Пароохладитель

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Гродненское ордена Дружбы Наро дов производственное объединение АЗОТ им. С.О.ПритыцкогоГосударственный научноисследовательский проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза(57) 1. Пароохладитель, содержащий установленную в паропроводе обечайку с конфузорным и диффузорным участками, коаксиально расположенные внутри обечайки в месте ее максимального сужения,впрыскивающее устройство, закрепленное на водоподводящем трубопроводе, и полый цилиндр, размещенный между обечайкой и впрыскивающим устройством, отличающийся тем, что он снабжен установленным перед обечайкой лопаточным завихрителем с внутренним и наружным упорными кольцами, а также выполненными в виде усеченных конусов и установленными коаксиально основной обечайке дополнительными внутренней и наружной обечайками, большие основания которых связаны соответственно с внутренним и наружным кольцами завихрителя, а меньшие основания - с боковой поверхностью водоподводящего трубопровода и с входным торцом Предполагаемое изобретение относится к устройствам для охлаждения пара путем впрыска в него(73) Патентообладатель Гродненское ордена Дружбы Народов производственное объединение АЗОТ им. С.О.ПритыцкогоГосударственный научно-исследовательский проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза полого цилиндра, кроме того, на трубопроводе,перед завихрителем, установлен конусообразный обтекатель. 2. Пароохладитель по п. 1, отличающийся тем, что впрыскивающее устройство выполнено в виде сходящегося сопла. воды и может быть использовано в химической,энергетической и других отраслях промышленности,1538 1 где требуются охлаждение и регулировка температуры пара. Известен пароохладитель, содержащий установленную в паропроводе обечайку с конфузорным и диффузорным участком, впрыскивающее устройство, установленное на водопроводящем трубопроводе, при этом впрыскивающее устройство выполнено в виде трубы с перфорацией на боковой стороне, установлено перпендикулярно оси паропровода в конфузорной части обечайки, а сама обечайка имеет прямоугольное сечение 1. Это устройство имеет очень малую интенсивность перемешивания воды с паром, что ведет к затягиванию охлаждения и большому брызгоуносу. Вследствие того, что в пароохладителе впрыскивающее устройство размещено в конфузорной части, где скорости пара невелики, выходящая вода не полностью подхватывается паром, часть ее попадает на стенки, что приводит к затягиванию перемешивания с паром, его охлаждению и брызгоуносу. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является пароохладитель, содержащий установленную в паропроводе обечайку с конфузорным и диффузорным участками, установленное по оси обечайки в месте ее максимального сужения впрыскивающее устройство, укрепленное на центральном водопроводящем трубопроводе, и полый цилиндр,установленный коаксиально между обечайкой и впрыскивающим устройством, при этом впрыскивающее устройство выполнено в виде полого насадка каплевидной формы с перфорированной боковой поверхностью, а входной торец цилиндра расположен внутри конфузорной части обечайки 2. Это устройство также имеет низкую интенсивность перемешивания воды с паром. Вследствие того, что полый цилиндр расположен в самой узкой части обечайки, а его входной конец расположен в конфузорной ее части,перепад давления по длине цилиндра незначителен, поэтому невелика скорость пара, и, следовательно, недостаточно интенсивно перемешивание пара с водой. Вследствие того, что впрыскивающее устройство выполнено в виде полого насадка каплевидной формы с перфорированной боковой поверхностью, вода выходит перпендикулярно оси, пробивает слой пара, движущийся с небольшой скоростью, и попадает на стенку цилиндра, что ведет к снижению интенсивности перемешивания воды и пара и брызгоуносу. Задачей изобретения является повышение интенсивности перемешивания воды с паром. Поставленная задача решается следующим образом. Пароохладитель содержит установленную в паропроводе обечайку с конфузорным и диффузорным участками, коаксиально расположенные внутри обечайки в месте ее максимального сужения, впрыскивающее устройство, закрепленное на водоподводящем трубопроводе, и полый цилиндр, размещенный между обечайкой и впрыскивающим устройством. Пароохладитель снабжен установленным перед обечайкой лопаточным завихрителем с внутренним и наружным упорными кольцами, а также выполненными в виде усеченных конусов и установленными коаксиально основной обечайке дополнительными внутренней и наружной обечайками, большие основания которых связаны соответственно с внутренним и наружным кольцами завихрителя, а меньшие основания - с боковой поверхностью водоподводящего трубопровода и с входным торцом полого цилиндра, кроме того, на трубопроводе, перед завихрителем, установлен расходящийся конусообразный обтекатель. Впрыскивающее устройство выполнено в виде сходящегося сопла. Благодаря тому, что пароохладитель снабжен завихрителем, установленным перед обечайкой,двумя дополнительными обечайками - внутренней и внешней, выполненными в виде усеченных конусов, установленными коаксиально центральному подводящему трубопроводу и основной обечайке, при этом своими меньшими основаниями наружная дополнительная обечайка прикреплена к выходному торцу полого цилиндра,внутренняя - к боковой поверхности центральной трубы, а большими основаниями наружная дополнительная обечайка прикреплена к наружному кольцу завихрителя, а внутренняя - к внутреннему, достигается следующее- во-первых, между входом завихрителя и выходным торцом полого цилиндра образуется значительный перепад давления, что ведет к увеличению скорости в месте контакта с впрыскивающим устройством, что в свою очередь ведет к интенсификации перемешивания воды и пара- во-вторых, пар получает вращательное движение на завихрителе большого диаметра, а при уменьшении диаметра крутка потока возрастает и в полом цилиндре достигает максимального значения, что ведет к резкой интенсификации перемешивания пара и воды. Тот факт, что перед завихрителем установлен обтекатель, выполненный в виде усеченного конуса, прикрепленного большим основанием к внутреннему кольцу завихрителя, а меньшим к боковой поверхности водоподводящего трубопровода, позволил снизить (гидравлическое сопротивление системы) минимально и максимально перепад давления и скоростной напор тратятся на создание скорости, что ведет также к интенсификации перемешивания. Также благодаря тому, что впрыскивающее устройство выполнено в виде конфузорного сопла,струя воды вытекает вдоль оси и даже при взаимодействии ее с вращающейся струей пара не будет выпадения капель на боковую поверхность полого 1538 1 цилиндра, следовательно, не будет снижения интенсивности перемешивания воды с паром и брызгоуноса. Продольный разрез пароохладителя представлен на чертеже. Пароохладитель содержит установленную в паропроводе 1 обечайку 2 с конфузорным 3 и диффузорным 4 участками, впрыскивающее устройство 5, укрепленное на водоподводящем трубопроводе 6, выполненное в виде конфузорного сопла, полый цилиндр 7, лопаточный завихритель 8, установленный перед обечайкой 2, две дополнительные обечайки наружную 9 и внутреннюю 10, выполненные в виде усеченных конусов, расходящийся конусообразный обтекатель 11, выполненный в виде усеченного конуса. Наружная обечайка 9 своим большим основанием прикреплена к наружному кольцу завихрителя 8, а меньшим - к входному торцу полого цилиндра 7, внутренняя обечайка 10 своим большим основанием прикреплена к внутреннему кольцу завихрителя 8,а меньшим - к боковой поверхности центрального водоподводящего трубопровода. Обтекатель 11 своим большим основанием прикреплен к внутреннему кольцу завихрителя 8, а меньшим - к боковой поверхности центрального водоподводящего трубопровода 6. Пароохладитель работает следующим образом. По паропроводу 1 осуществляют подачу пара пара обтекателем 11 оттесняется от центра к входу в завихритель 8, где он приводится во вращение. Проходя по кольцевому пространству, образованному обечайками 9 и 10, пар увеличивает свою крутку благодаря снижению диаметра канала, и в цилиндре 7 крутка потока достигает максимума. Основная часть пара устраняется в канал, образованный конфузорной частью 3 обечайками 2 и 9, и в месте максимального сужения обечайки 2(между участками 3 и 4) обеспечивает максимальную скорость и минимальное давление. Перепад давления между входом и выходом участка 3 обеспечивает проход пара через завихритель 8,канал между обечайками 9 и 10, цилиндр 7 с большой осевой скоростью и большой круткой потока. По водоподводящему трубопроводу 6 осуществляют подачу воды, которая истекает через сопло 5. Попадая во вращающийся поток пара вода быстро перемешивается и испаряется. В диффузорном участке 4 уже перемешиваются два потока пара центральный вращающийся поток влажного пара и периферийный основной поток перегретого пара. За счет вращения центрального потока на участке 4 происходит интенсивное перемешивание обоих потоков.