СЕПАРАТОР Российский патент 2010 года по МПК B01D45/08 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Известен линейный вертикальный паросепаратор, включающий цилиндрический корпус, ряд центрально расположенных сопел, вдвинутых одно в другое и образующих в верхних частях кольцевые щели для отвода пара, и дырчатую обечайку, установленную на выходе пара из сепаратора, причем он снабжен вертикальными, охватывающими сопла по высоте сепаратора, жалюзи, проходные каналы которых расположены радиально, а сечения их увеличиваются в направлении движения пара. [1].

Недостатком этого технического решения является то, что при кренах и дифферентах уровень воды в сепараторе поднимается у стенки корпуса на стороне крена либо дифферента и становится недопустимо высоким, как следствие, через проходное сечение перфорированной обечайки происходит барботаж пара. Влажность пара скачкообразно возрастает, что крайне отрицательно сказывается на работе пароперегревателя ядерной энергетической установки (ЯЭУ). Кроме того, отсутствует организованный сток отсепарированной жидкости по траектории движения гаэожидкостного потока.

Известен линейный вертикальный паросепаратор, включающий цилиндрический корпус, ряд центрально расположенных сопел, вдвинутых одно в другое и образующих в верхних частях кольцевые щели для отвода пара, и дырчатую обечайку, установленную на выходе пара из сепаратора, причем вертикальные жалюзи набраны в концентрически расположенные в паровом объеме секции, обеспечивающие параллельное движение пара через все секции и отвод отсепарированной влаги [2].

Недостатком указанного технического решения является недостаточное отделение газожидкостного потока от мелкодисперсных капель в связи с тем, что отсутствует организованный сток отсепарированной жидкости с траектории движения газожидкостного потока. Это существенно влияет на работу пароперегревателя ЯЭУ.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности стока отсепарированной жидкости и исключение вторичного уноса мелкодисперсных капель движущимся потоком пара при превышении критической скорости, что имеет место из-за работы ЯЭУ в режиме переменных нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что сепаратор снабжен установленными между жалюзийными секциями цилиндрическими перегородками с расположенными между ними и закрепленными на них своими торцами планками синусоидальной формы, снабженными карманами, размещенными на боковых поверхностях гофр через период синусоиды и установленными с наклоном к оси сепаратора, при этом первая по ходу потока цилиндрическая перегородка закреплена на нижней горизонтальной пластине, а вторая - на верхней.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям "новизна", "уровень техники", "промышленная применимость".

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами,

где на фиг.1 - продольный разрез сепаратора;

на фиг.2 - поперечный разрез сепаратора;

на фиг.3 показано движение потока в сепарационном устройстве;

на фиг.4 - планка синусоидальной формы с карманами.

Сепаратор содержит корпус 0 с патрубком 1 входа газожидкостного потока, диффузор 2, перфорированный лист 3, пакет 4 горизонтальных жалюзи-воронок, перфорированные обечайки 5, перегородки 6, закрепленные между собой с помощью планок 7 синусоидальной формы с карманами 8, расположенными через период синусоиды на прямых участках с наклоном в сторону оси сепаратора, пакет 9 вертикальных жалюзи, патрубок 10 выхода осушенного пара, сборный коллектор 11 под пакетом 9 вертикальных жалюзи, объем 12 воды, патрубок 13 выхода воды. Жалюзийные секции расположены концентрически и размещены между горизонтальными пластинами.

Сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостный поток поступает в сепаратор через входной патрубок 1, попадает в диффузор 2, где происходит некоторое изменение скорости потока. После прохождения перфорированного листа 3 раздается по горизонтальным криволинейным каналам пакета 4 жалюзи-воронок, где подвергается действию центробежных сил. При этом мелкодисперсная жидкость как более тяжелая составляющая за счет сил поверхностного натяжения выпадает на стенках пакета 4 жалюзи-воронок. Газожидкостный поток, минуя перфорированную обечайку 5, поступает между перегородок 6, которые образуют проходной канал, разделенный равномерно по периметру планками 7 синусоидальной формы с карманами 8, где происходит дальнейшая сепарация мелкодисперсной жидкости из потока, причем собранная в карманах 8 отсепарированная жидкость за счет пленочного эффекта стекает по внешней поверхностии внутренней перегородки 6 с поступлением в сборный коллектор 11, откуда попадает в объем 12 воды, а осушенный газожидкостный поток следует далее на пакет 9 вертикальных жалюзи, где происходит более тонкая осадительная сепарация, минуя вторую перфорированную обечайку 5 поступает к патрубку 10 осушенного газа. Жидкость, отсепарированная с помощью сепарационных устройств и поступившая в сборный коллектор 11, поступает в объем воды, откуда расходуется через патрубок 13 выхода жидкости для теплового цикла ЯЭУ.

Применение конструкции сепаратора предлагаемого вида позволяет эффективно осуществлять сток отсепарированной жидкости, причем за счет повышения критической величины скорости газожидкостного потока улучшается процесс сепарации из-за предотвращения срыва жидкой пленки и исключения повторного увлажнения потока отсепарированной жидкостью, что крайне отрицательно влияет на работу пароперегревателя ЯЭУ.

Источники информации

1. Блинов К. А. и др. Линейный вертикальный паросепаратор. А.с. SU N 101061, B01D 45/06. Приоритет 20.09.54. Опубл. в БИ N 12, 1955 г. - аналог.

2. Стерман Л.С. Вертикальный жалюзийный паросепаратор. А.с. SU N 134700, B01D 45/10. Приоритет 13.06.60. Опубл. в БИ N 1. 1961 - прототип.

Изобретение предназначено для использования в технологическом процессе разделения газожидкостного потока на компоненты в качестве внутрисепарационного устройства при генерировании пара и в аппаратах химических производств. Сепаратор содержит корпус с патрубками ввода газожидкостной смеси и вывода разделенных компонентов, размещенные в корпусе между горизонтальными пластинами концентрически расположенные жалюзийные секции со сборным коллектором, перфорированные обечайки, установленные между жалюзийными секциями цилиндрические перегородки с расположенными между ними и закрепленными на них своими торцами планками синусоидальной формы, снабженными карманами, размещенными на боковых поверхностях гофр через период синусоиды и установленными с наклоном к оси сепаратора, при этом первая по ходу потока цилиндрическая перегородка закреплена на нижней горизонтальной пластине, а вторая - на верхней. Технический результат: повышение эффективности сепарации за счет повышения критической величины скорости потока и организованного стока отсепарированной влаги, а также предотвращения срыва жидкой пленки и повторного попадания ее в поток. 4 ил.

Сепаратор, содержащий корпус с патрубками ввода газожидкостной смеси и вывода разделенных компонентов, размещенные в корпусе между горизонтальными пластинами концентрически расположенные жалюзийные секции со сборным коллектором, перфорированные обечайки, отличающийся тем, что он снабжен установленными между жалюзийными секциями цилиндрическими перегородками с расположенными между ними и закрепленными на них своими торцами планками синусоидальной формы, снабженными карманами, размещенными на боковых поверхностях гофр через период синусоиды и установленными с наклоном к оси сепаратора, при этом первая по ходу потока цилиндрическая перегородка закреплена на нижней горизонтальной пластине, а вторая - на верхней.