Конденсатор

Конденсатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

- маттиа-тек ми, „цк те 44иФФв, щл

O Г1 И C P H И E »769237

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.11.78 (21) 2685007/23-06

l (51) М Кл з Г 25

В 39/04

F 28 В 1/02 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Прио ритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 па делаи изобретений н открытий (53) УДК 621.565,9-1 (088.8) (72) Авторы изобретения И. Г. Шекриладзе, А. Г. Кудзиев и Д. Г. Русишвили (71) Заявитель (54) КОНДЕНСАТОР

Изобретение относится к области конденсационных теплопередающих устройств, в частности к конденсаторам-стабилизаторам теплового режима с буфером неконденоирующегося газа, и может быть применено в головном узле обращения фаз низкотемпературной разделительной колонны. духоразделительной установки, содержаИзвестен конденсатор-испаритель воздухоразделительной установки, содержащий теплообменные пакеты, между которыми расположены вытеонители, заполненные газом, неконденсирующимся при температуре кипения испаряющейся жидкости

16

Данный конденсатор надежен в работе, поскольку снабжен вытеснителями, заполненными газом, однако в нем не может быть обеспечено саморегулирование работой;

Саморегулирование работы осуществлено в конденсаторе-стабилизаторе, содержащем вертикальный корпус с размещенным H HpM с кольцевым зазором стаканом, снабженным патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость, сообщающуюся с кольцевым зазором 12).

Стабилизация теплового потока в таком конденсаторе достигается изменением площади конденсации путем перемещения пар-газ, однако конденсатору присущ недостаток, заключающийся в наличии процесса неконтролируемого постепенного вымораживания конденсирующейся среды на

5 поверхности конденсации в случае охлаждения конденсатора криогенным хладагентом (особенно, в зоне границы пар-газ). Вымораживание среды при больших объемах твердой фазы, во-первых, ухудшает основ10 ной технологический процесс, во-вторых, может привести к прекращению процесса стабилизации теплового режима (напрпмер, путем образования пробки льда, полностью перекрывающей линию, связывающую по15 лость конденсации с буферной емкостью) .

Наличие постоянного неконтролируемого процесса вымораживания конденсирующейся среды снижает эксплуатационную надежность устройства.

Цель изобретения — т странение вышеуказанного недостатка и повышение надежности.

Эта цель достигается тем, что в кольцевом зазоре коаксиально корпусу размещена цилиндрическая перегородка, в полости между которой и стаканом установлены вытеснители в виде заглушенных с торцов труб, расположенных по периметр стаЗо кана с заданным шагом.

769237 толщины льда чины. нрсдлагаемыи разрез Л вЂ” А

3

11à фиг. 1 изображен конденсатор; на фиг. 2— фиг. 1.

Конденсатор содержит корпус 1, стакан

2, патрубок 3 для подвода хладагента, патрубок 4 для его отвода, буферную емкость

5, перегородку 6, кольцевой зазор 7, трубы 8.

Конденсатор нижним торцом непосредственно присоединяется к технологической установке, например, к разделительной колонне.

Работа конденсатора осуществляется следующим образом.

В рабочих условиях конденсирующаяся среда поступает в конденсатор из технологической установки, конденс".руется па поверхности стакана 2 и стекает обратно вниз в виде жидкой пленки и капель.

Внутрь стакана 2 через патрубок 3 поступает жидкий кипящий хладагент, образующий пары, которые отводятся через патрубок 8, Конденсирующаяся среда и неконденсирующийся буферный газ создают в зазоре между стаканом 2 и перегородкой

6 границу раздела, перемещение которой вверх .или вниз меняет протяженность зоны конденсации, при этом давление в конденсаторе (и, соответственно, температура насыщения конденсирующейся среды) стабилизируется в определенных заданных пределах. Если температура кипения хладагента значительно ниже температуры затвердевания конденсирующейся среды, то на поверхности стакана 2 может начаться процесс вымораживания с постепенным накоплением твердой фазы конденсирующейся среды. Однако наличие трубы 8 приводит к тому, что уже при малых количествах образовавшейся твердой фазы происходит резкое сокращение площади конденсации, чему способствует и эллипсный профиль труб 8. Трубы 8 выполняются тонкостенными (например, с толщиной 0,1 —: —:-0 2 мм), из материала с низкой теплопроводностью (например, из пластмассы или нержавеющей стали), их концы заглушены, внутри же находится газ. В связи с этим, трубки 8 сами практически не пропускают тепловой поток и при заполнении зазоров между трубами 8 и поверхностью стакана 2 твердой фазой (характеризующейся низкой теплопроводностью) одновременно с резким сокращением площади

i.oíäåHñàöèè имеет место резкое увеличение термического сопротивления между конденсирующейся средой и поверхностью стакана 2. При правильном расчете параметров устройства можно достигнуть увеличение этого термического сопротивления при наращивании льда в десятки раз, что в основной зоне конденсации приостановит процесс вымораживания прп достижении относительной малой велиИначе протекает процесс вымораживания в зоне границы конденспрующаяся среда — буферный газ. B этой зоне пар диффундирует в буферный газ и затем вымораживается на поверхности стакана 2, процесс идет медленно при очень малых

rl0 тепловых потоках, и поэтому наращивание льда не может его ограничить. При достаточно длительной непрерывной работе конденсатора лед полностью заполнит зазоры между трубами 8 и верхняя его граница .15 начнет приближаться к перегородке 6.

Перегородка 6 в конденсаторе размещена так, что с наружной стороны она всегда и по всей высоте контактирует с

20 конденсирующейся средой, поэтому перегородка 6 всегда нагрета до температуры насыщения конденсирующейся среды. Следовательно, для льда, наращиваемого на поверхности стакана 2, перегородка 6 яв25 ляется горячей стенкой, с приближением к которой тепловой поток от нее ко льду растет, и рост льда прекращается до полного перекрытия зазора между конденсирующейся средой и неконденсирующимся raЗО зом. Нагреваемая снаружи перегородка 6, таким образом, предотвращает перекрытие связи с буферной емкостью пробкой льда в зоне конденсатора, занятой неконденсирующимся газом. Тем самым, обеспечиваЗ5 ется высокая эксплуатационная надежность конденсатора.

Использование описываемого конденсатора в разделительной колонне пбзволит

40 повысить надежность работы последней и упростить ее конструкцию за счет устранения промежуточного испарительно-конденсационного цикла.

Формула изобретения

Конденсатор, содержащий вертикальный корпус с размещенным в нем с коль5О цевым зазором стаканом, снабженным патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, и буферную емкость, сообщающуюся — с кольцевым зазором, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения на55 дежности, 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.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

769237 фиг 1

А-А фиг. 2

Составитель T. Юдина

Техред И. Пеннко

Редактор Н. Тимонина

Корректор О. Гусева

Изд. Кз 516 Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дслам изобретений и открытий

1.13035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 7480

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособчисполкома

«Труды Всесоюзной научно-технической конференции по применению радиоактивных и стабильных изотопов», М., Изд-во

AII С СР, 1958, с. 127.

1. Авторское свидетельство СССР

Мз 412458, кл. F 28 D 9/00, 1971.

2. Мюлендорф IO. К. и др. «Конденсатор-стабилизатор теплового режима»,