Сепаратор

Авторы патента:


Сепаратор
Сепаратор
Сепаратор
Сепаратор

 


Владельцы патента RU 2438756:

Пивин Иван Федорович (RU)

Изобретение предназначено для разделения газожидкостного потока на компоненты. Сепаратор содержит вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубками выхода жидкости и осушенного газа, соосно в радиальном направлении расположенные пакет отражательных элементов в форме обратных воронок, пакет вертикальных жалюзи, перфорированную обечайку. Ширина кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора рассчитана по соответствующей математической зависимости. Технический результат: повышение эффективности сепарации за счет исключения превышения величины критической скорости газожидкостного потока и, как следствие, предотвращения срыва жидкой пленки и повторного увлажнения потока отсепарированной жидкостью. 3 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования при расчете ширины кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора, устанавливаемой в качестве внутрисепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Известен способ разделения газожидкостных смесей в вертикальных жалюзийных сепараторах, содержащих цилиндрический корпус и установленные в последнем соосно пакеты горизонтальных и вертикальных жалюзи, а также перфорированную обечайку, расположенную между корпусом и пакетом вертикальных жалюзи, с требованием, что скорость потока смеси по высоте сепаратора устанавливают переменной и меньше критической величины /Дмитриев А.И. и др. Способ разделения газожидкостных смесей. SU. А.с. №327937, B01D 45/00. Приоритет - 13.06.69. Опубл. бюллетень изобретений №6. 1972 - аналог/.

Недостатком этого технического решения является то, что не указаны средства достижения физического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты по данному способу при отсутствии графического изображения конструкции сепаратора, так как форма внутрисепарационных устройств и соответствующие их размеры при компоновке и размещении в объеме сепаратора очень существенно влияют на вторичный унос отсепарированной жидкости, тем самым крайне трудно достигнуть необходимого технологического процесса, указанного в данном техническом решении.

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 вертикальные жалюзи набраны в концентрически расположенные в паровом объеме секции, обеспечивающие параллельное движение пара через все секции и отвод отсепарированной влаги /Стерман Л.С. Вертикальный жалюзийный паросепаратор. SU. А.с. №134700, B01D 45/10. Приоритет - 13.06.60. Опубл. бюллетень изобретений №1. 1961 - прототип/.

Недостатком указанного технического решения является недостаточно эффективное разделение газожидкостного потока на компоненты с помощью предлагаемых внутрисепарационных устройств в связи с тем, что отсутствует организованное распределение движущего потока по высоте внутрисепарационных устройств сепаратора, в отдельных режимах эксплуатации которого будет происходить непредвиденный срыв отсепарированной жидкости с поверхностей внутрисепарационных устройств движущимся потоком и приводить к существенному ухудшению работы пароперегревателя, являющегося потребителем осушенного газа.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности распределения газожидкостного потока по высоте газового объема сепаратора и организованное исключение превышения его критической величины скорости из-за работы сепаратора в режиме переменных нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что сепаратор, содержащий вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубками выхода жидкости и осушенного газа, при этом соосно в радиальном направлении сепаратора расположены: пакет отражательных элементов в форме обратных воронок, пакет вертикальных жалюзи, перфорированная обечайка, отличающийся тем, что ширина кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора рассчитана по математической зависимости, имеющей вид:

,

где:

P(x) - ширина кольцевого зазора по высоте перфорированной обечайки, [м];

d1 - внутренний диаметр корпуса сепаратора, [м];

d2 - внешний диаметр перфорированной обечайки, [м];

х - высота перфорированной обечайки с высотой расчетной части 1,5 м, [м];

K=λ·х/(d1-d2) - гидравлический коэффициент сужения отверстий обечайки;

λ - коэффициент гидравлического трения отверстия обечайки;

- площадь кольцевого газосборного зазора сепаратора, [м2].

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - продольный разрез сепаратора;

на фиг.2 - поперечный разрез А-А сепаратора;

на фиг.3 - участок Б сепаратора /граничные условия расчета ширины кольцевого зазора по высоте обечайки/.

Сепаратор содержит корпус 0 с патрубком 1 входа газожидкостного потока, патрубком 2 выхода воды, патрубком 3 выхода осушенного пара, диффузор 4, перфорированный лист 5, пакет 6 отражательных элементов в форме обратных воронок, пакет 7 вертикальных жалюзи, перфорированную обечайку 8, причем между последней и пакетом 7 вертикальных жалюзи имеется пространство 9. Перфорированная обечайка 8 своей нижней частью с объемом 10 воды образует гидрозатвор.

Сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостный поток поступает в сепаратор через входной патрубок 1, попадает в диффузор 4, где происходит некоторое изменение скорости потока. Минуя перфорированный лист 5, 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. Такое же воздействие испытывает газожидкостный поток и в пакете 7 вертикальных жалюзи. Отсепарированная жидкость стекает за счет пленочного эффекта и поступает в объем 10 воды, откуда расходуется для контура многократно принудительной циркуляции для осуществления теплового процесса в испарителе. Осушенный пар, минуя перфорированную обечайку 8, причем распределение по высоте происходит в соответствии с выполненной перфорацией по математической зависимости, выходит через патрубок 3 выхода осушенного газа. Выполнение перфорации обечайки по предложенной математической зависимости осуществляется из расчета номинальной производительности сепаратора (85-92) т/час. При этом 85 т/час соответствует для влажности 0,1%, 92 т/час - 0,2%. Высота рассчитываемой части перфорированной обечайки равняется 1,5 м, а погруженная часть в объем воды сепаратора составляет 0,3 м для создания гидрозатвора с целью исключения барботажа газа, при котором происходит унос жидкости из объема воды сепаратора, а также при использовании в составе корабельной ядерной энергетической установки, у которой могут иметь место либо крен, либо дифферент, либо их совместное воздействие. Начальная ширина кольцевого зазора обечайки при х=0 принята величиной Ро=0,72 м, которая выдерживается одинаковой на высоте гидрозатвора. Использование предлагаемой математической зависимости с последующим изготовлением перфорированной обечайки для реального сепаратора было подтверждено как экспериментальными данными, так и реальным применением в составе ядерной энергетической установки.

Применение конструкции сепаратора предлагаемого вида позволяет эффективно осуществлять форсированную сепарацию газожидкостного потока от мелкодисперсной жидкости в внутрисепарационных устройствах за счет соответствующего проходного сечения перфорированной обечайки, выполненной по математической зависимости и подтвержденной экспериментальными результатами, а также организовать сток отсепарированной жидкости за счет исключения превышения критической величины скорости газожидкостного потока.

Сепаратор, содержащий вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубками выхода жидкости и осушенного газа, при этом соосно в радиальном направлении сепаратора расположены: пакет отражательных элементов в форме обратных воронок, пакет вертикальных жалюзи, перфорированная обечайка, отличающийся тем, что ширина кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора рассчитана по математической зависимости, имеющей вид

где Р(х) - ширина кольцевого зазора по высоте перфорированной обечайки, [м];
d1 - внутренний диаметр корпуса сепаратора, [м];
d2 - внешний диаметр перфорированной обечайки, [м];
х - высота перфорированной обечайки с высотой расчетной части 1,5 м, [м];
K - коэффициент, характеризующий диаметр отверстий обечайки;
Fк.з - площадь кольцевого газосборного зазора обечайки, [м2].



 

Похожие патенты:

Сепаратор // 2438755
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования при расчете ширины кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора, устанавливаемой в качестве внутрисепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2433854
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве внутрисепарационного устройства измерения уровня воды в сепараторе при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2422189
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Изобретение относится к технике очистки технологических и неорганизованных выбросов от пыли и других посторонних твердых частиц, поступающих на сухую газоочистку, и может быть использовано в металлургической промышленности.

Изобретение относится к устройствам для разделения жидкости и пара. .

Сепаратор // 2392034
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2392033
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2385757
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2385178
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Изобретение относится к коллекторам сбора жидкости для массообменных и сепарационных аппаратов, в частности для сбора жидкости, ее отвода или перераспределения по поперечному сечению аппарата, для распределения и сепарации газовых потоков от капель жидкости

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, а именно к сепарационным устройствам, расположенным в корпусах аппаратов или в трубе, и может быть использовано в процессах отделения жидкостей и примесей из газового потока в установках подготовки газов: природного и попутного, низкотемпературной сепарации, компримирования, факельных, первичных, трубных сепараторах

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке нефтяного попутного газа на нефтяных месторождениях

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими

Изобретение относится к области нефтехимического и газового машиностроения, в частности к коалесцирующим, фильтрующим и сепарационным устройствам

Изобретение относится к технике, предназначенной для осаждения и удаления влаги из сжатых газов. Резервуар для осаждения и удаления влаги представляет собой корпус, к обечайке которого прикреплены сваркой ряд вертикальных гофрированных оцинкованных пластин с наклонными перегородками и который имеет дренажную трубу. Наклонные перегородки установлены по высоте пластин и образуют каналы для отвода жидкости, имеющие треугольную форму. Перегородки выполнены изогнутыми в средней части. Корпус также снабжен перемычкой, установленной под нижней перегородкой и соединяющей соседние пластины. В гофрированных пластинах выполнены прорези, снабженные лепестками, отогнутыми в противоположные стороны. При этом корпус покрыт сплошным слоем термостойкой теплопроводной пасты с чередующимися по его длине участками различной толщины - ребрами. Изобретение обеспечивает эффективное охлаждение, осаждение и удаление влаги из сжатых газов за счет улучшения теплообмена с окружающей средой. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для очистки воздуха от твердых частиц, капель морской воды и соли на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство включает инерционный сепаратор в виде, по крайней мере, одного пакета вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. Передняя кромка профилей выполнена острой, задняя - разрезной в виде влагоулавливающего элемента, а коагуляторы в виде заостренных шевронов установлены на передних кромках влагоулавливающих элементов. Монолитность конструкции вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами обеспечивает технологичность их массового производства с помощью фильер. 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам очистки воздуха на входе судовых газотурбинных двигателей. Система очистки воздуха включает сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем, установленные в воздуховоде, и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. В горловине сепаратора установлены направляющий аппарат из плоских профилей и решетка аэродинамических профилей с разрезной задней кромкой и перфорированной их выпуклой аэродинамической поверхностью. Технический результат: высокая надежность, гидравлические потери не превышают 200 Па и низкий уровень эксплуатационных расходов. 1 ил.

Изобретение относится к пластинчатому сепаратору для отделения капель жидкости от текучей среды с жидкой фазой. Пластинчатый сепаратор для отделения капель жидкости от текучей среды с жидкой фазой включает в себя, по меньшей мере, два практически вертикально ориентированных пластинчатых профиля, расположенных на расстоянии друг от друга и образующих канал для протекания между ними текучей среды с жидкой фазой, на поверхности стенок которых осуществляется отделение капель жидкости, и отстойник, расположенный под пластинчатыми профилями, служащий для приема жидкости, отделившейся от текучей среды с жидкой фазой. Отстойник имеет, по меньшей мере, одну разделительную стенку, делящую отстойник на несколько частей. Пластинчатые профили выполнены, по меньшей мере, частично гофрированными и ориентированы параллельно друг другу. Несколько экранов выступают в канал потока, по меньшей мере, от одного из указанных пластинчатых профилей и направлены против направления потока (S), образуя улавливающие карманы, направленные против направления потока (S) и служащие для отделения капель жидкости. Несколько подрезанных пластинок, выступающих из одного и того же пластинчатого профиля, образуют полости, ориентированные по направлению потока (S) так, что подрезанные пластинки перекрыты на заданную длину со своих внешних сторон, направленных в сторону от пластинчатого профиля, экранами, направленными против направления потока (S), образуя лабиринтную отделительную систему для отделения капель жидкости. Подрезанные пластинки установлены только на первой половине пластинчатого профиля по направлению потока (S). Техническим результатом является предотвращение завихрения жидкости в отстойнике. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к каплеотделителю для отделения капелек из содержащего капельки газа. Каплеотделитель (10) содержит проточный канал (5), который предназначен для направления через него содержащего капельки газа и прохождения потока этого содержащего капельки газа вдоль основного направления потока, при этом вокруг проточного канала (5) расположен по существу кольцеобразно отделительный элемент (8), который предназначен для прохождения направленного от проточного канала (5) кольцевого потока. Отделительный элемент (8) имеет донный элемент (11) и закрывающий элемент (12), а также множество соединительных элементов (1), которые расположены между донным элементом (11) и закрывающим элементом (12) так, что донный элемент (11) и закрывающий элемент (12) расположены на расстоянии друг от друга, которое задано соединительными элементами (1). Соединительный элемент (1) содержит стенной элемент (3), который предназначен для направления вдоль него в виде пленки капелек содержащего капельки газа в направлении донного элемента (11), при этом стенной элемент (3) имеет отделительную поверхность, которая имеет среднюю ширину больше 1 мм. Отделительный элемент (8) содержит кольцевой элемент (17), который расположен по существу кольцеобразно вокруг проточного канала (5) и имеет внутреннюю боковую поверхность, которая имеет по существу диаметр проточного канала (5), и предусмотрены проходные отверстия для входа содержащего капельки газа в кольцевой элемент. Техническим результатом изобретения является создание каплеотделителя, с помощью которого обеспечивается возможность улучшенного отделения, в частности, небольших капелек. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 24 ил.
Наверх