SE509685C2 - Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid - Google Patents

Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid

Info

Publication number
SE509685C2
SE509685C2 SE9701386A SE9701386A SE509685C2 SE 509685 C2 SE509685 C2 SE 509685C2 SE 9701386 A SE9701386 A SE 9701386A SE 9701386 A SE9701386 A SE 9701386A SE 509685 C2 SE509685 C2 SE 509685C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
separator
liquid
openings
mixture
gas
Prior art date
Application number
SE9701386A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9701386D0 (en
SE9701386L (en
Inventor
Ingemar Greis
Hans Kornfeldt
Jerzy Marcinkiewicz
Original Assignee
Asea Atom Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Atom Ab filed Critical Asea Atom Ab
Priority to SE9701386A priority Critical patent/SE509685C2/en
Publication of SE9701386D0 publication Critical patent/SE9701386D0/en
Priority to EP98917900A priority patent/EP0975412A1/en
Priority to JP54382298A priority patent/JP4151993B2/en
Priority to KR1019997009476A priority patent/KR20010006389A/en
Priority to PCT/SE1998/000687 priority patent/WO1998046328A1/en
Publication of SE9701386L publication Critical patent/SE9701386L/en
Publication of SE509685C2 publication Critical patent/SE509685C2/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/16—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants comprising means for separating liquid and steam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

A separator (1) for separating a liquid from a mixture of liquid and gas. The separator comprises an elongated pipe which is open at both ends. The pipe is divided into a first, a second and a third part (a, b, c). The first part (a) comprises an inlet and an outlet for the mixture and members (2) for achieving rotation in the mixture. The second part, which comprises an inlet and an outlet for the rotating mixture, is divided into a fourth, a fifth, and a sixth part (d, e, f). The fourth and sixth parts (d, f) are designed with tight walls. The fifth part (e) is designed with a substantially circular-cylindrical cross section and with outlet members (3) for outlet of the liquid separated from the mixture. The third part comprises an inlet and an outlet for the remaining part of the mixture.

Description

15 20 25 30 35 509 685 ning anordnad att ströma uppát genom separatorn 1. Genom att sätta rotation pä den inkommande tvàfasblandningen med bladdonet 2 ästadkoms en vätskefilm längs med separatorns 1 inre vägg, främst i separatorns mellandel b. Genom vätskefilmen ástadkoms ett utdrivningstryck som är nödvändigt för att evakuera avskild vätska genom ett primáravlopp. 15 20 25 30 35 509 685 arranged to flow upwards through the separator 1. By applying rotation to the incoming two-phase mixture with the blade device 2, a liquid film is created along the inner wall of the separator 1, mainly in the intermediate part b of the separator 1. An expulsion pressure is created through the liquid film. necessary to evacuate separated fluid through a primary drain.

I mellandelens b är anordnat organ för primäravloppet, dvs evakuering av den huvudsakliga delen av den avskilda vätskan i tvàfasblandningen. Mellandelen b är utförd som ett rör med en rak cirkulärcylindrisk del och en del som är avsmalnande i strömningsriktningen utgörande en konisk del med i huvudsak cirkulärt tvärsnitt. Mellandelen b är i den koniska delen försedd med ett flertal öppningar 3 utgörande organet för evakuering av den avskilda vätskan till utsidan av mellandelen.Arranged in the intermediate part b are means for the primary drain, i.e. evacuation of the main part of the separated liquid in the two-phase mixture. The intermediate part b is designed as a tube with a straight circular-cylindrical part and a part which is tapered in the direction of flow constituting a conical part with a substantially circular cross-section. The intermediate part b is provided in the conical part with a plurality of openings 3 constituting the means for evacuating the separated liquid to the outside of the intermediate part.

Den övre delen c är anordnad för bortledande av den av- skilda gasen. Den övre delen c är utförd som ett rör med en uppströms anordnad i huvudsak rak cirkulärcylindrisk del och en nedströms anordnad del som utvidgas i ström- ningsriktningen. Den cirkulärcylindriska delen av den övre delen är delvis anordnad inskjuten i mellandelen b med en längd som är större än den koniska delens ut- sträckning. Den övre delen c är koaxiellt anordnad i förhällande till mellandelen b.The upper part c is arranged for discharging the separated gas. The upper part c is designed as a tube with an upstream arranged substantially straight circular-cylindrical part and a downstream arranged part which is extended in the direction of flow. The circular-cylindrical part of the upper part is partly arranged inserted into the intermediate part b with a length which is greater than the extent of the conical part. The upper part c is arranged coaxially in relation to the intermediate part b.

Ett yttre, i huvudsak cirkulärcylindriskt hölje 4 är anordnat omslutande den nedre delen a, mellandelen b och den övre delen c sà att en ringformig spalt 5 bildas mellan höljet 4 och separatorn l. Spalten 5 utgör retur- passage för vätska som evakuerats genom öppningarna 3 i mellandelen b. 10 15 20 25 30 35 509 685 SE 502 765 visar (se figur 2 i föreliggande patentan- sökan) en separator l av samma typ som den ovan beskrivna men här är mellandelen b försedd med öppningar 3 bade i den koniska och i den cirkulärcylindriska delen. Öppning- ar 3 är anordnade även i den cirkulärcylindriska delen för att medge ett större öppningstvärsnitt än vad som är praktiskt möjligt att àstadkomma i den koniska delen.An outer, substantially circular-cylindrical housing 4 is arranged enclosing the lower part a, the intermediate part b and the upper part c so that an annular gap 5 is formed between the housing 4 and the separator 1. The gap 5 constitutes a return passage for liquid evacuated through the openings 3. in the intermediate part b. 10 15 20 25 30 35 509 685 SE 502 765 shows (see figure 2 in the present patent application) a separator 1 of the same type as the one described above, but here the intermediate part b is provided with openings 3 both in the conical and in the circular-cylindrical part. Apertures 3 are also provided in the circular-cylindrical part to allow a larger opening cross-section than is practically possible to achieve in the conical part.

Nackdelen med de ovan beskrivna separatorerna är att det utdrivningstryck som gör att vätska evakueras genom öpp- ningarna är lägre ju högre upp i den koniska delen öpp- ningarna är anordnade. Att utdrivningstrycket blir lägre i den koniska delen än i den cirkulärcylindriska delen beror pà att i vätskefilmen rader isobar ytor där trycket är konstant. Tryckfördelningen i vätskefilmen är sàdan att trycket ökar med avståndet fràn separatorns centrum.The disadvantage of the separators described above is that the expulsion pressure which causes liquid to be evacuated through the openings is lower the higher up in the conical part the openings are arranged. The fact that the expulsion pressure becomes lower in the conical part than in the circular-cylindrical part is due to the fact that rows of isobar surfaces in the liquid film where the pressure is constant. The pressure distribution in the liquid film is such that the pressure increases with the distance from the center of the separator.

Trycket är sàledes störst i den isobar yta som är anord- nad närmast separatorns vägg. I den koniska delen av separatorn beskärs dock de isobar ytor som är anordnade närmast separatorns vägg i den cirkulärcylindriska delen varvid det tryck som ràder i vätskefilmen för att driva ut vätskan minskas ju högre upp i den koniska delen tvà- fasblandningen kommer. Med andra ord minskas utdrivnings- effekten ju högre upp i den koniska delen vätskan transporteras.The pressure is thus greatest in the isobar surface which is arranged closest to the wall of the separator. In the conical part of the separator, however, the isobar surfaces arranged closest to the wall of the separator in the circular-cylindrical part are cut, whereby the pressure prevailing in the liquid film to expel the liquid is reduced the higher up in the conical part the two-phase mixture comes. In other words, the expulsion effect is reduced the higher up in the conical part the liquid is transported.

En annan nackdel med de ovan beskrivna separatorerna upp- träder främst i de fall gasflödet är mycket stort. I den koniska delen kan ett högt gasflöde tunna ut och trycka undan eller separera vätskefilmen varvid evakuerings- öppningarna friläggs och gas kan strömma ut genom öppningarna 3. Detta förhållande beskrivs med begreppet “carry-under” som anger hur stor andel av gasen som evakueras tillsammans med den avskilda vätskan genom öppningarna i separatorns vägg. Dä trycket i vätskefilmen minskar ökar “carry-under”-värdet. En strävan vid 10 15 20 25 30 35 5Û9 685 konstruktion av en separator är att ha ett sä lägt ”carry-under”-värde som möjligt, dvs att sä lite gas som möjligt evakueras med vätskan.Another disadvantage with the separators described above occurs mainly in cases where the gas flow is very large. In the conical part, a high gas flow can thin out and push away or separate the liquid film, whereby the evacuation openings are exposed and gas can flow out through the openings 3. This relationship is described with the term "carry-under" which indicates how much of the gas is evacuated together with the separated liquid through the openings in the wall of the separator. As the pressure in the liquid film decreases, the carry-under value increases. An aim in the construction of a separator is to have as low a carry-under value as possible, ie to evacuate as little gas as possible with the liquid.

En annan nackdel med de kända separatorerna är att eva- kueringsöppningarna i den koniska delen ensamma och till- sammans med inloppsmynningen till den övre delen begrän- sar separatorns driftomràde genom att utrymmet för vätskefilmen begränsas. Vätskefilmens tjocklek är en funktion av storleken pä de gas- och vätskeflöden som passerar separatorn. Den pà grund av rotationen bildade vätskefilmen längs med separatorns inre vägg kan erhälla en betydande tjocklek varvid vätskefilmens inre yta kan koma att tangera inloppsmynningen till separatorns övre del. I det fall vàtskefilmen kommer att tangera inlopps- mynningen till separatorns övre del ökar andelen vätska som lämnar separatorn tillsammans med gasen dramatiskt.Another disadvantage of the known separators is that the evacuation openings in the conical part alone and together with the inlet mouth to the upper part limit the operating area of the separator by limiting the space for the liquid film. The thickness of the liquid film is a function of the size of the gas and liquid flows passing through the separator. The liquid film formed due to the rotation along the inner wall of the separator can obtain a significant thickness, whereby the inner surface of the liquid film may come to touch the inlet mouth to the upper part of the separator. In case the liquid film will touch the inlet mouth to the upper part of the separator, the proportion of liquid leaving the separator together with the gas increases dramatically.

Ett begrepp som beskriver andelen vätska som lämnar sepa- ratorn tillsammans med gasen är det sä kallade ”carry- over”-värdet. Det är en strävan vid konstruktion av en separator att hälla ”carry-over"-värdet sä lagt som möjligt.A term that describes the proportion of liquid that leaves the separator together with the gas is the so-called “carry-over” value. It is an effort when designing a separator to pour the "carry-over" value as low as possible.

Föreliggande uppfinning avser en separator med en i jäm- förelse med kända separatorer förbättrad utdrivnings- effekt av de utseparerade faserna.The present invention relates to a separator with an improved expulsion effect of the separated phases compared with known separators.

UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning utformas en separator för genomströmning av en tvàfasblandning, gas och vätska, där separering av de tvà faserna ästadkoms. Separatorn enligt uppfinningen innefattar ett i båda ändar öppet rör som indelas i en nedre del, en mellandel och en övre del. Den nedre delen är avsedd för inlopp och rotation av tväfas- blandningen. Rotationen àstadkoms med ett konventionellt 10 15 20 25 30 35 509 685 bladdon. Mellandelen är utformad för avskiljning av vätskan frän gasen. Den övre delen är avsedd för utlopp av den avskilda gasen. Mellandelen är försedd med ett flertal öppningar i den cirkulärcylindriska väggen. Genom att utforma separatorn med öppningar endast i en rak cir- kulärcylindrisk del skapas en likformig tryckdifferens över utloppstvàrsnittet, dvs över de öppningar genom vilka den avskilda vätskan evakueras. Närmare bestämt skapas ett utdrivningstryck som är lika stort vid varje öppning för evakurering av vätska. Den likformiga tryck- differensen över utloppstvärsnittet innebär att utdriv- ningseffekten ökas i jämförelse med känd teknik. Detta effektivare utnyttjande av utloppstvärsnittet medger ocksä att nivän pà de ovan definierade ”carry-over”- respektive ”carry-under”-värdet kan hällas nere.THE INVENTION According to the present invention, a separator is designed for the flow of a two-phase mixture, gas and liquid, where separation of the two phases is effected. The separator according to the invention comprises a tube open at both ends which is divided into a lower part, an intermediate part and an upper part. The lower part is intended for inlet and rotation of the two-phase mixture. The rotation is accomplished with a conventional blade device. The intermediate part is designed to separate the liquid from the gas. The upper part is intended for the outlet of the separated gas. The intermediate part is provided with a plurality of openings in the circular-cylindrical wall. By designing the separator with openings only in a straight circular-cylindrical part, a uniform pressure difference is created over the outlet cross-section, ie over the openings through which the separated liquid is evacuated. More specifically, an expulsion pressure is created which is equal at each opening for evacuation of liquid. The uniform pressure difference across the outlet cross-section means that the expulsion effect is increased in comparison with known technology. This more efficient use of the outlet cross-section also allows the level of the carry-over and carry-under values defined above to be lowered.

En annan fördel med att utforma separatorn med öppningar endast i en cirkulärcylindrisk del är att öppningarnas storlek, placering och utbredning enkelt kan anpassas till aktuella gas- och vätskeflöden.Another advantage of designing the separator with openings only in a circular-cylindrical part is that the size, location and width of the openings can be easily adapted to current gas and liquid flows.

Den övre delen av separatorn utgör huvudsakligen en transportsträcka för den utseparerade gasen och har ingen primär påverkan pà separeringförmàgan hos separatorn och kan därför ges en godtycklig utformning. Den övre delen kan t ex vara rak cirkulärcylindrisk eller konisk. En fördel med att utforma hela separatorröret med en i huvudsak rak cirkulärcylindrisk form är att det är väsentligt enklare att tillverka en sàdan separator än de kända separatorerna genom att ingen konisk del behöver ingä, än mindre en konisk del med öppningar. Den koniska delen är geometriskt begränsad varvid det är svårare att beräkna hur evakueringsöppningar ska anordnas i denna yta pá ett optimalt sätt i jämförelse med anordnande av dylika öppningar i en del som är utförd som en rak cylinder med i huvudsak cirkulärt tvärsnitt. 10 15 20 25 30 35 Mängden vätska i den avskilda gasen kan ytterligare mini- meras genom att anordna en separat övre del instickande i mellandelen pä ett sàdant sätt att dess inlopp är anord- nat nedstöms evakueringsöppningarna i mellandelen. Genom att anordna inloppet till den övre delen nedströms evakueringsöppningarna säkerställs att vätskefilmens tjocklek kraftigt reducerats sä att vätske- filmens inre yta inte riskerar att komma i kontakt med inloppet till den övre delen.The upper part of the separator constitutes mainly a transport distance for the separated gas and has no primary effect on the separating ability of the separator and can therefore be given an arbitrary design. The upper part can, for example, be straight circular-cylindrical or conical. An advantage of designing the entire separator tube with a substantially straight circular-cylindrical shape is that it is considerably easier to manufacture such a separator than the known separators in that no conical part needs to be included, let alone a conical part with openings. The conical part is geometrically limited, whereby it is more difficult to calculate how evacuation openings are to be arranged in this surface in an optimal way in comparison with arranging such openings in a part which is designed as a straight cylinder with a substantially circular cross-section. The amount of liquid in the separated gas can be further minimized by arranging a separate upper part protruding into the intermediate part in such a way that its inlet is arranged, the evacuation openings in the intermediate part are lowered. By arranging the inlet to the upper part downstream of the evacuation openings, it is ensured that the thickness of the liquid film is greatly reduced so that the inner surface of the liquid film does not risk coming into contact with the inlet to the upper part.

Ytterligare en fördel med att utforma mellandelen som en i huvudsak rak cirkulärcylindrisk del är att utloppets tvärsnitt i den övre delen ökas. Det förstorade gasut- strömningstvärsnittet innebär att tryckfallet över separatorn minskas i jämförelse med de kända separa- torerna beskrivna under teknikens ståndpunkt.Another advantage of designing the intermediate part as a substantially straight circular-cylindrical part is that the cross-section of the outlet in the upper part is increased. The enlarged gas outflow cross section means that the pressure drop across the separator is reduced in comparison with the known separators described under the prior art.

Driftomràdet för separatorn väljs lämpligen sä att det är anordnat pà ett optimalt sätt mellan de gränskurvor som kan beräknas för ”carry-over”- respektive ”carry-under"- värdena. Detta är möjligt genom att evakueringsöppningar- nas storlek och placering i den cirkulärcylindriska delen kan anpassas och optimeras för aktuella gas- och vätske- flöden.The operating range of the separator is suitably selected so that it is arranged in an optimal way between the boundary curves that can be calculated for the "carry-over" and "carry-under" values, respectively, this is possible by the size and location of the evacuation openings in the circular-cylindrical the part can be adapted and optimized for current gas and liquid flows.

RITNINGSFIGURER Uppfinningen ska nu förklaras närmare genom hänvisning till bifogade ritningsfigurer.DRAWING FIGURES The invention will now be explained in more detail by reference to the accompanying drawing figures.

Figur 1 visar en separator med evakueringsöppningar i en konisk del beskriven under teknikens ståndpunkt.Figure 1 shows a separator with evacuation openings in a conical part described under the prior art.

Figur 2 visar en alternativ separator med evakueringsöpp- ningar dels i en konisk del dels i en cirkulärcylindrisk 10 15 20 25 30 35 del. Även denna separator är beskriven under teknikens ständpunkt.Figure 2 shows an alternative separator with evacuation openings partly in a conical part and partly in a circular-cylindrical part. This separator is also described in the prior art.

Figur 3 visar i ett längsgående tvärsnitt en separator enligt uppfinnningen som utgörs av ett i huvudsak rakt cirkulärcylindriskt rör som är öppet i bàda ändar där endast en cirkulärcylindrisk del är försedd med eva- kueringsöppningar.Figure 3 shows in a longitudinal cross-section a separator according to the invention which consists of a substantially straight circular-cylindrical tube which is open at both ends where only a circular-cylindrical part is provided with evacuation openings.

Figur 4 visar en alternativ utföringsform av en separator med ett i strömningsriktningen ökande tvärsnitt. Med streckad kontur visas en alternativ utföringsform där den övre delen är utförd med ett i strömningsriktningen minskande tvärsnitt.Figure 4 shows an alternative embodiment of a separator with a cross section increasing in the flow direction. An dashed contour shows an alternative embodiment where the upper part is made with a cross section decreasing in the direction of flow.

Figur 5 visar en utföringsform av en separator enligt uppfinningen som innefattar en övre del anordnad instucken i en cirkulärcylindrisk mellandel där den övre delen är utförd med ett i stömningsriktningen ökande tvärsnitt.Figure 5 shows an embodiment of a separator according to the invention which comprises an upper part arranged inserted into a circular-cylindrical intermediate part where the upper part is made with a cross section increasing in the flow direction.

Figur 6 visar en utföringsform av en separator enligt uppfinningen som i en mellandel innefattar en konisk del och en övre del anordnad instucken i denna där den övre delen är utförd med ett i stömningsriktningen ökande tvärsnitt. Med streckad kontur visas en alternativ utföringsform där den övre delen är utförd som ett rakt cirkulärcylindriskt rör.Figure 6 shows an embodiment of a separator according to the invention which in an intermediate part comprises a conical part and an upper part arranged inserted therein, where the upper part is made with a cross section increasing in the flow direction. Dashed contour shows an alternative embodiment where the upper part is designed as a straight circular-cylindrical tube.

Figur 7 visar en utföringsform av en separator enligt uppfinningen där ett i huvudsak rakt cirkulärcylindrisk hölje är anordnat att omsluta separatorn och tillsammans med denna bilda en ringformig spalt.Figure 7 shows an embodiment of a separator according to the invention where a substantially straight circular-cylindrical casing is arranged to enclose the separator and together with it form an annular gap.

Figur 8 visar i en vy fràn ovan en utföringsform där flera grupper av separatorer är anordnade och där de 10 15 20 25 30 35 569 685 gruppvis är omslutna av ett hölje sä att vardera höljet omsluter ett flertal separatorer.Figure 8 shows in a view from above an embodiment where several groups of separators are arranged and where they are enclosed in groups by a casing so that each casing encloses a plurality of separators.

Figur 9 visar i detalj en utföringsform av en skrapring visad i figur 7.Figure 9 shows in detail an embodiment of a scraper ring shown in figure 7.

UTFÖRINGSEXEMPEL I figur 3 visas en separator 1 som innefattar ett i bada ändar öppet rör som indelas i en nedre del a, en mellan- del b och en övre del c.EMBODIMENT EXAMPLE Figure 3 shows a separator 1 which comprises a pipe open at both ends which is divided into a lower part a, an intermediate part b and an upper part c.

Den nedre delen a är avsedd för inlopp och rotation av en tväfasblandning. Ett bladdon 2 har till uppgift att sätta den inkommande tvàfasblandningen i rotations- eller vrid- rörelse. Genom inverkan av en centrifugalkraft i den roterande tvàfasblandningen kommer vätskan i tvàfasbland- ningen att anligga mot insidan av mellandelens b vägg och bilda en distinkt, väl samanhàllen vätskefilm.The lower part a is intended for inlet and rotation of a two-phase mixture. A blade device 2 has the task of setting the incoming two-phase mixture in rotational or rotary motion. By the action of a centrifugal force in the rotating two-phase mixture, the liquid in the two-phase mixture will abut against the inside of the wall of the intermediate part b and form a distinct, well-cohesive liquid film.

Mellandelen b är utformad för avskiljning av vätskan fràn gasen. För detta ändamäl innefattar mellandelen b ett i huvudsak rakt cirkulärcylindriskt väggparti som är för- sett med ett flertal öppningar 3 genom vilka den avskilda vätskan evakueras. Väggpartiet med öppningarna 3 dimen- sioneras beroende av den typ av anläggning, t ex kärn- reaktor, som den ska användas i. Det innebär t ex att mellandelen b förses med öppningar 3 av mindre sammanlagd area för anläggningar med stort gasflöde och med öpp- ningar 3 av större sammanlagd area vid anläggningar med stort vätskeflöde.The intermediate part b is designed for separating the liquid from the gas. For this purpose, the intermediate part b comprises a substantially straight circular-cylindrical wall portion which is provided with a plurality of openings 3 through which the separated liquid is evacuated. The wall portion with the openings 3 is dimensioned depending on the type of plant, eg nuclear reactor, in which it is to be used. This means, for example, that the intermediate part b is provided with openings 3 of smaller total area for plants with large gas flow and with openings. 3 of a larger total area in facilities with a large liquid flow.

Den övre delen c är avsedd för utlopp av den avskilda gasen. I figur 3 är bade den övre delen c och mellandelen b integrerade och utförda i samma rördel försedd med en i huvudsak rak cirkulärcylindrisk form. 10 15 20 25 30 35 509 685 I figur 3,4 och 7 indikeras vätskenivàn utanför separa- torn 1 med hänvisningssiffra 7. Primärutsläppet av den i separatorns 1 mellandel b avskilda vätskan förs således ut i en nivà som är anordnad under vátskeytan 7.The upper part c is intended for the outlet of the separated gas. In Figure 3, both the upper part c and the intermediate part b are integrated and made in the same pipe part provided with a substantially straight circular-cylindrical shape. In Figures 3, 4 and 7, the liquid level outside the separator 1 is indicated by reference numeral 7. The primary discharge of the liquid separated in the intermediate part b of the separator 1 is thus discharged to a level which is arranged below the liquid surface 7.

Detta innebär att ”carry-under”-nivàn hàlls nere dä den utströmande vätskan inte tilläts komma i kontakt med gasen över vàtskeytan och inte heller rör om ytan sà att gasbubblor bildas i denna.This means that the carry-under level is kept down as the outflowing liquid is not allowed to come into contact with the gas above the liquid surface, nor does it touch the surface so that gas bubbles form in it.

I figur 5 visas en separator 1 som innefattar en separat övre del c som är anordnad instucken i mellandelen b.Figure 5 shows a separator 1 which comprises a separate upper part c which is arranged inserted into the intermediate part b.

Genom att anordna den övre delen c för utlopp av den avskilda gasen instucken i mellandelen b säkerställs ytterligare att den utmed separatorns 1 inre vägg ström- mande vätskan skyddas fràn inverkan av den uppät genom separatorn strömmande gasen. Åtminstone en del av vätskefilmen som är anordnad att täcka öppningarna 3 fortsätter nämligen att med hjälp av den avskilda gasen strömma uppát längs med den inre väggen i mellandelen b.By arranging the upper part c for outlet of the separated gas inserted in the intermediate part b, it is further ensured that the liquid flowing along the inner wall of the separator 1 is protected from the influence of the gas flowing upwards through the separator. Namely, at least a part of the liquid film which is arranged to cover the openings 3 continues to flow upwards along the inner wall in the intermediate part b by means of the separated gas.

Den övre delens c inlopp är anordnat pà en nivà som är anordnad nedströms väggpartiet med evakueringsöppningarna 3. Genom anordnande av ett separat gasutlopp nedströms evakueringsöppningarna 3 kan den separerade gasen tas ut ur separatorn 1 utan att, den pä grund av primärutloppet kraftigt reducerade, vätskefilmen evakueras med denna.The inlet of the upper part c is arranged at a level which is arranged downstream of the wall portion with the evacuation openings 3. By arranging a separate gas outlet downstream of the evacuation openings 3 the separated gas can be taken out of the separator 1 without, due to the primary outlet, the liquid film greatly reduced. with this.

Detta innebär att vätskan hindras att äterfukta den avskilda gasen vilket i sin tur gör att ”carry-over”- värdet ytterligare hällas nere.This means that the liquid is prevented from re-wetting the separated gas, which in turn means that the carry-over value is further poured down.

Figur 6 visar en utföringsform av separatorn 1 i figur 5 där mellandelen b delvis är konisk. Den övre delen c är anordnad instucken i den koniska mellandelen b och utförd med ett i strömningsriktningen ökande tvärsnitt. Med streckad kontur visas ytterligare en alternativ 10 15 20 25 30 35 10 utföringsform av den övre delen c, närmare bestämt en övre del c med cirkulärcylindrisk form.Figure 6 shows an embodiment of the separator 1 in figure 5 where the intermediate part b is partly conical. The upper part c is arranged inserted into the conical intermediate part b and is made with a cross section which increases in the direction of flow. With dashed contour, another alternative embodiment of the upper part c is shown, more particularly an upper part c with a circular-cylindrical shape.

I figur 7 visas en alternativ utföringsform av en separa- tor 1 där ett hölje 4 är anordnat att omsluta ätminstone mellandelen b. Mellan höljet 4 och mellandelen b bildas en ringformig spalt 5 för returpassage av den genom evakueringsöppningarna 3 avskilda vätskan.Figure 7 shows an alternative embodiment of a separator 1 where a casing 4 is arranged to enclose at least the intermediate part b. Between the casing 4 and the intermediate part b an annular gap 5 is formed for return passage of the liquid separated by the evacuation openings 3.

Anordnande av ett yttre hölje 4 pà detta sätt medger en minskad risk för att intill anordnade separatorer 1 stör evakueringen av vätska fràn den aktuella separatorn 1.Arranging an outer casing 4 in this way allows a reduced risk that adjacent separators 1 interfere with the evacuation of liquid from the separator in question 1.

Det är ocksä möjligt att läta höljet 4 omsluta en grupp om ett flertal separatorer 1 sä som visas i figur 8. I detta fall ges höljet 4 ett tvärsnitt med en godtycklig form för anpassning till gruppen av separatorer 1. I figur 8 visas ett flertal grupper där vardera gruppen innefattar fem separatorer 1 anordnade i t ex övre delen av en kärnreaktor 10.It is also possible to let the housing 4 enclose a group of a plurality of separators 1 as shown in figure 8. In this case the housing 4 is given a cross section with an arbitrary shape for adaptation to the group of separators 1. In figure 8 a number of groups are shown each group comprising five separators 1 arranged in, for example, the upper part of a nuclear reactor 10.

I figur 7 visas vidare att den övre delen c av separatorn l är försedd med sä kallade skrapringar 6. Skrapringarna 6 är anordnade för sekundär avskiljning av vätska som passerar med gasen förbi primäravskiljningen, dvs evaku- eringsöppningarna 3. Skrapringarna 6, som mera i detalj visas i figur 9, är således anordnade att skrapa av och evakuera den vätska som avskiljs frän gasen ned- ströms evakueringsöppningarna 3. Skrapringarna 6 är av konventionell typ och är anordnade att minska mängden vätska som följer med gasen ut, dvs att hälla nere det under teknikens ståndpunkt definierade ”carry-over”- värdet.Figure 7 further shows that the upper part c of the separator 1 is provided with so-called scraper rings 6. The scraper rings 6 are arranged for secondary separation of liquid which passes with the gas past the primary separation, i.e. the evacuation openings 3. The scraper rings 6, which in more detail shown in Figure 9, are thus arranged to scrape off and evacuate the liquid separated from the gas downstream of the evacuation openings 3. The scraper rings 6 are of conventional type and are arranged to reduce the amount of liquid which accompanies the gas out, i.e. to pour it under The state of the art defined the carry-over value.

Självfallet kan de olika visade utföringsformerna av mellandelar b, övre delar c, höljen 4 och skrapringar 6 kombineras pä en mängd olika, icke visade, sätt.Of course, the various embodiments of intermediate parts b, upper parts c, casings 4 and scraper rings 6 shown can be combined in a variety of ways, not shown.

Claims (7)

1. PATENTKRAV H 5 Û 9 6 8 5 .l-Separatot: (l) för avskiljande av vätska fran en blandning av gas och vätska, separatorn innefattar ett i bada ändar öppet rör som är indelat i en nedre del (a), en mellandel (b) och en övre del (c), den nedre delen (a) innefattar organ (2) för ästadkommande av rotation i blandningen, mellandelen innefattar öppningar (3) för utlopp av den fran den roterande blandningen avskilda vätskan, den övre delen (c) innefattar ett utlopp, kännetecknad av att mellandelen (b) är indelad i en första och en andra och en tredje del anordnade efter varandra och att den första och den tredje delen är utförda med täta väggar, den andra delen är utförd med ett cirkulärcylindriskt tvärsnitt och av att öppningarna (3) är anordnade i den andra delen.CLAIM H 5 Û 9 6 8 5 .l-Separator: (l) for separating liquid from a mixture of gas and liquid, the separator comprising a tube open at both ends which is divided into a lower part (a), a intermediate part (b) and an upper part (c), the lower part (a) comprises means (2) for effecting rotation in the mixture, the intermediate part comprises openings (3) for outlet of the liquid separated from the rotating mixture, the upper part (c) comprises an outlet, characterized in that the intermediate part (b) is divided into a first and a second and a third part arranged one after the other and that the first and the third part are made of dense walls, the second part is made with a circular-cylindrical cross-section and of the openings (3) being arranged in the second part. 2.Separator (1) enligt patentkrav 1, kännetecknad av att mellandelen (b) och den övre delen (C) ar integrerade och utförda som en i huvudsak rak cirkulär cylinder.Separator (1) according to claim 1, characterized in that the intermediate part (b) and the upper part (C) are integrated and designed as a substantially straight circular cylinder. 3.Separator (1) enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den övre delen (c) ar utförd som en separat del anordnad delvis instucken i mellandelen (b) sa att inloppet till den övre delen (c) är anordnad helt eller delvis nedströms det med öppningarna (3) försedda vággpartiet.Separator (1) according to claim 1, characterized in that the upper part (c) is designed as a separate part arranged partially inserted in the intermediate part (b) so that the inlet to the upper part (c) is arranged completely or partially downstream of it. the wall portion provided with the openings (3). 4. Lseparator (1) enligt nagot av föregående patentkrav, kännetecknad av att den ar omsluten av ett hölje (4) pá ett sàdant satt att mellan höljet (4) och mellandelen (b) bildas en ringformig spalt (5).A separator (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it is enclosed by a housing (4) in such a way that an annular gap (5) is formed between the housing (4) and the intermediate part (b). 5.Separator (1) enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att en grupp innefattande ett flertal separatorer (l) är anordnad omsluten av ett hölje (4).Separator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a group comprising a plurality of separators (1) is arranged enclosed by a housing (4). 6.Separator (l) enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att den övre delen (c) är utförd som en 5 509 685 12 rak cirkulárcylinder eller med ett i strömningsrikt- ningen ökande eller minskande tvärsnitt.Separator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the upper part (c) is designed as a straight circular cylinder or with an increasing or decreasing cross section in the direction of flow. 7.Separator (1) enligt nágot av föregående patentkrav, kännetecknad av att den övre delen (c) är utförd med åtminstone en skrapring (6).Separator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the upper part (c) is formed with at least one scraper ring (6).
SE9701386A 1997-04-15 1997-04-15 Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid SE509685C2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9701386A SE509685C2 (en) 1997-04-15 1997-04-15 Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid
EP98917900A EP0975412A1 (en) 1997-04-15 1998-04-14 Separator
JP54382298A JP4151993B2 (en) 1997-04-15 1998-04-14 Separator
KR1019997009476A KR20010006389A (en) 1997-04-15 1998-04-14 Separator
PCT/SE1998/000687 WO1998046328A1 (en) 1997-04-15 1998-04-14 Separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9701386A SE509685C2 (en) 1997-04-15 1997-04-15 Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9701386D0 SE9701386D0 (en) 1997-04-15
SE9701386L SE9701386L (en) 1998-10-16
SE509685C2 true SE509685C2 (en) 1999-02-22

Family

ID=20406567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9701386A SE509685C2 (en) 1997-04-15 1997-04-15 Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0975412A1 (en)
JP (1) JP4151993B2 (en)
KR (1) KR20010006389A (en)
SE (1) SE509685C2 (en)
WO (1) WO1998046328A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7320718B2 (en) 2002-06-11 2008-01-22 Flow Dynamics As Device for a cyclone scrubber

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6376732B1 (en) * 2000-03-08 2002-04-23 Shell Oil Company Wetted wall vapor/liquid separator
US10847273B2 (en) 2014-01-17 2020-11-24 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Steam separator and nuclear boiling water reactor including the same
CN110743253B (en) * 2019-10-21 2021-05-28 西安交通大学 Pipeline type high-flow-rate gas-liquid separation device and method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4602925A (en) * 1984-12-27 1986-07-29 Westinghouse Electric Corp. Moisture separator
US4629481A (en) * 1985-01-18 1986-12-16 Westinghouse Electric Corp. Low pressure drop modular centrifugal moisture separator
IT1182228B (en) * 1985-05-27 1987-09-30 Ansaldo Componenti Spa D G V TWO-PHASE GAS-LIQUID OR STEAM-LIQUID MIXING SEPARATOR WITH DESCENDING FLOW
US4947485A (en) * 1989-07-24 1990-08-07 General Electric Company Method for obtaining load-following capability in natural circulation, free-surface separation boiling water reactors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7320718B2 (en) 2002-06-11 2008-01-22 Flow Dynamics As Device for a cyclone scrubber

Also Published As

Publication number Publication date
EP0975412A1 (en) 2000-02-02
JP2001520571A (en) 2001-10-30
SE9701386D0 (en) 1997-04-15
WO1998046328A1 (en) 1998-10-22
SE9701386L (en) 1998-10-16
JP4151993B2 (en) 2008-09-17
KR20010006389A (en) 2001-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2478229B1 (en) Improved density-based compact separator
US3988132A (en) Device for separating impurities from gases
EP1600215A1 (en) In-line cyclone separator
EP1441833B1 (en) Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow
EP0068792B1 (en) Arrangement of multiple fluid cyclones
NL1029352C2 (en) Separator for separating a mixture of solid, liquid and / or gas.
KR920006877B1 (en) Cenrifugal separator for mixtures
US20090139938A1 (en) Cyclone separator and method for separating a solid particles, liquid and/or gas mixture
BRPI0620219B1 (en) DEVICE FOR FLUID ADMISSION, USE OF DEVICE FOR FLUID ADMISSION, AND METHOD FOR REBOUNDING DEVICE FOR FLUID ADMISSION
US10710013B2 (en) Compact axial flow separator
BR112017016125B1 (en) CENTRIFUGAL SEPARATOR, E, METHOD FOR CLEANING A GAS CONTAINING LIQUID IMPURITIES
BG61598B1 (en) Separator for the separation od liquid and gas
JP6912653B2 (en) Dust remover for cleaning gas
SE509685C2 (en) Separator for separating liquid from a mixture of gas and liquid
JPH07269800A (en) Piping device
CN104043291A (en) Diversion-type gas-liquid separation unit, gas-liquid separation device and multi-phase flow reactor
EP0203896B1 (en) A rising flow separator for a two-phase liquid-gas or liquid-vapour mixture
EP3875163B1 (en) Separator for a gaseous fluid
US2925884A (en) Line purifier construction
US3729904A (en) Gas-liquid separator
RU2349370C2 (en) Separator
CN213118006U (en) Air resistance eliminating device
RU2064326C1 (en) Separator
RU2088307C1 (en) Separator
SU1039054A1 (en) Inertial air cleaner