Усовершенствованный аппарат для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром

Авторы патента:


Усовершенствованный аппарат для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром
Усовершенствованный аппарат для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром

 


Владельцы патента RU 2552479:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Изобретение относится к аппарату для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром, проходящим через аппарат. Сепаратор жидкости содержит блоки из параллельных гофрированных пластин, расположенных на расстоянии друг от друга. Блоки из параллельных гофрированных пластин имеют следующие геометрические характеристики: длина волны или период гофр Р составляет от 6 до 24 мм, амплитуда A составляет Р/2. Зазор G между смежными гофрированными пластинами в блоках равен амплитуде A гофр. Техническим результатом является повышение эффективности захвата и сбора капель воды, увлекаемых потоком пара, проходящего через сепаратор, а также уменьшение повторного захвата собранной жидкости паровым потоком для слива через желоба и сливные трубки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к усовершенствованному аппарату для отделения капель жидкости, увлекаемых газом или паром, проходящим через аппарат. Для удобства такой аппарат здесь и далее будет называться сепаратором жидкости.

Уровень техники

Несмотря на то что задачей установки, производящей сжатый пар для приведения в движение турбины, является производство 100% сухого пара для подачи в турбины и сохранение пара сухим во всей системе труб, обычно это невозможно, например, из-за потерь тепла в трубах, или в расположенной выше по потоку турбине конденсируется некоторое количество пара в капли воды. Так как паровые турбины подвержены эрозии и/или коррозии, вызываемой каплями, требуются сепараторы влаги для удаления капель воды из пара до его попадания в турбины. Сепараторы влаги особенно необходимы перед подачей пара в турбины среднего и низкого давления, так как пар уже был значительно охлажден благодаря расширению через предыдущую турбину высокого давления.

Сепаратор влаги, известный из патента США №4342570, содержит смежные блоки разнесенных, взаимно параллельных, гофрированных пластин, которые прикреплены болтами к опорным панелям. Гофрированная пластина, расположенная выше блоков по потоку, распространяет входящий поток влажного пара равномерно. Гофрированная пластина также прикручена болтами к опорным панелям. Гофрированные пластины позиционируются таким образом, чтобы гофры шли перпендикулярно направлению потока пара. В результате пар быстро отклоняется поочередно в разных направлениях, когда он протекает между смежными пластинами по гофрам так, что капли воды, имея больше инерции, чем окружающий пар, задерживаются гофрами вместо того, чтобы оставаться захваченными паром. Гофрированные пластины наклонены под углом к горизонтали так, что захваченные капли сбегают по гофрам в желоба, расположенные для сбора воды, когда она вытекает из каждого блока гофрированных пластин. Вода удаляется из сепаратора влаги через сливные трубки, соединенные с желобами. По причине упомянутой выше проблемы эрозии и коррозии существует потребность в максимизации возможности гофрированных пластин эффективно захватывать и собирать капли воды, увлекаемые потоком пара, проходящего через сепаратор влаги, и в минимизации тенденции захваченной и собранной воды повторно увлекаться паровым потоком до слива через желоба и сливные трубки. Для этой цели авторы изобретения обнаружили, что определенная геометрическая конфигурация гофр в значительной степени эффективнее, чем другие.

Раскрытие изобретения

В соответствии с настоящим изобретением сепаратор жидкости содержит гофрированные пластины, имеющие следующие геометрические характеристики.

Длина волны или период гофр Р находится в диапазоне от 6 мм до 24 мм, а амплитуда A составляет около Р/2.

В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения Р находится в пределах от 9 мм до 18 мм.

Кроме того, обнаружено, что хорошая производительность получается, если зазор G между смежными гофрированными пластинами в сепараторе влаги примерно такой же, как и амплитуда A.

Предпочтительно, чтобы ширина W каждой гофрированной пластины, измеряемая в направлении потока пара, составляла около 10P, а высота Н каждой гофрированной пластины, измеряемая в плоскости пластин перпендикулярно потоку пара и под прямым углом к ширине W, должна быть в диапазоне от 0,75W до 1,5W.

Точные размеры указанных выше гофрированных пластин варьируются в указанных выше пределах в соответствии с условиями, возникающими в конкретных системах подачи пара, в которых используются пластины. Оптимизированные значения для конкретных систем получаются комбинацией анализа с применением хорошо известных программ ВГД (вычислительной гидродинамики) и тестовых стендов.

Следующие аспекты раскрытия станут очевидными из следующего описания и формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Далее будут описываться предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения только посредством примера со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг. 1 - вид в плане одной из гофрированных пластин, и

Фиг. 2 - вид с края двух смежных пластин в плоскости II-II Фиг. 1.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 показан один вариант осуществления гофрированной пластины 10 для применения в сепараторе жидкости. На виде в плане пластина имеет форму параллелограмма, имеющего сторону шириной W и более длинную сторону H/sin α, где H - высота параллелограмма, измеренная перпендикулярно ширине W, а α - острый внутренний угол, сформированный пересечением сторон параллелограмма. Пластина изготовлена из нержавеющей или другой высоколегированной стали для выдерживания воздействия горячего пара S, проходящего вдоль нее.

Как показано на Фиг. 2, гофры 12 в данном конкретном варианте осуществления сформированы как серия однородных синусоидальных волн вдоль ширины W каждой пластины 10. И хотя показаны синусоидальные волны, проектировщик по своему усмотрению может использовать другие типы волн, например параболические, трехгранные и даже квадратные волны, хотя целесообразно закруглять углы последних двух типов волн для предотвращения перегрузки, которая может привести к возникновению трещин и/или коррозии пластин.

Как показано стрелками S в варианте осуществления на Фиг. 1 и 2, пар проходит через зазор G между смежными пластинами перпендикулярно длинам гофр, и это отклоняет пар попеременно в противоположных направлениях при его прохождении между смежными пластинами с гофрами так, что капли воды, имеющие больше инерции, чем окружающий сухой пар, имеет тенденцию задерживаться гофрами вместо того, чтобы увлекаться потоком пара.

Обнаружено, что для эффективного удаления капель, длина волны или период гофр Р должен находиться в пределах от 6 мм до 24 мм, предпочтительно от 9 мм до 18 мм, а амплитуда A должна составлять половину значения P. Производительность также улучшается, если зазор G, т.е. расстояние между смежными гофрированными пластинами в сепараторе жидкости, равен примерно такому же значению, что и амплитуда A.

Для того чтобы легко получить и сохранить размер G постоянным в каждом блоке гофрированных пластин, четыре поля 13 формируются на каждой из пластин 10 во время операции прессования, которая образует гофры. Пара полей 13 находится рядом с передним краем каждой пластины, а другая пара полей находится рядом с задним краем, поля каждой пары разнесены в направлении поперек гофр. Каждое поле 13 сформировано таким образом, что углубление соединяет две вершины гофр так, что углубление смежной пластины располагается на поле, как показано на Фиг. 2.

Необходимо отметить, что пар S проходит перпендикулярно длинам гофр, но не под прямыми углами к ним. Пересечение направления S потока пара с поперечной протяженностью гофр 12 делает острым внутренний угол θ, который в данном предпочтительном варианте осуществления является таким же, как и острый внутренний угол α, сформированный пересечением сторон параллелограмма. И хотя можно сформировать сепаратор жидкости таким образом, что пар будет протекать над гофрами под прямыми углами к гофрам, предпочтительно, чтобы поток пара встречался с гофрами под острым внутренним углом θ, как показано, так как это автоматически придает каплям, захваченным гофрами, составляющую скорости потока в направлении D вдоль длины гофр, что содействует продвижению капель воды в направлении слива. Конечно, проектировщик сам выбирает угол отклонения θ между потоком пара и продольной протяженностью гофр, но конструкция сепаратора влаги будет упрощена, если θ=α.

Слив также улучшается, если один конец 14 гофр ниже другого конца 15 так, что углубления каждого блока гофрированных пластин сливаются в желоба, сформированные на их концах 14.

Необходимо отметить, что передний и задний концы 16, 17 соответственно гофрированных пластин плоские, т.е. без гофр. Они имеют отверстия 18 около каждого угла формы параллелограмма для вставки опорных элементов круглого сечения (не показаны), которые помогают выполнять сборку гофрированных пластин и сохранять их в одном блоке.

Представленное выше описание составлено исключительно посредством примера, возможны модификации в пределах объема приложенной формулы изобретения.

1. Сепаратор жидкости, содержащий блоки из параллельных гофрированных пластин, расположенных на расстоянии друг от друга и имеющих следующие геометрические характеристики:
длина волны или период гофр P составляет от 6 до 24 мм;
амплитуда А составляет P/2, причем
зазор G между смежными гофрированными пластинами в блоках равен амплитуде А гофр.

2. Сепаратор жидкости по п. 1, в котором P составляет от 9 до 18 мм.

3. Сепаратор жидкости по п. 1 или 2, в котором ширина W каждой гофрированной пластины, измеренная в направлении потока пара, составляет 10 P.

4. Сепаратор жидкости по п. 3, в котором высота Н каждой гофрированной пластины, измеренная в плоскостях пластин поперечно потоку пара и под прямыми углами к ширине W, составляет от 0,75 W до 1,5 W.



 

Похожие патенты:

Способ сушки влажного газового потока, обогащенного CO2, из способа кислородного горения включает: сжатие влажного газового потока, обогащенного CO2, до рабочего давления способа сушки, охлаждение влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одном охладителе, альтернативно, сушку влажного газового потока, обогащенного CO2, по меньшей мере, в одной сушилке, которая содержит, по меньшей мере, один слой десиканта, и регенерацию слоя десиканта посредством прохождения нагретого регенерирующего газа через сушилку в направлении, противоположном направлению потока влажного газового потока, обогащенного CO2, разделение высушенного газового потока, обогащенного CO2, в способе очистки на газовый поток очищенного СО2 и отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, при этом отработанный газовый поток, обогащенный азотом и кислородом, используют в качестве регенерирующего газа, и после регенерации сушилку продувают, по меньшей мере, один раз газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, и при этом сушилку загружают до рабочего давления способа сушки газовым потоком высокого давления, обогащенным CO2, поступающим из компрессора, перед каждым способом сушки.

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в различных отраслях промышленности для получения глубоко осушенного сжатого газа.

Изобретение относится к устройству, способу и их использованию для выделения воды из газов или очистки воды. Устройство содержит контейнер с герметичным отверстием, крышкой, гигроскопичным материалом и устройством подачи энергии, расположенным в гигроскопичном материале, при этом контейнер выполнен из теплопроводного не прозрачного материала.

Изобретение относится к способу компримирования и адсорбционной осушки газов и может найти применение в промышленности для получения сжатого осушенного газа. Способ включает компримирование газа в многоступенчатом компрессоре совместно с газом регенерации, рециркулируемым на одну из ступеней компримирования, с получением компрессата, пропускание части компрессата в качестве десорбирующего агента через адсорбер, находящийся на первом этапе регенерации, который затем смешивают с остальной частью компрессата, смесь охлаждают, сепарируют и отправляют на осушку в адсорбер, находящийся в стадии адсорбции, с получением осушенного сжатого газа, основную часть которого направляют потребителю, а другую часть дросселируют и подают в адсорбер, находящийся на втором этапе регенерации, с получением газа регенерации.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ очистки воздуха заключается в попеременном пропускании очищаемого воздуха через адсорбент, находящийся в двух адсорберах, при этом работу одного адсорбера осуществляют в режиме осушки, а работу второго адсорбера осуществляют в режиме регенерации.
Изобретение относится к сорбционным технологиям, в частности к адсорбентам, используемым для осушки от воды газовых сред. Адсорбент для удаления воды из газов содержит пористую матрицу, в поры которой введено активное влагопоглощающее гигроскопическое вещество из группы галогенидов щелочноземельных металлов, при этом в качестве пористой матрицы используют мезопористые силикаты из группы, включающей силикат МСМ-41, алюмосиликат, цирконосиликат или титаносиликат, полученные методом золь-гель метода или темплатного синтеза с последующим прогреванием в токе воздуха при температуре 200-450°C в течение 1-4 ч, в мезопоры которых размером 2-10 нм и общим объемом пор более 1 см3/г методом пропитки из водного раствора введен безводный хлорид кальция в количестве 40-100 вес.% в расчете на сухое вещество матрицы и последующей сушкой адсорбента на воздухе при 100°C в течение 2 ч.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Техническим результатом является создание блока осушки с адсорбером, конструкция которого позволит исключить попадание капельной влаги на зерна адсорбента. Адсорбер содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы со штуцерами, установленные с обоих торцев корпуса для подвода и отвода осушаемого воздуха, продольные ребра, установленные внутри корпуса.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Техническим результатом является создание блока осушки с адсорбером, конструкция которого позволит исключить попадание капельной влаги на зерна адсорбента.

Изобретение относится к устройству и способу для осушки газа охлаждением. Устройство состоит из замкнутого контура охлаждения, содержащего хладагент, циркулирующий в контуре с помощью компрессора, и последовательно расположенные в направлении движения потока хладагента конденсатор, соединенный с выходом компрессора, и средство расширения, за которым размещен испаритель, соединенный с входом компрессора, при этом испаритель образует первую часть теплообменника, содержащего также вторую часть, через которую направляют осушаемый газ, кроме того, в контуре охлаждения имеется обводной трубопровод, который может быть перекрыт перепускным клапаном с помощью рабочего элемента клапана, который удерживается в закрытом положении под действием усилия пружинного элемента, и с помощью чувствительного к давлению элемента, который воздействует на рабочий элемент клапана, и посредством трубки управляющего давления подвержен воздействию локального управляющего давления в контуре охлаждения, причем трубка управляющего давления подключена к контуру охлаждения и подсоединена к замкнутому контуру охлаждения выше по ходу движения потока от выхода испарителя.

Изобретение относится к способу осушки газов. Способ включает пропускание газа через две или более камеры охлаждения, соединенные последовательно, причем в каждую из камер подают поток растворителя, который удаляет воду из газа, далее подают смешанный поток, состоящий из газа и растворителя, в каждую из этих камер охлаждения и после совместного охлаждения, его разделяют с помощью газожидкостного сепаратора на поток газа с пониженным содержанием воды и поток обогащенного водой растворителя, постепенно снижают содержание воды в газе от первой в направлении потока камеры охлаждения к последней, причем каждый поток растворителя, отделенный и обогащенный водой, либо используют в качестве питающего потока для камеры охлаждения выше по потоку, или возвращают непосредственно в блок регенерации для освобождения от воды.

Изобретение относится к фильтру с фильтрующим элементом для фильтрации текучих сред, в частности газов всасываемого воздуха, горючего, раствора мочевины или моторного масла двигателя внутреннего сгорания автомобиля или окружающего воздуха для подведения в системы вентиляции строений или транспортных средств.

Изобретение предназначено для воздушной фильтрации. Фильтр для устройства охлаждения кожуха содержит опорную конструкцию, выполненную с возможностью установки в корпусе, прокладку, герметично зацепляющуюся с опорной конструкцией и выполненную с возможностью зацепления с корпусом, фильтрующий материал, опирающийся на опорную конструкцию.

Изобретение предназначено для воздушной фильтрации. Телекоммуникационная станция включает телекоммуникационные электронные компоненты, устройство охлаждения, включающее корпус, внутри которого находятся телекоммуникационные электронные компоненты, В корпусе имеется воздушное впускное отверстие для получения воздуха из внешней среды и фильтрующий элемент, выполненный с возможностью фильтрации воздуха, проходящего через воздушное впускное отверстие.
Изобретение относится к фильтрующему устройству, в частности к воздушному фильтру для двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к средствам коллективной защиты, предназначено для очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей и может быть использовано в промышленности, жилых помещениях и транспортных средствах.

Изобретение относится к средствам осушки и очистки газов от пыли и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к очистке воздуха от газообразных компонентов и аэрозольных частиц и может быть использовано в технологических процессах промышленной и санитарной очистки аспирационного воздуха от газообразных компонентов и аэрозольных частиц в гальванических и травильных производствах.

Изобретение относится к улавливанию аэрозольных частиц с помощью волокнистых фильтров и может быть использовано в технологических процессах промышленной и санитарной очистки газов от жидких аэрозольных частиц, преимущественно, для очистки аспирационного воздуха от аэрозольных частиц ванн электрохимических покрытий и травления.

Группа изобретений относится к фильтрующему элементу и воздушному фильтру, содержащему фильтрующий элемент, которые используются в установке подачи приточного воздуха двигателя внутреннего сгорания в дорожном транспортном средстве. Фильтрующий элемент содержит кольцевое фильтрующее тело из фильтрующего материала и по меньшей мере один концевой диск, который закреплен на фильтрующем материале на осевой торцевой стороне фильтрующего тела. По меньшей мере один концевой диск содержит по меньшей мере один выравнивающий контур, выступающий от соответствующего концевого диска в радиальном и/или в осевом направлении. Фильтрующий материал является складчатым, две соседние в окружном направлении концевые складки фильтрующего материала закреплены друг на друге. При этом выравнивающий контур и закрепленные друг на друге концевые складки образуют в окружном направлении угол, который соответствует заданному углу или расположен в заданном угловом диапазоне, границы которого отстоят друг от друга максимум на 20°, 15° или 10°. Воздушный фильтр содержит корпус фильтра, в котором расположен фильтрующий элемент согласно первому изобретению, отделяющий сторону неочищенного воздуха от стороны очищенного воздуха. При этом корпус фильтра имеет по меньшей мере один сопряженный выравнивающий контур, который выполнен комплементарным к выравнивающему контуру фильтрующего элемента и взаимодействует с ним таким образом, что обеспечена возможность вставки фильтрующего элемента надлежащим образом в корпус фильтра лишь в заданном угловом положении по отношению к его продольной центральной оси. Техническим результатом является возможность выравнивания фильтрующего элемента и корпуса фильтра по отношению друг к другу, когда фильтрующий элемент размещен в корпусе фильтра. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх