RU2422189C1

RU2422189C1 - Separator

Info

Publication number: RU2422189C1
Application number: RU2010114326/05A
Authority: RU
Inventors: Иван Федорович Пивин (RU); Иван Федорович Пивин
Original assignee: Иван Федорович Пивин
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-06-27

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: proposed device is intended for separation of gas-fluid flow into components. Separator comprises casing with gas-fluid mix inlet branch pipes, dried steam outlet branch pie and fluid outlet branch pie that houses: package of reflecting element made up of inversed funnels, ring package of vertical shutters, perforated ring, drain device made up of cobs with slits. Slits of each comb are intercommunicated via vertical grooves while package of reflecting element made up of inversed funnels is arranged in comb slits. Slits communicated with remote grooves feature larger inclination than those closer to reflecting elements package made up of inversed funnels. ^ EFFECT: improved and simplified assembly, higher efficiency of separation. ^ 4 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 a heat exchange technique 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. Авт.св. SU № 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 to 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 step between the holes / Sorokin Yu.L. and others. Vertical louvre separator. Auto St SU No. 908379, B01D 45/06. Priority - 01/14/80. Publ. Bulletin of inventions No. 8. 1982 - analogue.

Недостатком указанного технического решения является то, что его реализация 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 its implementation 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, жалюзями, проходные каналы которых расположены радиально, а сечения их увеличиваются в направлении движения пара. /Блинов К.А. и др. Линейный вертикальный паросепаратор. Авт.св. SU № 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, the 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. Auto St SU 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 a very 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 speed value is exceeded due to the operation of the nuclear power plant in the mode of variable loads.

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 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 сообщенные с отдаленным пазом прорези имеют больший наклон, чем прорези приближенного к пакету отражательных элементов в форме обратных воронок паза.The specified technical result is achieved by the fact that the separator containing the housing with the inlet of the gas-liquid mixture, the outlet of the dried steam, the outlet of the liquid, inside of which are located: a package of reflective elements in the form of return funnels, an annular package of vertical blinds, a perforated shell, and 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 a packet of reflective elements in the form of inverse funnels eplen slots in the comb, with a slot communicated with a remote slits have a greater slope than the slit approximate to a package of reflective elements in the form of inverse groove funnels.

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

на фиг.1 представлен продольный разрез сепаратора;figure 1 presents a longitudinal section of a separator;

на фиг.2 - разрез пакета воронок с местом крепления в гребенке последних;figure 2 is a section of a package of funnels with a mounting location in the comb of the latter;

на фиг.3 - вид Б разреза пакета воронок с местом крепления в гребенке;figure 3 is a view B of the section of the package of funnels with the mounting location in the comb;

на фиг.4 - вид В разреза пакета воронок с местом крепления в гребенке.figure 4 is a view In section of a package of funnels with a mounting location 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, образующих между собой криволинейные каналы и закрепленных 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, 12, взаимодействующие с пазом 10 под углом, равным углу крепления пакета 6 отражательных элементов в форме обратных воронок в гребенке 7, причем прорези 11 выполнены с большим наклоном, чем прорези 12 приближенного к пакету 6 отражательных элементов в форме обратных воронок паза 10.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 stream, 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 forming curved channels between themselves and fixed in the combs 7 of the drainage device, an annular packet 8 of vertical blinds, a perforated shell 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, and the recess is directed against the direction of steam flow during operation of the separator. From the edges of the package 6 of reflective elements in the form of return funnels, slots 11, 12 are made, 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 slots 11 are made with a greater inclination than the slots 12 of the approximate to the package 6 of reflective elements in the form of inverse funnels of the groove 10.

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, 12 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.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. In this case, 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, 12, the liquid enters the vertical grooves 10 connected to the volume of water 1. Steam, subjected to additional drying in the annular packet 8 of vertical blinds, bypassing the perforated shell 9, exits through the pipe approx. 5 drained steam output.

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. Выполнение пакета отражательных элементов в форме обратных воронок незамкнутым позволяет осуществлять надежную и удобную его сборку.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 has an extremely negative effect on the operation of the nuclear superheater. The execution of the package of reflective elements in the form of return funnels open allows for reliable and convenient assembly.

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 combs 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 Slots with a distant groove have slopes that are more inclined than those of a reflective element close to the packet in the form of inverse funnel grooves.