close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4230

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4230
(13)
C1
(51)
(12)
7
F 22G 5/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: a 19980254
(22) 1998.03.17
(46) 2001.12.30
СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПАРА
(71) Заявитель:
Белорусская
государственная
политехническая академия (BY)
(72) Авторы: Кащеев В.П., Сорокин В.Н., Кащеева
К.Э., Воронов Е.О. (BY)
(73) Патентообладатель:
Белорусская
государственная политехническая академия (BY)
(57)
1. Способ охлаждения пара путем подачи охлаждающей жидкости в поток пара, образования вращающегося кольцевого слоя парожидкостной смеси и поддержания заданных расходов, скоростей и энтальпий компонентов, отличающийся тем, что подачу охлаждающей жидкости в поток пара осуществляют на участках
с максимальной скоростью пара.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость на участках с максимальной скоростью пара подают в поток пара в виде капель.
(56)
SU 1110990 A, 1984.
RU 2052712 C1, 1993.
SU 1343180 A1, 1986.
Фиг. 1
BY 4230 C1
Изобретение относится к энергетике, в частности к редуцированию и охлаждению перегретого пара в
пускосбросных устройствах тепловых и атомных электростанций.
Известен способ охлаждения пара путем подачи охлаждающей жидкости в поток пара, образования вращающегося слоя парожидкостной смеси и охлаждения пара при его барботаже через слой охлаждающей воды [1].
В данном способе охлаждения пара жидкость в поток пара подают на участке его движения с малой скоростью, причем жидкость подается в виде сплошной струи, разнонаправленной с потоком пара.
Недостатками способа являются:
значительные массогабаритные характеристики устройства из-за больших толщин парожидкостного слоя
и свободного объема за слоем,
шум при работе из-за пульсаций давления в слое,
пульсации самого слоя, вызванные схлопыванием пузырей, и, наконец, само схлопывание пузырей сопровождается звуковым эффектом.
Известен способ охлаждения пара путем подачи охлаждающей жидкости в поток пара, образования вращающегося слоя парожидкостной смеси и охлаждения пара при его барботаже через этот слой [2].
В данном способе охлаждения пара жидкость в поток пара также подают на участке его движения с малой скоростью и также жидкость подается в виде сплошной струи, но спутнонаправленной с потоком пара.
Это позволяет несколько снизить шум и массогабаритные характеристики устройства.
Недостатками способа являются:
значительные массогабаритные характеристики устройства из-за больших толщин парожидкостного слоя
и свободного объема за слоем,
шум при работе устройства из-за пульсаций давления в слое, пульсаций самого слоя и схлопывания пузырей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому нами является способ охлаждения пара,
включающий подачу охлаждающей жидкости в поток пара, образование вращающегося слоя парожидкостной смеси и поддержание заданных расходов, скоростей и энтальпий компонентов [3].
В данном способе охлаждения пара жидкость в поток пара подают также на участке его движения с малой скоростью и также жидкость в поток пара подается в виде сплошной спутнонаправленной струи. Поддержание расхода охлаждающей жидкости и отношения радиальной скорости пара к окружной скорости
пароводяной смеси постоянными и в заданном диапазоне позволяют снизить толщину свободного объема за
парожидкостным слоем и, соответственно, снизить массогабаритные характеристики устройства охлаждения
пара.
Недостатками указанного способа являются:
значительные массогабаритные характеристики устройства из-за большой толщины парожидкостного
слоя и значительной толщины свободного объема за слоем,
шум при работе устройства из-за схлопывания паровых пузырей на выходе из парожидкостного слоя и
пульсаций параметров слоя, связанных со схлопыванием пузырей.
Задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего снижение массогабаритных характеристик устройства охлаждения пара и снижение шума при работе этого устройства.
В результате решения данной задачи достигается новый технический результат, заключающийся в обеспечении возможности получения малогабаритных и малошумных устройств для охлаждения пара.
Данный технический результат достигается тем, что в способе охлаждения пара, включающем подачу охлаждающей жидкости в поток пара, образование вращающегося слоя парожидкостной смеси и поддержание
заданных расходов, скоростей и энтальпий компонентов, подачу охлаждающей жидкости в поток пара осуществляют на участках с максимальной скоростью пара. В оптимальном варианте охлаждающую жидкость
на участках с максимальной скоростью пара подают в поток пара в виде капель.
Отличительной особенностью данного изобретения является подача охлаждающей жидкости в поток пара на участках с максимальной скоростью пара. При подаче охлаждающей жидкости в поток пара на участках с малой скоростью пара, в частности непосредственно в парожидкостный слой, как в способе-прототипе,
охлаждение пара происходит только в процессе барботажа паровых пузырей через этот слой. Скорость барботажа паровых пузырей низка, поэтому интенсивность тепло- и массообменных процессов между паром и
жидкостью мала. Паровой пузырь должен пройти длинный путь поперек парожидкостного слоя, чтобы отдать тепло и снизить температуру пара. Кроме того, перед барботажным слоем образуется переходная паровая
зона, в которой происходит равномерное распределение пара по окружности парожидкостного слоя.
За барботажным слоем также необходимо иметь зону (расчетной толщины) возврата капель жидкости в
парожидкостный слой.
Пузыри пара, выходя на поверхность парожидкостного слоя, схлопываются. Размеры паровых пузырей,
формирующихся в слое, пропорциональны его толщине, а капли жидкости, образующиеся при схлопывании
пузыря, пропорциональны диаметру пузыря.
2
BY 4230 C1
Чем толще парожидкостный слой, тем крупнее капли и больше ширина зоны возврата капель жидкости в
этот слой.
Подача охлаждающей жидкости на участках с максимальной скоростью пара позволяет:
исключить переходную паровую зону, поскольку формирование парожидкостного слоя происходит во
входных каналах перед слоем,
снизить толщину барботажного слоя за счет значительного снижения температуры пара во входных каналах из-за больших относительных скоростей пара и жидкости,
снизить толщину зоны возврата капель жидкости из-за меньшего размера этих капель,
снизить шум устройства из-за снижения размеров пузырей и снижения интенсивности пульсаций парожидкостного слоя как вследствие отсутствия переходной паровой зоны, так и снижения толщины парожидкостного слоя.
В результате этого масса устройства равной производительности с прототипом снизилась в 1,5-1,8 раза, а
уровень интенсивности звука при его работе снизился на 5 - 8 децибел.
На фиг. 1 изображено устройство охлаждения пара (продольное сечение).
На фиг. 2 показано поперечное сечение по А - А устройства охлаждения фиг. 1.
Рассмотрим устройство на фиг. 1 и 2, которое реализует предлагаемый способ.
Устройство охлаждения пара содержит корпус 1, направляющий аппарат 2, камеру 3 охлаждения пара,
патрубок 4 подвода горячего пара, кольцевой раздающий пар ресивер 5, патрубок 6 подвода охлаждающей
жидкости, патрубок 7 вывода охлажденного пара, раздающий ресивер 8 охлаждающей жидкости, отверстия
9 подачи охлаждающей жидкости.
Камера 3 охлаждения пара образована направляющим аппаратом 2 и стенками корпуса 1 и охвачена с
внешней стороны кольцевым раздающим ресивером 5 пара. Корпус 1 снабжен двумя коллекторами 8, предназначенными для раздачи охлаждающей жидкости, и патрубками 6 подвода жидкости к ним.
К корпусу 1 крепятся также патрубок 4 подвода горячего пара и патрубок 7 отвода охлажденного пара.
Ресиверы 8 охлаждающей жидкости снабжены отверстиями 9 подачи охлаждающей жидкости в каналы
направляющего аппарата 2.
Далее рассмотрим работу данного устройства, из которого станет ясна и сущность заявляемого способа.
Горячий пар поступает в кольцевой раздающий ресивер 5 устройства охлаждения по патрубку 4 подвода
и далее из ресивера 5 в каналы направляющего аппарата 2.
Охлаждающая жидкость подается в ресиверы 8 охлаждающей жидкости, закрепленные с двух сторон
корпуса 1, по патрубкам 6 и далее через отверстия 9 также поступает в каналы направляющего аппарата.
В каналах направляющего аппарата 2 происходит интенсивное перемешивание пара и жидкости, и образованная парожидкостная смесь поступает в камеру 3 охлаждения пара.
В камере 3 охлаждения пара образуется кольцевой парожидкостный слой, из которого пар отводится
барботированием его через жидкость.
Охлажденный пар по патрубку 7 направляется к потребителям.
Охлаждающая жидкость может поступать в каналы направляющего аппарата 2 из ресиверов 8 либо в виде
тонких струй, либо в виде капель. В последнем случае в отверстиях 9 подачи охлаждающей жидкости устанавливают распылительные форсунки.
При подаче охлаждающей жидкости в виде капель ее поверхность много больше, чем поверхность при
струйной подаче жидкости. Большая поверхность контакта охлаждающей жидкости с паром и высокая относительная скорость пара и жидкости обеспечивают условия интенсивного охлаждения пара и его перемешивания с жидкостью уже в каналах направляющего аппарата 2.
Ввод в камеру 3 охлаждения пара парожидкостной смеси, а не пара и жидкости раздельно устраняет переходную паровую зону в камере 3 охлаждения пара.
Таким образом, предлагаемый способ охлаждения пара обеспечивает снижение массы устройства охлаждения пара при вводе охлаждающей воды в виде струй в 1,5 раза, а в виде капель в 1,8 раза и одновременно
позволяет снизить уровень интенсивности звука на 5 и 8 децибел.
Источники информации:
1. А.с. СССР 569795, 1977.
2. А.с. СССР 1715011, 1989.
3. А.с. СССР 1110990, 1982.
3
BY 4230 C1
Фиг. 2
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
118 Кб
Теги
by4230, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа