 мм. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3