CN112221255A - 一种平行布置的多级汽水分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行布置的多级汽水分离器，涉及蒸汽动力技术领域，包括壳体、波形板分离器和至少一个旋叶分离器，所述壳体的上端设有蒸汽出口，所述壳体内设有汽水混合物流道挡板；以及位于所述壳体内且相互间呈横向布置的：所述旋叶分离器的下方设有用于导入汽水混合至旋叶分离器内的汽水混合物进口接管，且所述汽水混合物进口接管的一端伸出所述壳体外，另一端与旋叶分离器相连。本发明能够有效减小汽水分离器的高度，从而减小汽水分离器对垂直高度空间的占用。

Description

一种平行布置的多级汽水分离器

技术领域

本发明涉及蒸汽动力技术领域，具体涉及一种平行布置的多级汽水分离器。

背景技术

汽水分离技术广泛应用于蒸汽动力及石油化工领域。锅炉产生的湿蒸汽中往往会夹带一定比例的液滴，随着蒸汽的流动，夹带在高速气流中的液滴会造成用气设备的损坏，影响用汽设备的安全以及造成蒸汽动力装置故障，因此需要对湿蒸汽进行汽水分离。

现有技术中，一般采用汽水分离器进行蒸汽中的汽水分离，但是，现有的汽水分离器所占用的竖直方向的空间较大，在某些高度方向空间受限制的领域，如船舶、航天领域等领域，现有的汽水分离器占据大量空间，给总体设计带来了太大的负担，在高度受限严重的领域，现有的汽水分离装置甚至无法有效进行汽水分离。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种平行布置的多级汽水分离器，能够有效减小汽水分离器的高度，从而减小汽水分离器对垂直高度空间的占用。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：

壳体，所述壳体的上端设有蒸汽出口，所述壳体内设有汽水混合物流道挡板；以及位于所述壳体内且相互间呈横向布置的：

至少一个旋叶分离器，所述旋叶分离器的下方设有用于导入汽水混合至旋叶分离器内的汽水混合物进口接管，且所述汽水混合物进口接管的一端伸出所述壳体外，另一端与旋叶分离器相连；

波形板分离器，所述波形板分离器的进气侧朝向所述旋叶分离器，所述汽水混合物流道挡板包括横板和竖板，所述横板设于壳体的中侧以使所述旋叶分离器的底部和波形板分离器的底部位于同一空间，所述竖板竖向设于波形板分离器的底部以使旋叶分离器的出气口和波形板分离器的进气侧位于同一空间，波形板分离器的出气侧和壳体的蒸汽出口位于同一空间。

在上述技术方案的基础上，所述旋叶分离器和旋叶分离器均竖直设置，且所述旋叶分离器和旋叶分离器位于同一水平高度上。

在上述技术方案的基础上，所述壳体的顶端为分离器封头，且所述蒸汽出口开设于所述分离器封头上。

在上述技术方案的基础上，所述蒸汽出口上设有蒸汽出口接管，所述壳体的底部开设有液态水出口，所述液态水出口上设有疏水接管。

在上述技术方案的基础上，所述旋叶分离器和汽水混合物进口接管之间设有弯头，所述弯头的一端连接旋叶分离器的下端，另一端与汽水混合物进口接管相连，所述弯头的转弯外侧管壁上开设有至少一个小孔，所述汽水混合物进口接管横向设置。

在上述技术方案的基础上，所述旋叶分离器的两端分别为出口端和进口端，所述旋叶分离器的上端为出口端，所述旋叶分离器的下端为进口端，所述弯头与旋叶分离器的进口端相连，所述旋叶分离器的出口端上设有蒸汽出口防冲板。

在上述技术方案的基础上，所述旋叶分离器的上端外侧设有分离水储水环腔，所述分离水储水环腔呈圆环状并套设与所述旋叶分离器的上端，且所述分离水储水环腔的上端与所述旋叶分离器的内部连通。

在上述技术方案的基础上，所述分离水储水环腔的下端开设有开口，所述分离水储水环腔的下方设有疏水管，且所述疏水管的上端与分离水储水环腔下端的开口相连。

在上述技术方案的基础上，所述旋叶分离器包括筒壁和位于所述筒壁内的旋叶，所述旋叶的中心线和筒壁的中心线位于同一条直线上，所述筒壁竖直设置，且所述筒壁的中心线与汽水混合物进口接管的中心线间相互垂直。

在上述技术方案的基础上，所述波形板分离器的下端设有疏水管。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将旋叶分离器和波形板分离器进行平行设置，使得旋叶分离器和波形板分离器位于同一水平高度上，有效减小汽水分离器的高度，从而减小汽水分离器对垂直高度空间的占用，方便汽水分离器在高度受限的位置进行布置，同时，旋叶分离器下方的汽水混合物进口接管横向布置，采用弯头连接旋叶分离器和汽水混合物进口接管，以此来减少旋叶汽水分离器的高度，进一步减小汽水分离器的高度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种平行布置的多级汽水分离器的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种平行布置的多级汽水分离器的竖向平面图；

图3为本发明实施例中旋叶分离器的结构示意图。

图中：1-旋叶分离器，2-汽水混合物进口接管，3-弯头，4-小孔，5-蒸汽出口防冲板，6-分离水储水环腔，7-疏水管，8-筒壁，9-旋叶，10-壳体，11-汽水混合物流道挡板，12-波形板分离器，13-分离器封头，14-横板，15-竖板，16-疏水接管，17-蒸汽出口接管。

具体实施方式

本发明实施例提供一种平行布置的多级汽水分离器，通过将旋叶分离器1和波形板分离器12进行平行设置，有效减小汽水分离器的高度，从而减小汽水分离器对垂直高度空间的占用，方便汽水分离器的布置。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种平行布置的多级汽水分离器，包括壳体10，以及位于壳体10内且相互间呈横向布置的旋叶分离器1和波形板分离器12。

参见图2所示，壳体10的上端设有蒸汽出口，壳体10内设有汽水混合物流道挡板11。旋叶分离器1的下方设有用于导入汽水混合至旋叶分离器1内的汽水混合物进口接管2，且汽水混合物进口接管2的一端伸出壳体10外，另一端与旋叶分离器1相连。波形板分离器12的进气侧朝向旋叶分离器1，汽水混合物流道挡板11包括横板14和竖板15，横板14设于壳体10的中侧以使旋叶分离器1的底部和波形板分离器12的底部位于同一空间，竖板15竖向设于波形板分离器12的底部以使旋叶分离器1的出气口和波形板分离器12的进气侧位于同一空间，波形板分离器12的出气侧和壳体10的蒸汽出口位于同一空间。波形板分离器12采用双钩、单钩或者无钩的波形板。

汽水混合物经汽水混合物进口接管2进入旋叶分离器1，分离一部分液态水后的汽水混合物从旋叶分离器1上端流出，然后横向流进波形板分离器12的进气侧，再次进行水蒸气和液态水的分离，最后经过汽水分离后的水蒸气经波形板分离器12的出气侧和蒸汽出口流出壳体10。

旋叶分离器1和旋叶分离器1均竖直设置，且旋叶分离器1和旋叶分离器1位于同一水平高度上。壳体10的顶端为分离器封头13，且蒸汽出口开设于分离器封头13上。蒸汽出口上设有蒸汽出口接管17，壳体10的底部开设有液态水出口，液态水出口上设有疏水接管16。波形板分离器12的下端设有疏水管7。

本发明实施例中，汽水混合物流道挡板11将壳体10内分成三个空间，分别为第一空间、第二空间和第三空间，其中，旋叶分离器1的底部和波形板分离器12的底部位于同第一空间，且该空间与疏水接管16连通；旋叶分离器1的出气端和波形板分离器12的进气侧位于第二空间；旋叶分离器1的出气端位于第三空间，且该空间与蒸汽出口接管17连通。

参见图3所示，汽水混合物进口接管2横向设置，当旋叶分离器1开始工作后，通过汽水混合物进口接管2将汽水混合导至旋叶分离器1内以实现汽水分离。对于本发明中的弯头3，具体的，弯头3位于旋叶分离器1和汽水混合物进口接管2之间，弯头3的一端连接旋叶分离器1的下端，另一端与汽水混合物进口接管2相连，弯头3的转弯外侧管壁上开设有至少一个小孔4。本发明中的弯头3具有2个作用，第一作用是使得旋叶分离器1下方的汽水混合物进口接管2能够横向设置，避免使用现有技术中所采用的竖直设置方式，以此来减小整个旋叶9式汽水分离器的布置高度；另一个作用是实现汽水混合物的一级分级，在具体的应用过程中以及模拟实验中，当将汽水混合物进口接管2通过弯头3与旋叶分离器1进行连接时，旋叶分离器1开始工作后，随着汽水混合物的流动，在离心力的作用下，汽水混合物中的液态水有一部分会在弯头3的转弯外侧管壁流动，并在弯头3的转弯外侧管壁上聚集，故通过在弯头3上开设的小孔4，导出弯头3的转弯外侧管壁上聚集的液态水，实现汽水的一级分离。

本发明实施例中，旋叶分离器1的两端分别为出口端和进口端，旋叶分离器1的上端为出口端，旋叶分离器1的下端为进口端，汽水混合物从旋叶分离器1的进口端进入，经过汽水分离后，水蒸气从旋叶分离器1的出口端流出。弯头3与旋叶分离器1的进口端相连，即弯头3的一端与旋叶分离器1的进口端相连，另一端与汽水混合物进口接管2相连。旋叶分离器1的出口端上设有蒸汽出口防冲板5，保证经过分离后的水蒸气从旋叶分离器1流出时的稳定性。

旋叶分离器1的上端外侧设有分离水储水环腔6，分离水储水环腔6呈圆环状并套设与旋叶分离器1的上端，且分离水储水环腔6的上端与旋叶分离器1的内部连通，可以理解的是，分离水储水环腔6可以由规则或不规则的圆筒组成，且圆筒的直径大于旋叶分离器1的直径，圆筒套设于旋叶分离器1上，且圆筒的下端与旋叶分离器1的外壁相连，从而形成一个腔室，用于盛放汽水分离后的液态水。

进一步的，分离水储水环腔6的下端开设有开口，方便存储与分离水储水环腔6内的液态水流出。更进一步的，分离水储水环腔6的下方设有疏水管7，且疏水管7的上端与分离水储水环腔6下端的开口相连，通过分离水储水环腔6下端的开口上连接疏水管7，有序导出分离水储水环腔6内的液态水。

本发明实施例中的旋叶分离器1，旋叶分离器1包括筒壁8和位于筒壁8内的旋叶9，旋叶9的中心线和筒壁8的中心线位于同一条直线上。进一步的，为提升分离效果，可在筒壁8内设置多个旋叶9，且多个旋叶9竖直设置。

本发明中，为最大程度的减小整个旋叶9式汽水分离器的竖直高度，筒壁8竖直设置，且筒壁8的中心线与汽水混合物进口接管2的中心线间相互垂直，即将汽水混合物进口接管2与旋叶分离器1的筒壁8间垂直设置，使得汽水混合物进口接管2不占用竖直高度，汽水混合物进口接管2与旋叶分离器1间通过弯头3相连，实现整个旋叶9式汽水分离器高度的最小化，保证分离效果的同时也减小了对高度空间的占用。

在一种可能的实施方式中，弯头3上的小孔4为多个，通过多个小孔4的设置，方便将弯头3的转弯外侧管壁上聚集的液态水快速导出，有效提升分离效果。可以在旋叶分离器1下方设置疏水空间，从弯头3的转弯外侧管壁上流出的液态水，和从疏水管7中流出的液态水，最终到达疏水空间。

以下对本发明实施例的旋叶9式汽水分离器的具体工作流程进行说明。

旋叶分离器1中的旋叶9启动后，汽水混合物进入汽水混合物进口接管2，汽水混合物在到达旋叶分离器1内时会流经开设有小孔4的弯头3，弯头3的转弯外侧管壁上开设有多个小孔4，在离心力的作用下，汽水混合物中的液态水会沿弯头3外侧流动，并有一部分液态水在弯头3的转弯外侧管壁上聚集，汽水混合物中的水蒸气沿弯转弯处的内侧流动，距离在弯头3转弯外侧管壁上的液态水在重力的作用下，经弯头3上的小孔4流出，流入旋叶分离器1下方的疏水空间，实现汽水的一级分离；经过一级分离后的汽水混合物接下来流经筒壁8内的旋叶9，在离心力的作用下进行水蒸气和液态水的二次分离，分离出的液态水在分离水储水环腔6中汇总，然后通过分离水储水环腔6下端的开口上连接的疏水管7，有序导出至旋叶分离器1下方的疏水空间，二级分离后的汽水混合物中的水蒸气经蒸汽出口防冲板5后，从旋叶分离器11中流出。通过在弯头3的转弯外侧管壁上开设小孔4，实现汽水混合物的一级分离，并通过筒壁8内的旋叶9，在离心力的作用下进行水蒸气和液态水的二次分离，采用二次分离方式，有效减少汽水混合物中液态水的含量，提升汽水分离效果。

二次分离后的汽水混合物经蒸汽出口防冲板5后，水平流入波形板分离器12进行汽水的精细分离，经过精细分离后的水蒸气经蒸汽出口流出，疏水管7中的液态水流入疏水空间，然后经壳体10底部的液态水出口流出，至此，完成汽水混合物的汽水分离。

本发明实施例的多级汽水分离器，通过将旋叶分离器1和波形板分离器12进行平行设置，有效减小汽水分离器的高度，从而减小汽水分离器对垂直高度空间的占用，方便汽水分离器的布置，在实际的应用过程中，可将汽水分离器的总高度降低30％。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)的上端设有蒸汽出口，所述壳体(10)内设有汽水混合物流道挡板(11)；以及位于所述壳体(10)内且相互间呈横向布置的：

至少一个旋叶分离器(1)，所述旋叶分离器(1)的下方设有用于导入汽水混合至旋叶分离器(1)内的汽水混合物进口接管(2)，且所述汽水混合物进口接管(2)的一端伸出所述壳体(10)外，另一端与旋叶分离器(1)相连；

波形板分离器(12)，所述波形板分离器(12)的进气侧朝向所述旋叶分离器(1)，所述汽水混合物流道挡板(11)包括横板(14)和竖板(15)，所述横板(14)设于壳体(10)的中侧以使所述旋叶分离器(1)的底部和波形板分离器(12)的底部位于同一空间，所述竖板(15)竖向设于波形板分离器(12)的底部以使旋叶分离器(1)的出气口和波形板分离器(12)的进气侧位于同一空间，波形板分离器(12)的出气侧和壳体(10)的蒸汽出口位于同一空间。

2.如权利要求1所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述旋叶分离器(1)和旋叶分离器(1)均竖直设置，且所述旋叶分离器(1)和旋叶分离器(1)位于同一水平高度上。

3.如权利要求1所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述壳体(10)的顶端为分离器封头(13)，且所述蒸汽出口开设于所述分离器封头(13)上。

4.如权利要求3所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述蒸汽出口上设有蒸汽出口接管(17)，所述壳体(10)的底部开设有液态水出口，所述液态水出口上设有疏水接管(16)。

5.如权利要求1所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述旋叶分离器(1)和汽水混合物进口接管(2)之间设有弯头(3)，所述弯头(3)的一端连接旋叶分离器(1)的下端，另一端与汽水混合物进口接管(2)相连，所述弯头(3)的转弯外侧管壁上开设有至少一个小孔(4)，所述汽水混合物进口接管(2)横向设置。

6.如权利要求5所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述旋叶分离器(1)的两端分别为出口端和进口端，所述旋叶分离器(1)的上端为出口端，所述旋叶分离器(1)的下端为进口端，所述弯头(3)与旋叶分离器(1)的进口端相连，所述旋叶分离器(1)的出口端上设有蒸汽出口防冲板(5)。

7.如权利要求1所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述旋叶分离器(1)的上端外侧设有分离水储水环腔(6)，所述分离水储水环腔(6)呈圆环状并套设与所述旋叶分离器(1)的上端，且所述分离水储水环腔(6)的上端与所述旋叶分离器(1)的内部连通。

8.如权利要求7所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述分离水储水环腔(6)的下端开设有开口，所述分离水储水环腔(6)的下方设有疏水管(7)，且所述疏水管(7)的上端与分离水储水环腔(6)下端的开口相连。

9.如权利要求1所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述旋叶分离器(1)包括筒壁(8)和位于所述筒壁(8)内的旋叶(9)，所述旋叶(9)的中心线和筒壁(8)的中心线位于同一条直线上，所述筒壁(8)竖直设置，且所述筒壁(8)的中心线与汽水混合物进口接管(2)的中心线间相互垂直。

10.如权利要求1所述的一种平行布置的多级汽水分离器，其特征在于：所述波形板分离器(12)的下端设有疏水管(7)。

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