Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Рассольные испарители

Рассольные испарители

Страница 3 из 11

Панельный испаритель выполнен в виде бака прямоугольного сечения, в который установлены секции (рис. 1). Каждая секция состоит из двух горизонтальных коллекторов и двух вертикальных стояков, образующих прямоугольную раму. В последней размещена панель, сваренная из двух листов стали с выштампованными канавками, образующими вертикальные каналы, которые снизу и сверху объединены коллекторами. Жидкий хладагент поступает через один из стояков в нижний коллектор и заполняет каналы почти до верхнего коллектора. В панели хладагент кипит, отнимая тепло от рассола, циркулирующего в баке. Все секции включаются параллельно, для этого они объединены общими жидкостными, паровыми и маслоотводными коллекторами.

В эксплуатации встречаются также вертикальнотрубные испарители открытого типа, которые по устройству аналогичны панельным испарителям, но секции их выполнены не из листовой стали, а из труб. Трубы и стояки приварены к коллекторам. Такая конструкция секций требует большого количества труб и трудоемка в изготовлении и при ремонте.

Секция панельного (листотрубного) испарителя

Рис. 1 – Секция панельного (листотрубного) испарителя: 1- паровой коллектор; 2 – панель; 3 – отделитель жидкости; 4 – жидкостный коллектор

Кожухотрубный испаритель представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан, к торцам которого приварены решетчатые днища с завальцованными трубами. Хладагент кипит во внутренней полости барабана и охлаждает теплоноситель (рассол), принудительно циркулирующий в трубах.

Такие испарители изготовляют однопроходными и многопроходными. В многопроходных закрытых испарителях (рис. 2) барабан имеет с обеих сторон крышки, снабженные с внутренней стороны перегородками для изменения направления хода рассола. Все трубы разделены на равные группы. Рассол пропускается последовательно через все группы. Скорость его прохождения прямо пропорциональна числу групп. При 12 группах скорость рассола составляет 1,5 м/с.

Аммиачный кожухотрубный испаритель

Рис. 2 – Аммиачный кожухотрубный испаритель: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – поплавковый регулирующий вентиль; 4 – сухопарник; 5 – манометр; 6 – трубы; 7 – трубная решетка; 8 – крышка; 9 и 10 – патрубки для выхода и входа рассола; 11 – отстойник; 12 – вентиль жидкостного трубопровода от поплавкового регулирующего вентиля; 13 – патрубок для выхода паров аммиака; 14 – вентиль впуска жидкого аммиака

Однопроходные испарители не имеют крышек и погружены в бак с рассолом, который под действием мешалки прогоняется сразу параллельно через все трубы.

В рефрижераторных поездах и 12-вагонных секциях холодильные установки имеют кожухотрубные испарители (рис. 3) с шестью ходами рассола.

Аммиак поступает в испаритель снизу по патрубку с вентилем (1) и кипит в межтрубном пространстве. Отсасывание паров аммиака компрессором происходит через сухопарник (6), в котором отделяются капельки неиспарившейся жидкости.

Схема рассольного испарителя рефрижераторных поездов и 12-вагонных секций

Рис. 3 – Схема рассольного испарителя рефрижераторных поездов и 12-вагонных секций

Уровень жидкого аммиака в испарителе обычно составляет 0,75 – 0,8 величины диаметра кожуха. Испаритель снабжен краном для выпуска воздуха (4), маслосборником и предохранительным клапаном (5). Для уменьшения тепловых потерь предусмотрена термоизоляция (мипора) (7) толщиной 160 мм. Рассол входит через нижний (2) и выходит через верхний (3) патрубки передней крышки кожуха. Сухопарник и маслосборник соединены между собой указательной трубкой, по высоте обмерзания которой следят за уровнем жидкого аммиака в кожухе. Внутренние трубы испарителя развальцованы в решетках и заварены.

Техническая характеристика кожухотрубных испарителей рефрижераторного подвижного состава постройки завода ГДР приведена в таблице 1.

В фреоновых холодильных установках для охлаждения рассола и воды применяются кожухотрубные и кожухозмеевиковые испарители. В сухопарнике кожухотрубного испарителя имеется змеевик теплообменника (рис. 4).

Фреоновый кожухотрубный испаритель

Рис. 4 – Фреоновый кожухотрубный испаритель: 1 – патрубка для входа и выхода рассола; 2 – кожух испарителя; 3 – сухопарник со змеевиком теплообменника; 4 – патрубок выхода паров фреона; 5 и 6 – патрубки входа и выхода жидкого фреона; 7 – патрубок входа жидкого фреона после регулирующего вентиля

Таблица 1 – Техническая характеристика кожухотрубных испарителей рефрижераторного подвижного состава ГДР

Элементы характеристики Характеристика испарителя
поезда 12-вагонной секции
23-вагонного 21-вагонного
Поверхность испарителя, м2 35,5 45 35
Диаметр испарителя, мм 684 684 684
Длина испарителя, мм 3740 3250 3740
Производительность рассольного насоса, м2 35 45 35
Частота вращения вала рассольного насоса, об/мин 1450 1450 1450
Мощность электродвигателя рассольного насоса, кВт 9,2 12 9,2

Кожухозмеевиковые испарители отличаются от кожухотрубных тем, что хладагент кипит в их трубах, закрепленных только в одной решетке, а хладоноситель (рассол или вода) протекает в межтрубном пространстве (рис. 5). Эти испарители не испытывают термических напряжений в трубах и случайное замерзание охлаждающей жидкости не вызывает аварии. Основные размеры аммиачных и фреоновых кожухотрубных испарителей, приведены в таблице 2.

Схема фреонового кожухозмеевикового испарителя

Рис. 5 – Схема фреонового кожухозмеевикового испарителя: 1 и 5 – патрубки входа и выхода теплоносителя; 2 – патрубок входа жидкого фреона; 3 – патрубок выхода паров фреона; 4 – перегородки

Фреоновая холодильная установка живорыбного вагона оборудована горизонтальным кожухотрубным шестиходовым испарителем типа ИТР-12. Он предназначен для охлаждения воды, которая поступает из резервуаров с живой рыбой, Охлаждаемая вода циркулирует в медных трубках, а жидкий фреон кипит в межтрубном пространстве. Испаритель представляет собой стальной кожух диаметром 325 мм. К концам кожуха приварены стальные трубные решетки, покрытые для защиты от коррозии слоем меди. Решетки закрыты сферическими крышками на прокладках. В крышках сделаны шесть внутренних перегородок по числу ходов; 70 медных трубок с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенок 3 мм вварены в решетки. Для увеличения теплопередающей поверхности на трубках накатаны ребра. Общая наружная поверхность трубок составляет 12 м2.

Таблица 2 – Основные размеры аммиачных и фреоновых кожухотрубных испарителей

Марка испарителя Площадь поверхности, м2 Размеры кожуха, мм Число труб и ходов Условные проходы патрубков, мм Масса, кг
Диаметр Длина Всасывающего Жидкостного рассольного

Аммиачные испарители

32ИКТ 32 500 4520 144/8 70 15 80 1790
40ИКТ 40 600 3580 216/8 80 20 100 1960
50ИКТ 50 600 4580 216/8 80 20 100 2400
65ИКТ 65 600 5580 216/8 80 20 125 2920
90ИКТ 90 800 4670 366/8 125 25 150 4150
110ИКТ 110 800 5670 366/8 125 25 150 4900
140ИКТ 140 1000 4800 614/8 150 32 200 6440
180ИКТ 180 1000 5800 614/8 150 32 200 7600
250ИКТ 250 1200 5920 870/4 200 40 250 10910
300ИКТ 300 1200 6290 870/4 200 40 250 12710

Фреоновые испарители

ИТР-18 18 350 1400 76/6 50 20 40 -
ИТР-25 25 400 1400 118/6 50 20 70 -
ИТР-35 35 500 2500 121/4 80 25 80 -
ИТР-105 105 600 3000 241/4 125 50 125 1650
ИТР-210 210 800 3000 491/4 125 50 150 3000

Основные достоинства кожухотрубных испарителей – простота и надежность конструкции, компактность, возможность устройства закрытой системы циркуляции рассола.

Преимущество закрытых кожухотрубных испарителей заключается в том, что рассол в них под напором спускной линии поднимается по принципу сообщающихся сосудов до уровня батарей без затраты дополнительной работы. В этом случае электродвигатель насоса преодолевает только трение жидкости о стенки трубопровода (депрессию).

Однако испарители этого типа имеют и недостатки. Так, при понижении концентрации рассола существует опасность замерзания его в трубах. Кроме того, кожухотрубные испарители сложны в изготовлении.

Кожухотрубные испарители используют для установок холодопроизводительностью 11,6 тыс. Вт и выше.

Расчет и подбор рассольных испарителей

Расчет рассольного испарителя заключается в определении его теплопередающей поверхности (м2)

210214_f1

где Q0 – рабочая холодопроизводительность установки, Вт;

Ки – коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м2·К);

t – разность температур рассола и хладагента, °С;

qF – удельный тепловой поток, Вт/м2.

По величине теплопередающей поверхности подбирают марку испарителя. Количество циркулирующего рассола (м3/ч) определяют по формуле

210214_f2

где cp, ρ – теплоемкость рассола, кДж/(кг·К), и плотность, кг/м3;

tр1 и tр2 – температуры рассола, поступающего в испаритель и уходящего из него, °С (tр1 - tр2 = 2 ÷ 3° С).

По количеству циркулирующего рассола подбирают марку рассольного насоса.

Теплоемкость и плотность рассола принимают в зависимости от температуры его замерзания, которая для кожухотрубных испарителей должна быть на 8° С, а для испарителей открытого типа – на 3° С ниже температуры кипения хладагента.

Значения коэффициентов теплопередачи Ки и удельного теплового потока qF для рассольных испарителей различных типов при разности температур ∆t = 5° С приведены в таблице ниже

210214_t1


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика