ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Созданный ранее для исследования характеристик теплопереда­чи при использовании искусственно приготовленных растворов высо­котемпературный вертикальный однотрубный испаритель был переде­лан из замкнутой системы в разомкнутую для проведения испытаний по изучению образования накипи. Модификация установки состояла в добавлении трех емкостей для смешения и подачи питательной соле­ной воды, деаэратора для удаления кислорода из этой воды, системы добавления кислоты для превращения силиката натрия в питательной воде в кремневую кислоту после нагревания воды до рабочей темпе­ратуры и системы сброса для охлаждения и слива раствора после его прохождения через испаритель. За нагревателем воды на входе в ис­паритель и в сливном трубопроводе за испарителем были размещены освещаемые смотровые окна, с тем чтобы во время работы установ­ки можно было проводить визуальные наблюдения за выпадением осадков. Схема установки приведена на фиг. 4.1.

Искусственный раствор приготовлялся в трех изготовленных из нержавеющей стали емкостях объемом ~ 1140 л каждая. Питательный раствор или деминерализованная вода могут быть перекачаны в ва­куумный деаэратор через питающий трубопровод диаметром 95 мм, изготовленный из пластмассы; на этой линии установлен регулирую­щий клапан, поддерживающий требуемый уровень в данной части де­аэратора. Деаэратор представляет собой стеклянную трубу длиной 2,5 м и диаметром 100 мм с керамическими уплотнителями размером?5 мм. С помощью водоструйного эжектора фирмы "Шютте и Кертинг" в деаэраторе поддерживается разрежение ~98,2 кПа (736 мм рт. ст.).

Жидкость из деаэратора подается самотеком к перекачивающе­му питательный раствор насосу, расположенному на 11,6 м ниже де­аэратора. Это позволяет поддерживать высоту всасывания перекачи­вающего насоса на уровне «Л,5 м вод. ст. Расход жидкости регули­руется путем изменения числа оборотов привода насоса и поддержи­вается на уровне ~1,9 л/мин.

Холодный раствор прокачивается через измерительную диафраг­му, нагревается до требуемой температуры при прохождении через обогреваемый паром нагреватель и подается снизу в испаритель че­рез регулируемую диафрагму, с помощью которой регулируется ин­тенсивность вскипания на входе. Труба испарителя с двойным гофри­рованием наружным диаметром 25,4 мм изготовлена из медноникеле - вого сплава (90% Си, 10% Ni). Она обогревается с наружной стороны за счет конденсации технического пара, который подается в изготов­ленную из нержавеющей стали рубашку диаметром ~ 150 мм, охваты­вающую трубу испарителя. Затем жидкость выходит из верхней час­ти испарителя и самотеком поступает к регулирующему уровень ба­ку, а затем в систему сброса.

Образующийся в процессе испарения в трубе испарителя пар поступает через сепаратор с изготовленной из нержавеющей стали проволочной ловушкой в конденсатор. Конденсат проходит через ре­гулирующий уровень бак и затем попадает в систему сброса, где он смешивается со сливаемым из установки раствором.

При проведении опытов с кремнеземом в соленую воду закачива­ется соляная кислота (22 вес. %) в точке трубопровода расположенной между нагревателем воды и входом в испаритель. Кислота подается в достаточном количестве для превращения силиката и карбоната натрия, содержащихся в питательной воде, в кремневую кислоту и в хлорид натрия. Образующийся при этом углекислый газ удержива­ется в растворе за счет избыточного давления до момента вскипания жидкости в испарителе, когда С02 выделяется из раствора и выпус­кается из конденсатора.

В тех испытаниях, в которых в питательном растворе содержа­лись соли кальция и магния, они добавлялись в виде хлоридов к кис­лоте, с тем чтобы предотвратить отложение накипи в нагревателе.

Система сброса представляет собой охлаждаемый водой трубча­тый змеевик емкостью 114 л из нержавеющей стали 316 длиной ~9 м и наружным диаметром 95 мм. Раствор охлаждается технической во­дой до температуры ниже 37 ° и затем сбрасывается через регулиру­ющий уровень клапан в большой бак-сборник или непосредственно в дренаж.

Смотровые окна, изготовленные из пирекса, диаметром 25 мм и толщиной 12,7 мм, расположены в трубопроводах на входе и выходе из нагревателя, а также на входе в испаритель и на сливной линии из него и используются для наблюдения за образованием осадков в системе.

Трубопроводы для отбора проб и электрически обогреваемые бомбы для образцов расположены на входе и выходе из испарителя. В бомбах для образцов находится сетка с фильтровальной бумагой с размером пор 5-10 мкм для сбора твердых частиц при рабочей температуре.