СЕПАРАТОР
SEPARATOR

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.
Известен линейный вертикальный паросепаратор, включающий цилиндрический корпус, ряд центрально расположенных сопел, вдвинутых одно в другое и образующих в верхних частях кольцевые щели для отвода пара, и дырчатую обечайку, установленную на выходе пара из сепаратора, причем он снабжен вертикальными, охватывающими сопла по высоте сепаратора, жалюзи, проходные каналы которых расположены радиально. а сечения их увеличиваются в направлении движения пара. /Блинов К.А. и др. Линейный вертикальный паросепаратор. SU. А.с. №101061. B01D 45/06. Приоритет - 20.09.54. Опубл. бюллетень изобретений №12. 1955 - прототип/.
Недостатком этого технического решения является то, что при кренах и дифферентах корабельной ядерной энергетической установки (ЯЭУ) уровень воды в сепараторе поднимается у стенки корпуса на стороне крена либо дифферента и становится недопустимо высоким и, как следствие, через проходное сечение перфорированной обечайки происходит барботаж пара. Влажность пара скачкообразно возрастает, что крайне отрицательно сказывается на работе пароперегревателя ЯЭУ и величине вырабатываемой мощности последнего. При этом контроль за уровнем воды в сепараторе не осуществляется, тем самым будет иметь место непредсказуемость работы ЯЭУ в целом.
Известен паросепаратор для испарительных установок морских и речных судов. содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус, в верхней части водяного объема которого размещены продольные перегородки, образующие отсеки, причем последние снизу соединены между собой переливными окнами и снабжены горизонтальным днищем, имеющим по периферии переливы для перетока жидкости из отсеков в нижнюю часть водяного объема. /Стерман Л.С. и др. Паросепаратор для испарительных установок морских и речных судов. SU. А.с. №151352. B01D 45/08. Приоритет - 01.02.62. Опубл. бюллетень изобретений №21. 1962 - прототип/.
Недостатком указанного технического решения является то, что реализация его в конкретной конструкции малогабаритного сепаратора приведет к увеличению весогабаритных параметров и характеристик последнего. Сепаратор корабельной ЯЭУ из-за размещения других внутрисепарационных устройств для выполнения ряда смежных и также ответственных функций такой возможности не имеет. Кроме того, такая конструкция не даст объективной картины состояния уровня воды в сепараторе, так как не предусматривает наличия соответствующего сигнала об этом.
Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности измерения уровня воды в сепараторе и организованное управление по исключению вторичного уноса мелкодисперсных капель движущимся потоком пара при превышении величины критической скорости в режиме переменных нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что сепаратор, содержащий корпус с патрубками: входа газожидкостной смеси, выхода жидкости, выхода осушенного газа, пакет отражательных элементов в форме обратных воронок, пакет вертикальных жалюзи, перфорированную обечайку, снабжен в эквидистантно установленных, относительно внутренней поверхности корпуса сепаратора в количестве не менее четырех, чехлах выполненными по всей длине корпуса чехлов с зазором на высоте допустимого изменения уровня воды при эксплуатации сепаратора датчиками уровня воды, причем каждый датчик уровня воды выполнен таким образом, что его чувствительный элемент, используя емкостно-кондуктометрическую зависимость от воздействия воды, разделен на две части с размещением этих частей в двух эквидистантно расположенных чехлах с возможностью прохода и замены через боковую стенку корпуса сепаратора.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - продольный разрез сепаратора;
на фиг.2 - поперечный разрез А-А сепаратора;
на фиг.3 - один из эквидистантных размещений датчика уровня воды;
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. Для измерения уровня воды в сепараторе в составе корабельной ЯЭУ, у которой могут иметь место либо крен, либо дифферент, либо их совместное воздействие в эквидистантно расположенных по периметру внутренней поверхности корпуса 0 сепаратора с количеством не менее четырех чехлах 11, выполненных по всей длине корпуса последних с зазором 12 на высоте допустимого изменения уровня воды при эксплуатации сепаратора, датчиками 13 уровня воды, причем каждый датчик 13 выполнен таким образом, что его чувствительный элемент 14 с использованием емкостно-кондуктометрической зависимости от воздействия воды разделен на две части с размещением последних в двух эквидистантно расположенных чехлах 11 со входом и выходом на боковой стенке корпуса 0 сепаратора и возможностью их замены.
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, выходит через патрубок 3 выхода осушенного газа. Для измерения уровня воды в сепараторе в составе корабельной ЯЭУ, у которой могут иметь место либо крен, либо дифферент, либо их совместное воздействие в режиме переменных нагрузок, используется не менее четырех датчиков 13 уровня воды, использующих за счет чувствительных элементов 14 емкостно-кондуктометрическую зависимость влияния воды, при этом датчики 13 уровня воды расположены эквидистантно по периметру внутренней поверхности корпуса 0 сепаратора, что позволяет объективно контролировать как уровень воды, так и его объем в различных режимах эксплуатации ЯЭУ. Для замены чувствительных элементов 14 используются фланцы с резьбовым соединением. Разделение чувствительного элемента 14 на две части и размещение их в эквидистантных чехлах 11 позволяет получать более точную и объективную картину уровня воды в сепараторе.
Применение конструкции сепаратора предлагаемого вида позволит эффективно осуществлять контроль за уровнем воды в сепараторе и его управление в режиме переменных нагрузок при кренах и дифферентах корабельной ЯЭУ.