RU2392032C1

RU2392032C1 - Separator

Info

Publication number: RU2392032C1
Application number: RU2008149782/15A
Authority: RU
Inventors: Иван Федорович Пивин (RU); Иван Федорович Пивин
Original assignee: Иван Федорович Пивин
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is intended for use in technological process of gas-liquid flow separation into components as internal separation device in process of steam generation and in chemical production devices. Separator comprises body with nozzles for entrance of gas-liquid mixture, outlet of dried gas, outlet of liquid, inside of which the following components are installed: packet of reflecting elements in the form of reverse funnels, circular packet of vertical louvers, perforated shell. Separator is equipped with drainage device arranged in the form of combs with slots, at the same time slots of each comb are communicated with each other by means of vertical slots. Packet of reflecting elements in the form of reverse funnels is fixed in slots of combs, at the same time profile of funnels is arranged as variable in height with highest points, which are equidistant from points of fixation, and is shaped in the form of arc.

EFFECT: improved efficiency of separation due to increased critical value of flow speed due to prevention of liquid film breakdown and repeated moistening of separate moisture flow.

3 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.The invention relates to heat transfer technology and is intended for use as a separation device when achieving the necessary process for separating a gas-liquid stream into components.

Известен вертикальный жалюзийный сепаратор, содержащий цилиндрический корпус с раздающей и собирающей камерами и установленные в корпусе соосные цилиндрические жалюзийные секции и дырчатые листы, расположенные между секциями конические соосные корпусу перегородки, а перед секциями жалюзи установлены направляющие лопатки, причем площадь перфорированной части дырчатых листов, расположенной в каждой секции, меньше выходной площади последней, при этом крайние ряды отверстий расположены от контура выходной площади секции на расстоянии не менее половины шага между отверстиями. /Сорокин Ю.Л. и др. Вертикальный жалюзийный сепаратор SU А.с. №908379, В01D 45/06. Приоритет - 14.01.80. Опубл. бюллетень изобретений №8, 1982 - аналог /.A vertical louvre separator is known, comprising a cylindrical body with distributing and collecting chambers and coaxial cylindrical louvre sections and hole sheets installed in the body, conical coaxial with the partition body between the sections, and guide vanes installed in front of the blind sections, the area of the perforated part of the hole sheets located in each section, less than the output area of the latter, while the extreme rows of holes are located at a distance from the outline of the output area of the section at least half the pitch between the holes. / Sorokin Yu.L. and others. Vertical louvre separator SU A.s. No. 908379, B01D 45/06. Priority - 01/14/80. Publ. Bulletin of inventions No. 8, 1982 - analogue /.

Недостатком указанного технического решения является то, что при реализации его в конкретной конструкции малогабаритного сепаратора приведет к существенному увеличению размеров последнего. Сепаратор корабельной ядерной энергетической установки (ЯЭУ) из-за размещения других внутрисепарационных устройств для выполнения ряда смежных и также ответственных функций такие возможности исключает.The disadvantage of this technical solution is that when implemented in a specific design of a compact separator will lead to a significant increase in the size of the latter. The separator of a ship’s nuclear power plant (NPP), due to the placement of other internal separation devices to perform a number of related and also responsible functions, excludes such opportunities.

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. /Блинов К.А. и др. Линейный вертикальный паросепаратор. SU А.с. №101061, В01D 45/06. Приоритет - 20.09.54. Опубл. бюллетень изобретений №12, 1955 - прототип /.A linear vertical steam separator is known, including a cylindrical body, a series of centrally located nozzles pushed one into the other and forming annular slots in the upper parts for the removal of steam, and a perforated shell mounted at the steam outlet from the separator, and it is equipped with vertical covering nozzles along the height of the separator blinds, passage channels of which are located radially, and their cross sections increase in the direction of steam movement. / Blinov K.A. et al. Linear vertical steam separator. SU A.S. No. 101061, B01D 45/06. Priority - 09/20/54. Publ. Bulletin of inventions No. 12, 1955 - prototype.

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 ЯЭУ. Кроме того, отсутствует организованный сток отсепарированной жидкости при движении газожидкостного потока.The disadvantage of this technical solution is that with rolls and trim, the water level in the separator rises against the wall of the housing on the side of the roll or trim and becomes unacceptably high, as a result, steam bubbling occurs through the through section of the perforated shell. Humidity increases stepwise, which has an extremely negative effect on the operation of a nuclear superheater. In addition, there is no organized drain of the separated liquid during the movement of the gas-liquid flow.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности стока отсепарированной жидкости и исключение вторичного уноса мелкодисперсных капель движущимся потоком пара при превышении величины критической скорости, имеющем место из-за работы ЯЭУ в режиме переменных нагрузок.The technical result of the invention is to ensure the reliability of the flow of the separated liquid and to prevent secondary entrainment of fine droplets by a moving steam stream when the critical velocity value is exceeded due to the operation of the nuclear power plant in the variable load mode.

Указанный технический результат достигается тем, что сепаратор, содержащий корпус с патрубками входа газожидкостной смеси, выхода осушенного пара, выхода жидкости, внутри которого расположены пакет отражательных элементов в форме обратных воронок, кольцевой пакет вертикальных жалюзи, перфорированная обечайка, причем он снабжен дренажным устройством, выполненным в виде гребенок с прорезями, при этом прорези каждой гребенки сообщены друг с другом посредством вертикальных пазов, а пакет отражательных элементов в форме обратных воронок укреплен в прорезях гребенок, при этом профиль воронок выполнен изменяющимся по высоте с наивысшими точками, равноудаленными от мест крепления, и имеют форму в виде ∩ (дуги).The specified technical result is achieved in that the separator containing the casing with the inlet of the gas-liquid mixture, the outlet of the dried steam, the outlet of the liquid, inside which there is a packet of reflective elements in the form of return funnels, an annular packet of vertical blinds, a perforated shell, and it is equipped with a drainage device made in the form of combs with slots, while the slots of each comb are communicated with each other through vertical grooves, and a package of reflective elements in the form of inverse funnels Mounting by the combs in the slots, thus changing the profile of the funnels is formed in height with the highest points equidistant from the attachment locations, and are shaped in the form of a ∩ (arc).

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 - продольный разрез сепаратора;figure 1 is a longitudinal section of a separator;

на фиг.2 - поперечный разрез гребенки с воронкой;figure 2 is a cross section of a comb with a funnel;

на фиг.3 - пакет отражательных элементов в форме обратных воронок, закрепленных в гребенке.figure 3 is a package of reflective elements in the form of inverse funnels fixed in the comb.

Сепаратор содержит корпус 0, внутри которого расположен объем воды 1, а также патрубок 2 его выхода, патрубок 3 входа газожидкостного потока, диффузор 4, патрубок 5 выхода осушенного пара, пакет 6 отражательных элементов в форме обратных воронок с наивысшими точками А, равноудаленными от мест крепления, и с углом раскрытия профиля (20-40)°, собранных с зазором (5-8) мм, изменяющихся по высоте (25-45)°, образующих между собой криволинейные каналы, закрепленные в гребенках 7 дренажного устройства, кольцевой пакет 8 вертикальных жалюзи, перфорированную обечайку 9. В гребенках 7 имеются вертикальные пазы 10, выполненные под углом к вертикали (1-2) и заглубленные в гребенке 7, причем заглубление направлено против направления потока пара при эксплуатации сепаратора. От кромок пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок выполнены прорези 11, взаимодействующие с пазом 10 под углом, равным углу крепления пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок в гребенке 7, причем профиль пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок имеет вид ∩.The separator contains a housing 0, inside which there is a volume of water 1, as well as a nozzle 2 of its outlet, a nozzle 3 of the inlet of the gas-liquid flow, a diffuser 4, a nozzle 5 of the outlet of the dried steam, a packet of 6 reflective elements in the form of return funnels with the highest points A, equidistant from the places fastening, and with a profile opening angle (20-40) °, assembled with a clearance of (5-8) mm, varying in height (25-45) °, forming curved channels between themselves, fixed in the combs 7 of the drainage device, an annular package 8 vertical blinds perforated both gull 9. In the combs 7 there are vertical grooves 10 made at an angle to the vertical (1-2) and recessed in the comb 7, the recess being directed against the direction of the steam flow during operation of the separator. Slots 11 are made from the edges of the package 6 of reflective elements in the form of return funnels, interacting with the groove 10 at an angle equal to the angle of attachment of the package 6 of reflective elements in the form of return funnels in the comb 7, and the profile of the package 6 of reflective elements in the form of reverse funnels has the form ∩.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Газожидкостный поток поступает в сепаратор через входной патрубок 3, попадает в диффузор 4, где происходит некоторое изменение скорости потока. Далее раздается по горизонтальным криволинейным каналам пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок, где подвергается действию центробежных сил. При этом мелкодисперсная жидкость, как более тяжелая составляющая, за счет сил поверхностного натяжения выпадает на стенках пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок и, стекая за счет пленочного эффекта, по поверхности и кромкам пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок к гребенкам 7, где через прорези 11 жидкость попадает в вертикальные пазы 10, соединенные с объемом воды 1. Пар, подвергаясь дополнительной осушке в кольцевом пакете 8 вертикальных жалюзи, минуя перфорированную обечайку 9, выходит через патрубок 5 выхода осушенного пара. Плавная поверхность выполнения профиля пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок будет способствовать надежному стоку отсепарированной жидкости.The gas-liquid flow enters the separator through the inlet pipe 3, enters the diffuser 4, where there is a slight change in the flow rate. Then it is distributed along the horizontal curved channels of the package 6 of reflective elements in the form of return funnels, where it is exposed to centrifugal forces. At the same time, finely dispersed liquid, as a heavier component, due to surface tension forces falls on the walls of the packet 6 of reflective elements in the form of inverse funnels and, flowing due to the film effect, on the surface and edges of the packet 6 of reflective elements in the form of inverse funnels to the combs 7, where, through the slots 11, the liquid enters the vertical grooves 10 connected to the volume of water 1. Steam, subjected to additional drying in the annular package 8 of vertical blinds, bypassing the perforated shell 9, exits through the pipe 5 exits of drained steam. The smooth surface of the profile of the package of 6 reflective elements in the form of a return funnel will contribute to a reliable drain of the separated liquid.

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, крайне отрицательно влияющего на работу пароперегревателя ЯЭУ.The use of the design of the separator of the proposed type allows efficient drainage of the separated liquid, moreover, by increasing the critical velocity of the gas-liquid flow. The separation process is improved due to the prevention of the breakdown of the liquid film and the elimination of re-wetting of the flow with the separated liquid, which negatively affects the operation of the nuclear superheater.

Claims

A separator comprising a housing with nozzles for the entrance of the gas-liquid mixture, the outlet of the dried vapor, the outlet of the liquid, inside of which there are a packet of reflective elements in the form of return funnels, an annular packet of vertical blinds, a perforated shell, characterized in that it is equipped with a drainage device made in the form of combs with slots while the slots of each comb are communicated with each other by means of vertical grooves, and the package of reflective elements in the form of inverse funnels is fixed in the slots of the combs, while il funnels made changing the height of the highest points, equidistant from the attachment points, and has the shape of an arc.