Парогенерирующее устройство

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Институт радиоэкологических проблем Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт радиоэкологических проблем Национальной академии наук Беларуси(57) Парогенерирующее устройство, включающее корпус, боковая цилиндрическая стенка которого снабжена тангенциальными патрубками для подвода и отвода рабочей жидкости, а торцевые стенки - осевыми патрубками для отвода пара и твердых частиц, причем корпус разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием, расположенной между упомянутыми тангенциальными патрубками, на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой, отличающееся тем, что устройство содержит центробежное свободновихревое колесо с лопатками, установленное в корпусе, а также электропривод колеса, датчики сплошности, блок сравнение и управления, причем датчики сплошности установлены на торцевой стенке корпуса у осевого патрубка отвода пара и соединены с блоком сравнения и управления, с электроприводом центробежного свободновихревого колеса, кроме того, поперечная перегородка имеет вертикальные пазы для отвода твердых частиц. Полезная модель относится к энергетике и может быть использована в экологии и радиоэкологии для очистки и опреснения загрязненных и радиоактивных жидких сред, а также получения дистиллята высокой степени очистки. Известно парогенерирующее устройство, содержащее цилиндрический корпус, разделенный поперечной 121 перегородкой с центральным отверстием на входной и выходной отсеки, снабженные тангенциальными патрубками для подвода и отвода рабочей жидкости и осевыми патрубками для отвода паров 1. Недостатком такого парогенерирующего устройства является пониженное качество пара из-за выноса капель жидкости вдоль плоских торцов стенок вследствие торцевого эффекта. Известно парогенерирующее устройство, содержащее корпус, в боковой цилиндрической стенке которого закреплены тангенциальные патрубки подвода и отвода рабочей жидкости, а в торцевых стенках - осевые патрубки отвода пара, причем корпус разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием, расположенной между упомянутыми тангенциальными патрубками, на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой,уменьшающимися с увеличением текущего радиуса входного отсека 2. Недостатком последнего парогенерирующего устройства является пониженная паропроизводительность,так как во входном отсеке происходит потеря окружной скорости жидкости из-за резкого торможения скорости потока при тангенциальном входе в камеру и невозможности идеально сформировать закрутку потока жидкости, что приводит к уменьшению кипящего объема жидкости и качества пара. Задачей полезной модели является создание парогенератора с новым техническим эффектом - повышение паропроизводительности и улучшение качества пара, а также повышение надежности и устойчивости работы на переменных режимах. Поставленная задача достигается тем, что устройство включает корпус, боковая цилиндрическая стенка которого снабжена тангенциальными патрубками для подвода и отвода рабочей жидкости, а торцевые стенки имеют осевые патрубки для отвода пара и твердых частиц. Корпус разделен поперечной перегородкой на входной и выходной вихревые отсеки, первый из которых выполнен с переменным расстоянием между торцевой стенкой и перегородкой. Поперечная перегородка расположена между упомянутыми тангенциальными патрубками. Отличительной особенностью полезной модели является то, что устройство содержит центробежное свободновихревое колесо с лопатками, установленное в корпусе, электропривод, блок сравнения и управления,датчики сплошности. Датчики сплошности установлены на торцевой стенке корпуса у осевого патрубка отвода пара, причем датчики сплошности соединены с блоком сравнения и управления, а также электроприводом центробежного свободновихревого колеса. Кроме того, поперечная перегородка имеет вертикальные пазы для отвода твердых частиц. На фигуре схематично изображено парогенерирующее устройство, где 1 - корпус с боковой цилиндрической стенкой, 2 и 3 торцевой стенки корпуса, 4 - центробежное свободновихревое колесо, 5 - вертикальные пазы для отвода твердых частиц, 6 и 7 - лопатки центробежного свободновихревого колеса, 8 - датчики сплошности, 9 - блок сравнения и управления, 10 - электропривод центробежного колеса, 11 и 12 - тангенциальные патрубки для подвода и отвода рабочей жидкости, 13 - поперечная перегородка, 14 - центральное отверстие, 15 и 16 - соответственно входной и выходной вихревые отсеки, 17 - осевой патрубок отвода твердых частиц, 18 - осевой патрубок отвода пара. Парогенерирующее устройство содержит корпус с боковой цилиндрической стенкой 1 и с торцевыми стенками 2 и 3. В корпусе установлено центробежное свободновихревое колесо 4 с лопатками 6 и 7. К торцевой стенке 2 подсоединены датчики сплошности, а к торцевой стенке 3 - блок сравнения и управления 9 и электропривод 10 центробежного свободновихревого колеса 4. В стенке корпуса 1 закреплены тангенциальные патрубки 11 и 12 соответственно подвода и отвода рабочей жидкости. Корпус разделен поперечной перегородкой 13 с центральным отверстием 14, расположенной между патрубками 11, 12, на входной 15 и выходной вихревой отсек 16. Поперечная перегородка 13 имеет вертикальные пазы 5 для отвода твердых частиц. В стенках 2 и 3 закреплены осевые патрубки 18, 17 соответственно отвода пара и твердых частиц. Парогенерирующее устройство работает следующим образом. Рабочую жидкость, нагретую до температуры ниже температуры насыщения при заданном давлении, подают по тангенциальному патрубку 11 во входной отсек 15 корпуса. Вихревой поток жидкости стремится через центральное отверстие 14 поперечной перегородки 13 попасть в выходной вихревой отсек 16 корпуса. При этом уменьшается радиус вращения жидкости, в результате чего окружная скорость жидкости возрастает вследствие законов сохранения момента количества движения и неразрывности, а давление в ней падает в соответствии с законом Бернулли. Кроме того, усиление эффекта идет за счет того, что вихревой поток дополнительно создается центробежным свободновихревым колесом 4. В результате закрутки рабочей жидкости под действием центробежных сил в отсеке 15 корпуса происходит разделение жидкости. Твердые частицы за счет центробежных сил прижимаются к корпусу 1 и далее под действием гравитационных сил оседают по вертикальным пазам 5 в перегородке 13 и удаляются через осевые патрубки отвода твердых частиц 17. Под действием возникающего в результате вращения жидкости градиента давления по радиусу пузырьки пара выталкиваются к оси корпуса и собираются в центральной паровой полости, из которой пар отводится потребителю через осевой патрубок 18. Неиспарившийся остаток жидкости через центральное от 2 121 верстие 14 в поперечной перегородке 13 попадает на вход центробежного свободновихревого колеса 4 и вытесняется в тангенциальный патрубок отвода рабочей жидкости 12. Для поддержания паровой каверны устойчивой формы торцевая стенка 2 корпуса снабжена датчиками сплошности 8, которые соединены с блоком сравнения и управления 9, а также с электроприводом 10 центробежного свободновихревого колеса 4. При отклонении (уменьшении или увеличении) паровой каверны сигнал рассогласования подается на блок 9, который уменьшит или увеличит обороты центробежного свободновихревого колеса 4, и тем самым поддерживает паровую каверну нужного размера, что в свою очередь обеспечит заданную величину испарения жидкости. Таким образом, центробежное свободновихревое колесо 4 с блоком сравнения и управления 9, электроприводом 10 и датчиками сплошности 8 позволит идеально сформировать закрутку потока жидкости с заданным размером каверны и количеством испаряющейся рабочей жидкости. Парогененрирующее устройство обладает большей паропроизводительностью, повышенной надежностью и устойчивостью работы на переменных режимах, а также генерирует сухой пар. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.