SU769237A1 - Конденсатор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области конденсационных теплопередающих устройств, в частности к конденсаторам-стабилизаторам теплового режлма с буфером неконденсирующегос  газа, и может быть применено в головном узле обращени  фаз низкотемпературной разделительной колонны, духораздедительной установки, содержаИзвестен конденсатор-испаритель воздухоразделительной установки, содержащий теплообменные пакеты, между которыми расположены вытеснители, заполненные газом, неконденсирующимс  при температуре кипени  испар ющейс  жидкости

1.

Данный конденсатор надежен в работе, поскольку снабжен вытеснител ми, заполненными газом, однако в нем не может быть обеспечено саморегулирование работой .

Саморегулирование работы осуществлено в конденсаторе-стабилизаторе, содержащем вертикальный корпус с размещенным в нем с кольцевым зазором стаканом, снабженным патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость , сообщающуюс  с кольцевым зазором 2.

Стабилизаци  теплового потока в таком конденсаторе достигаетс  изменением площади конденсации путем перемещени 

пар-газ, однако конденсатору присущ недостаток , заключающийс  в наличии процесса неконтролируемого постепенного вымораживани  конденсирующейс  среды иа

5 повер.хности конденсации в случае охлаждени  конденсатора криогенным .хладагентом (особенно, в зоне границы иар-газ). Вымораживание среды при больщих объемах твердой фазы, во-первых, ухудшает основной технологический процесс, во-вторы.ч, может привести к прекращению процесса стабилизации теплового режима (например, путем образовани  пробки льда, полностью перекрывающей линию, св зывающую полость конденсации с буферной емкостью). Наличие посто нного неконтролируемого процесса вымораживани  конденсирующейс  среды снижает эксплуатационную надежность устройства.

20 Цель изобретени 

устранение выщеуказанного недостатке повышение надеЖНОсти .

Эта цель достигаетс  тем, что в коль25 цево.м зазоре коаксиальио корпусу размещена цилиндрическа  перегородка, в полости между которой и стакано.м уста ювлены вытеснители в виде заглушенных с торцов труб, расположенных по периметру стакана с заданным шагом. Ma фиг. 1 изображен предлагаемый конденсатор; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1. Конденсатор содержит корпус 1, стакан 2, патрубок 3 дл  подвода хладагента, патрубок 4 дл  его отвода, буферную емкость 5, перегородку 6, кольцевой зазор 7, трубы 8. Конденсатор ппжним торцом непосредственно присоедин етс  к технологической установке, например, к разделительной колонне . Работа конденсатора осуществл етс  следующим образом. В рабочих услови х конденсируюи1а с  среда поступает в конденсатор из технологической установки, конденс- :руетс  на поверхности стакана 2 и стекает обратно вниз в виде жидкой пленки и капель. Внутрь стакана 2 через патрубок 3 поступает жидкий кип ищй хладагент, образующий пары, которые отвод тс  через патрубок 8. Конденсирующа с  среда и неконденсирующ .ийс  буферный газ создают в зазоре между стаканом 2 и перегородкой 6 границу раздела, перемещение которой вверх или вниз мен ет прот женность зоны конденсации, при этом давление в конденсаторе (и, соответствепно, температура насыщени  конденсирующейс  среды) стабил .изируетс  в оиределеипых заданных пределах. Если температура кипени  хладагента значительно ниже температуры затвердевани  конденсирующейс  среды, то на поверхности стакана 2 молсет начатьс  процесс вымораживани  с постепенным накоплением твердой фазы конденсирующейс  среды. Однако наличие трубы 8 ириводит к тому, что уже при малых количествах образовавшейс  твердой фазы происходит резкое сокращение площади конденсации , чему способствует и эллипсный проф .иль труб 8. Трубы 8 выполн ютс  тонкостепными (например, с толщиной 0, ,2 мм), из материала с низкой теплопроводностью (например, из пластмассы или нержавеющей стали), «х концы заглушены , внутри же находитс  газ. В св зи с этим, трубки 8 сами практически не пропускают тепловой поток и при заполнении зазоров между трубами 8 и поверхностью стакана 2 твердой фазой (характеризуюп eйc  низкой теплопроводностью) одиовременно с резким сокращением площади конденсации имеет место резкое увеличение термического сопротивлени  между конденсирующейс  средой и поверхностью стакана 2. При правильном расчете параметро;в устройства можпо достигнуть увеличение этого термического сопротивлени  при наращивании льда в дес тки раз, что в основной зоне конденсации приостановит процесс вымораживани  при доетиже 1Ш-1 толщины льда относительной малой величины . Иначе протекает процесс вымораживапп  в зоне границы конденсируюн1,а с  среда - буферный газ. В этой зоне пар диффундирует в буферный газ и затем вымораживаетс  на поверхности стакана 2, процесс идет медленно при очень малых тепловых потоках, и поэтому наращивание льда пе может его ограничить. При достаточно длительной непрерывной работе конденсатора лед полностью заполнит зазоры между трубами 8 и верхн   его граница начнет приближатьс  к перегородке 6. Перегородка 6 в конденсаторе размешена так, что с наружной стороны она всегда и по всей высоте контактирует с конденсирующейс  средой, поэтому перегородка 6 всегда нагрета до температуры насыщени  конденсирующейс  среды. Следовательно , дл  льда, наращиваемого на поверхности стакана 2, перегородка 6  вл етс  гор чей стенкой, с приближением к которой тепловой поток от нее ко льду растет , и рост льда прекращаетс  до полного перекрыти  зазора между конденсирующейс  средой и неконденсирующимс  газом . Пагреваема  снаружи перегородка 6, таким образом, предотвращает перекрытие св зи с буферной емкостью пробкой льда в зоне конденсатора, зан той неконденсирующимс  газом. Тем самым, обеспечиваетс  высока  эксплуатационна  надежность конденсатора. Использование описываемого коиденсатора в разделительной колонне позволит повысить надежность работы последней н упростить ее конструкцию за счет устранени  промежуточного испарительно-конденсадионного цикла. Формула и 3 о б ) е т е н и   Конденсатор, содержащий вертикальный корпус с размещенным в нем с кольцевым зазородм стаканом, снабженным патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость, сообщающуюс  - с кольцевым зазором, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , в кольцевом зазоре коаксиально корпусу размещена цилиндрическа  перегородка , в полости между которой и стаканом установлены вытеснители в виде заглушенных с торцов труб, расположенных по периметру стакана с заданным шагом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

«Труды Всесоюзной научно-технической конференции по нрименению радиоактивных и стабильных изотопов, М., Изд-во АН СССР, 1958, с. 127.

1.Авторское свидетельство СССР № 412458, кл. F 28 D 9/00, 1971.

2.Мюлендорф Ю. К. и др. «Конденсатор-стабилизатор теплового режима.

Claims (1)

1. Формула и з о б ре т е н и я

   Конденсатор, содержащий вертикальный корпус с размещенным в нем с кольцевым зазором стаканом, снабженным патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость, сообщающуюся — с кольцевым зазором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в кольцевом зазоре коаксиально корпусу размещена цилиндрическая перегородка, в полости между которой и стаканом установлены вытеснители в виде заглушенных с торцов труб, расположенных по периметру стакана с заданным шагом.