Патент на изобретение №2339580

(54) ДЕАЭРАТОР ТИПА ИМПУЛЬС 8

(57) Реферат:

Изобретение относится к термической деаэрации жидкости и может быть применено для удаления неконденсирующихся газов, главным образом кислорода и свободной углекислоты, из питательной воды паротурбоустановки. Деаэратор для питательной воды турбоустановки, содержащий бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки форсунок, и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками. В баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник. Форсунки являются акустическими и содержат корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора. Корпус форсунки выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами. Нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе. Внутри втулки, соосно ей, расположен стержень, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, а в хвостовой части стержня расположены фиксирующие диски, взаимодействующие с внутренней поверхностью втулки. В нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора. Технический результат – уменьшение гидравлического сопротивления и повышение степени распыла жидкости. 2 ил.

Изобретение относится к термической деаэрации жидкости и может быть применено для удаления неконденсирующихся газов, главным образом кислорода и свободной углекислоты, из питательной воды паротурбоустановки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является деаэратор по авторскому свидетельству СССР №509543, кл. С02В 1/10, 1972 г. преимущественно для питательной воды турбоустановки, содержащий бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки акустических форсунок и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками, а в баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник (прототип).

Недостатком известного деаэратора является повышенное гидравлическое сопротивление и сравнительно невысокая степень распыла жидкости.

Технический результат – уменьшение гидравлического сопротивления и повышение степени распыла жидкости.

Это достигается тем, что в деаэраторе, преимущественно для питательной воды турбоустановки, содержащем бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки форсунок, и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками, а в баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник, форсунки являются акустическими и содержат корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с фланцами верхним и нижним, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен стержень диаметром d, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, а в хвостовой части стержня расположены фиксирующие диски, взаимодействующие с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора. На фиг.1 изображена схема деаэратора, на фиг.2 схема акустической форсунки для распыла жидкости.

Деаэратор содержит бак-аккумулятор 1, над которым размещена цилиндрическая колонка 2 в виде водоструйного эжектора. Водоподающее устройство выполнено в виде акустических форсунок 3, закрепленных на трубопроводах 4 и равномерно размещенных по сечению колонки таким образом, чтобы равномерно заполненные факелы разбрызгивания воды полностью перекрывали сечение колонки. Пароподводящий коллектор 5 выполнен кольцевым, охватывает колонку с внешней стороны и соединен с ней радиальными перемычками 6. В баке 1 на выходе из колонки размещен конусообразный каплеотбойник 7, предотвращающий прямое попадание капель воды в отводную трубу 8 деаэрированной воды. Патрубок 9 предназначен для отсоса неконденсирующихся газов и выпара.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла 12 и кольцевого объемного резонатора 14. Корпус 10 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 16 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 17 для подвода жидкости. Внутри корпуса 10, соосно ему, жестко закреплена втулка 23 с фланцами верхним 11 и нижним 15, причем нижний фланец 15 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 10.

Внутри втулки 23, соосно ей, расположен стержень диаметром d, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор 14, выполненный в виде чашки 18 с конической поверхностью 20. В хвостовой части стержня 13 расположены фиксирующие диски 21 и 22, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 23. В нижнем фланце 15 расположено по крайней мере одно сопло 19 под углом к оси резонатора 14, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°÷40°, причем продолжение оси сопла 19 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхностью 20. На внутренней поверхности втулки 23 выполнены соосные коническое 24 и цилиндрическое 25 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 14 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 20 и нижней торцевой поверхностью корпуса 10 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1,25÷3;

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора 14 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

Деаэратор работает следующим образом.

В колонку через форсунки 3 подается вода под давлением 2-3 ата, которая эжектирует пар, например из отбора турбины, подаваемый из коллектора 5. Интенсивная деаэрация воды происходит в колонке, а окончательное отделение неконденсирующихся газов и выпара от капель жидкости в баке на каплеотбойнике.

Деаэратор позволяет использовать пар более низких параметров и имеет небольшое гидравлическое сопротивление

Акустическая форсунка работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 16, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 14. В результате прохождения резонатора 14 распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более гонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 17 в сопла 19, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхностью 20 резонатора 14, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 резонатора 14.

Формула изобретения

Деаэратор для питательной воды турбоустановки, содержащий бак-аккумулятор с патрубком отсоса неконденсирующихся газов и установленную над ним колонку в виде водоструйного эжектора с водоподающим устройством, выполненным в виде равномерно размещенных по сечению колонки форсунок и пароподводящим коллектором, выполненным кольцевым и соединенным с колонкой радиальными перемычками, а в баке на выходе из колонки установлен конусообразный каплеотбойник, отличающийся тем, что форсунки являются акустическими и содержат корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с фланцами верхним и нижним, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен стержень диаметром d, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, а в хвостовой части стержня расположены фиксирующие диски, взаимодействующие с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора, а отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1,25÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

РИСУНКИ