Конденсатор пара теплоносителя на основе четырехокиси азота

 

КОНДЕНСАТОР ПАРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХОКИСИ АЗОТА,, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихся газов, установленную на днище корпуса с зазором относительно верхней части корпуса вертикальную перегородку, разделяющую внутреннюю полость корпуса на конденсатосборную часть и конденсационную с расположенными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределительной камерой и размещенный над последней пучок конденсаторных труб, сообщенных с камерами подвода и отвода хладагента , отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности , перегородка установлена относительно парораспределительной камеряз с зазором, в последнем размещен коллектор подвода перегретого пара, а над ним в верхней части корпуса дополнительно установлен наклонный козырек, нижняя кромка которого от (Л стоит от перегородки на расстоянии, не превыи1ающем величину зазора между распределительной камерой и перегородкой . oi Ю oo Ю to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) F 28 В 1/02, f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авто скому свидятяльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3464937/24-06 (22) 05.07.82 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) В.Б.Нестеренко и В.Н.Степаненко (71) Институт ядерной энергетики

AH БССР (53) 621.175.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР пс заявке Р 2928165/24-06, кл, F 28 В. 1/02, 1980, 2. Авторское свидетельство СССР пе заявке Р 2930054/24-06, кл. F 28 В 1/02, 1980. (54)(57) КОН1(ЕНСАТОР ПАРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХОКИСИ АЗОТА., содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и некоидеисирующихся газов, установленную на днище корпуса с зазором относйтельно верхней части корпуса

„.,Я0„„1052822 А вертикальную пере городку разделяю- щую внутреннюю полость корпуса на конденсатосборную часть и конденсационную с расположенными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределитель ной камерой и размещенный над последней пучок конденсаторных труб, сообщенных с камерами подвода и отвода хладагента, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перегородка установлена относительно парораспределительной камеры с зазором, в последнем размещен коллектор подвода перегретого пара, а над ним в верхней части корпуса дополнительно установлен наклоНный козырек, нижняя кромка которого отстоит от перегородки на расстоянии, не превышающем величину зазора между распределительной камерой и перегородкой.

1052822

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в конденсаторах газовых турбин энергетических установок с замкнутым газожидкостным циклом, в которых в качестве рабочего тела и теплоносителя используется химически реагирующая четырехокись азота (N> 0 ).

Известен конденсатор с принудительным водяным охлаждением, предназначенный для конденсации парогаэовых смесей, в частности пара химически реагирующей четырехокиси азота с добавками окиси азота, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и нвконденсирующихся газов, размещенный внутри корпуса пучок конденсаторных труб, сообщенных с патрубками подвода и отвсда охлаждающей жидкости Г1)

Однако этот конденсатор не позволяет нарабатывать в нем окись азота (NO) являющуюся ингибитором коррозии конструкционных материалов в среде N204.

Известен конденсатор пара теплоносителя на основе четырехокиси азота, содержащий корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихся газов, установленную на днище корпуса с зазором относительно верхней части корпуса вертикальную перегородку, разделяющую внутреннюю полость корпуса на конденсатосборн :ю часть и конденсационную с распоп гженными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределительной камерой и размещенный над последней пучок конденсаторных труб, сообщенных с камерами подвода и отвода хладагента (2 .

Известный конденсатор обладает слабой эффективность наработки NO,требует значительного количества перегретого пара И 0 4 для наработки нужного количества NО и снижает тем самым КПД энергетической установки, Перегретый пар (280 + 02) > ,ваемый под слой конденсата через коллектор подвода перегретого пара, размещенный между трубным пучком и парораспрвделительной камерой, смешивается с насыщенным паром (К О 2NO ), поступающглм из парораспределительной камеры и еще не успевшим сконденсироваться. В результате происходит разбавление непрорекомбинировавшей окиси азота насыщенным равновесным паром, концентрация ее в паровых пузырях уменьшается, соответственно уменьшается и движущая сила процесса массопередачи.

Кроме того, свободный кислород поступает в обширную паровую полость

>5

3О

4О конденсатора, где рекомбинирует с находящейся там окисью азота (2HO +

+ 0 2NO ) . Пар бинарной смеси (в данном случае И О, — ИО) всегда обогащен (по сравнению с жидкостью) наиболее легколетучим компонентом (NO} ., Время пребывания свободного кислорода в,паровой полости конденсатора ввиду ее большого обьема довольно значительно. Вследствие этого кислород связывает находящуюся в паре окись азота, что благодаря стремлению системы восстановить равновесие состава пара и жидкости вызывает дополнительное выделение

МО из конденсата.

Цель изобретения — повышение экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что в конденсаторе пара теп" лоносителя на основе четырехокисо азота, содержащем корпус с патрубками подвода пара и отвода конденсата и неконденсирующихся газов, установленную на днище корпуса с зазором относительно верхней часто корпуса вертикальную перегородку, разделяющую внутреннюю полость корпуса на конденсатосборную часть и конденсационную с расположенными в ней коллектором подвода перегретого пара, парораспределительной ка»

:лерой и размещенный над последней пучок конденсаторных труб, сообщенных с камерами подвода и отвода хладагента, перегородка установлена относительно парораспределительной камеры с зазором и в последнем . размещен коллектор подвода перегре-.ого пара, а над ним в верхней части корпуса дополнительно установлен наклонный козырек, нижняя кромка которого отстоит от перегородки на расстоянии, не превышающем величину зазора между парораспределительной камерой и перегородкой.

На фиг. 1 изображен конденсатор, разрез; на фиг. 2 — сечение А-A на фиг. 1.

Конденсатор пара теплоносителя на основе четырехокиси азота содержит корпус 1 с патрубками 2 подвода пара, патрубком 3 отвода конденсата и патрубками 4 отвода некондвнсирующихся газов, вертикальную перегородку 5, разделяющую внутреннюю полость корпуса 1 на конденсатосборную часть б и конденсационную часть 7, коллектор 8 подвода перегретого пара, парораспределительную камеру 9, пучок конденсаторных труб 10, сообщенных с камерами 11 и 12 подвода и отвода хладагента соответственно, козырек 13, установленный наклонно в верхней части корпуса 1 над коллектором 8 подвода перегретого пара.

105?H?2 ЕРЕРРСть u nyp

,ю-c ?

Конденсатор пара теплоносителя на основе четырехокиси азота работает следующим образом.

В рабочем состоянии конденсатора его рабочий объем заполнен конденсатом выше уровня свободного верхнего края вертикальной перегородки 5.

Пар по патрубкам 2 подвода пара поступает в полость парораспределительной камеры 9 и через отверстия н ней проникает н слой конденсата, где барботируя, конденсируется. Тепло фазового перехода отводит хладагент (например вода ), который поступает из камеры 11 подвода хладагента во внутрь конденсаторных труб 10 и уходит из них в камеру 12 отвода хладагента. Образующийся избыточный конденсат протекает между свободными краями перегородки 5 и козырька

13, омывает нижний его край, переливается через верхний край перегородки 5, поступает н конденсатосборную часть б, где переохлаждается на расположенной здесь части пучка конденсаторных труб 10, а затем отводится по патрубку 3 отвода конденсата. Неконденсирующиеся гази скапливаются н основном в паровом объеме конденсационной части 7, откуда отводятся н сдувку по патрубку

4 отвода неконденсирующихся газов.

Для наработки NO под слой конденсата подают перегретый пар до температуры, соответствующей второй стадии реакции (2МО + 0>Ô 2 NOZ)

Перегретый пар направляется н колЛектор 8 подвода перегретого пара, через отверстия которого барботирует в конденсате, захолажинается

B нем, причем NO н конденсате растворяется.

Благодаря тому, что н зазоре между парораспределительной камерой

9 и вертикальной перегородкой 5 барботирует только перегретый пар

N0 + 0 ф 2N0Z, перемешивания этого потока с конденсирующимся паром

2N0 Ф К О не происходит.

Высвободившийся кислород (0 )поднимается вверх, попадает в проход

"лсжду свободными краями перегородки

5 и козырька 13, где подхватывается потоком конденсата, выливающегося иэ конденсационной части 7 н конденсатосборную часть б, Далее 0 попадает н паровой объем над конденсатосборной частью 6, откуда удаляется н сдунку по патрубку 4 отвода неконденсирующихся газов.

В предлагаемом конденсаторе по

10 сравнению с известным для наработки н нем ХО требуется меньшее количестно перегретого пара 2 NO + 02 р 2ÌÎz, поскольку подаваеж и поток перегретого пара используется более эффектинно. Во-первых, этот поток, барбо тируя н кондвнсате, не перемешивается с конденсирующимся паром

2NOg Н О4, а значит процессу массо отдачи и растворения NO н N<04 не мешают посторонние примеси, во-вторых, освободившийся 02 в результате растворения NO н N>0 попадает в паровой объем над койденсатосборной частью б. Этот объем имеет ro раэдо меньшие размеры, чем объем над конденсационной частью 7. Поэтому время пребывания свободною 02 н паровом объеме меньше в предлагаемом конденсаторе, чем в известном.

А значит за это время меньшее количество свободного кислорода успеет прорекомбинировать с находящейся и паре окисью азота.

Расчеты показывают, что предлагаемый конденсатор повышает эффективность наработки добавок ЧО н нем благодаря тому,. что захолаживание потока 2NO + 02 2N0z происходит быстрее и растворение 2NO в

N>0< идет интенсивнеее, а время пре40 бйнания свободного кислорода в малом паровом объеме над конденсатосборной часть б конденсатора значительно уменьшается, и свободный кислород большей частью, не успев связать обратно NO, направляется н сдунку. При этом на дополнительное охлаждение конденсатора при наработ- . ке NO требуется меньшее количество хладагента.

ВНИИПИ Заказ 8840/33

Тираж 672 Подписное

Филиал ППГ "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4