УСТРОЙСТВО для РАЗДЕЛЕНИЯ НА ФАЗЫ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ Советский патент 1970 года по МПК H02K44/08 

Изобретение относится к устройствам для разделения на фазы двухфазных потоков жидкость-газ или жидкость-пар и может использоваться в жидкометаллических магнитогидродинамических установКах.

Известны устройства, разделяющие газожидкостные или паро-жидкостные потоки в циклах МГД-установок, содержащие сужающийся к выходу прямолинейный рабочий какал с газопроницаемыми стенками.

Целью изобретения является .повышение степени сепарации и к.п.д. устройства, особенно в случае, когда двухфазный поток является поршневым, состоящим из порций л идкого металла, разделенных порциями газа или пара.

Для этого в предлагаемом устройстве для разделения двухфазных потоков каналы, отводящие газ или пар, вынолнеиы под тупым углом -к направлению сужения рабочего канала.

Отношение площади выходного сечения рабочего канала « площади его входного сечения .блиЗКО к относительно.1у объему жидко11 фазы в .подаваемом в устройство потоке.

Отводящие каналы выполнены криволинейными, так что углы, образованные их осями с направлением сужения рабочего канала, уменьшаются по направлению к выходному сечению отводящих каналов.

Газопроницаемая стенка сепаратора набрана из большого числа пластин, зазоры между которыми образуют отводящие каналы.

Па чергеже схематично показано предлагаемое устройство в продольном сечении.

Устройство имеет сужающийся рабочий «амал , широкая сторона 2 которого служит для подвода паро-жидкостной смеси, а узкая 3 - для выхода чистой жидкости. Стенки сепаратора набраны из большого числа поставленных под утлом к потоку изогнутых пластин (колец) 4, образующих наклонные щели 5 для выхода пара. Из внутренней полости 6 сепаратора пар по патрубку 7 направляется

в паровой контур.

Высокоскоростной парО-ЖИДКОСТЦЫЙ ПОТОК,

поступающий во входное отверстие, продолжает движение вдоль оси канала сепаратора за счет собственной кинетической энергии,

запас которой в движущи.хся с одинаковой скоростью частицах жидкости и пара весьма различен вследствие большого различия их плотностей. Жидкость полностью сохраняет осевую скорость и образует на выходе непрерывный погок, а пар, который можно считать безынерционным, легко отклоняется от оси потока за счет разности давлений в паровом поршне и внутренней полости сепаратора. Разность давлений, возникает благодаря деисходящей вследствие сужения канала по направлению « выходному сечению, так что паровая фаза полностью вытесняется и на выходе, образуется сплошной жидкий поток.

.Предлагаемое устройство целесообразно использовать для разделения потока поршнеобразной структуры, который состоит из крупных дискретных порций пара и жидкости. Разделение таких потоков осуществляется легче, чем разделение квазиоднородных смесей, в которых поверхность соприкосновения фаз несравнимо -большая. Фазы разделяются практически при постоянной скорости движения потока, поэтому отсутствуют возмужающие силы (удары), могущие ухудшать условия сепарации и понижать К.П.Д., устройства. К.п.д. характеризует степень сохранения кинетической энергии потоком жидкости

mjv

к. п. д.

(mi + OTS) «

где mi и /Пг - массовые расходы жидкости и

пара; Ui -окорОсть потока жидкости на

входе; V2 - скорость потока жидкости на

выходе устройства.

Высокий К.п.д. устройства обеспечивается незначительным различием скоростей потока жидости на входе и выходе, которое определяется главным образом малыми потерями трения жидкой фазы в рабочем канале устройства.

Предмет изобретения

1.Устройство для разделения на фазы двухфазных потоков жидкость-газ и (или) жидкость-пар, содержащее прямолинейный сужающийся к выходу рабочий канал, в стенках которого имеются отверстия, соединяющие рабочий канал с каналами отвода газообразной фазы, систему ввода в канал двухфазного

потока, подлежащего разделению, например потока жидкий металл-газообразная среда по;рш«еоб:разной структуры; (систему отвода жидкости, соединенную с узким концом рабочего канала; и систему отвода газообразной

фазы, соединенную с отводящими каналами, отличающееся тем, что, с целью повышения степени сепарации и к.п.д., устройства, отводящие каналы отходят от рабочего канала под тупым углом к направлению сужения рабочего канала.

2.Устройство ;по 1П. 1, отличающееся тем, что отношение площади выходного сечения рабочего канала к площади его входного сечения близко к Относительному объему жидкой фазы

в подаваемом в устройство потоке.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отводящие каналы выполнены криволинейными, так что углы, образов анные их осями с направлением сужения рабочего канала,

уменьшаются к выходвому сечению отводящих ка1налО|В.

4.Устройство по п. 1 или 3, отличающееся тем, что стенка рабочего канала набрана из ряда пластин, скрепленных между собой таКИМ образом, что зазоры между ними образуют отводящие каналы.

V°V /

тГ

Жи(/(ость