СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к устройствам разделения фаз газожидкостных потоков, в частности, к сепараторам сепараторов-пароперегревателей, и может быть использована в теплоэнергетике, атомной энергетике и других отраслях промышленности.
Известны сепараторы, установленные в вертикальные аппараты, жалюзийные пакеты которых расположены под углом друг к другу образуя входной раздающий коллектор с вертикальным и горизонтальным подводом и отводом пара, например, в сепараторах-пароперегревателях (СПП) паровых турбин АЭС располагающиеся в вертикальных сосудах (Руководящий технический материал. Сепараторы - пароперегреватели турбин АЭС. Расчет и проектирование РТМ 108.020.107-84. Раздел 3. п.3.3 Издание официальное. НПО ЦКТИ, Л, 1986.).
Недостатком такой компоновки жалюзийных пакетов сепаратора является то, что в раздающем коллекторе в вертикальных аппаратах при опускном, подъемном движении среды и при боковой подаче среды, область пакетов, прилегающая к узкой части входного коллектора, склонна к «подтоплению», что существенно снижает эксплуатационные характеристики сепаратора.
Наиболее близким к заявленному и выбранный в качестве прототипа является разработанный ОАО «ИК «ЗИОМАР» и выпускаемый с 2008 года ОАО «ЗиО-Подольск» сепаратор, включающий два жалюзийных пакета, каждый из которых включает набор параллельно установленных в пакете профильных (преимущественно волнистой или более сложной формы) жалюзи, дренажные стояки на противоположных торцах пакетов, оси которых параллельны образующим жалюзи, и сливные лотки, обрамляющие пакеты по другим торцам и соединенные с дренажными стояками в единую дренажную систему, при этом жалюзийные пакеты жестко соединенные между собой со стороны одного из дренажных стояков каждого (в прототипе стояки гидравлически объединены с общим сливным лотком радиусного профиля, изолированным от раздающего коллектора, из которого вся улавливаемая сепаратором влага откачивается, например, через специальный патрубок) с образованием V-образного профиля, внутренняя сторона которого формирует входной (раздающий) коллектор, а внешняя - выходной (сборный) коллектор, или наоборот, в зависимости от того, какая схема подключения сепаратора в установке реализована: опускная, подъемная, боковая, или комбинированная из вышеперечисленных (Блок для АЭС, Сборочный чертеж 92.2185СБ, ИК «ЗИОМАР», 2008).
Влияние гидравлической разверки в V-образной схеме подключения раздающего и сборного коллекторов на распределение расходов газожидкостной смеси частично снижается установкой дополнительных сопротивлений - дырчатых листов на выходе из раздающего коллектора в сепаратор и на входе в сборный коллектор из сепаратора. Однако, жидкая фаза в пароводяном потоке имеет большую плотность и, соответственно, инерционность, поэтому, в раздающем коллекторе большое количество жидкости устремляется и накапливается в узкой торцевой части коллектора (вершине V-образного профиля), вследствие чего область пакетов, прилегающая к узкой части входного коллектора перегружена по воде. Это способствует проскоку жидкости через сепарационные пакеты за сепаратор.
Указанный фактор в меньшей степени проявляется в случае реализации подъемной схемы и существенно отрицательно сказывается на эффективности работы сепаратора в случае реализации опускной, боковой или комбинированных схем.
Технический результат полезной модели - повышение эффективности работы сепаратора путем удаления избыточного расхода жидкой фазы в торцевой части раздающего коллектора.
Технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в сепараторе, включающем два жалюзийных пакета, каждый из которых содержит набор параллельно установленных в пакете жалюзи, установленные на противоположных торцах жалюзийных пакетов дренажные стояки, оси которых параллельны образующим жалюзи, и сливные лотки, обрамляющие жалюзийные пакеты по свободным торцам и соединенные с дренажными стояками в единую дренажную систему, при этом жалюзийные пакеты соединены между собой со стороны одного из дренажных стояков каждого посредством соединительного элемента с образованием V-образного профиля, одна поверхность которого формирует раздающий коллектор, а другая - сборный коллектор, соединительный элемент выполнен в виде сливного лотка открытого профиля, расположенного в вершине V-образного профиля с охватом прилегающих торцев жалюзийных пакетов и изолированного от прилегающих дренажных стояков и сливных лотков, а жалюзийные пакеты установлены с зазором между торцами со стороны соединительного элемента.
Полезная модель иллюстрируется рисунками:
Фиг.1 - сепаратор;
Фиг.2 - вид А на Фиг.1;
Фиг.3 - вид Б на Фиг.1.
Сепаратор содержит два жалюзийных пакета 1, установленных под углом друг к другу (Фиг.1). Каждый жалюзийный пакет 1 состоит из влагоулавливающих жалюзи 2, сливных лотков 3 и дренажных стояков 4. Жалюзийные пакеты 1 соединены в V-образный профиль посредством соединительного элемента 5, выполненного в виде сливного лотка открытого профиля, приваренного к прилегающим дренажным стоякам 4 и охватывающего торцы жалюзийных пакетов 1 в вершине V-образного профиля. При этом жалюзийные пакеты 1 установлены с зазором Δ (на практике значение Δ обычно составляет 10-50 мм, но в отдельных случаях может быть иным) между собой со стороны соединительного элемента 5.
Сепаратор предназначен для установки в паропровод 6 и работает следующим образом.
Пароводяной поток (Фиг.1) по паропроводу 6 поступает к сепаратору со стороны внутренней (или внешней - в зависимости от выбранной схемы установки) поверхности V-образного профиля, формирующей раздающий коллектор 7, жидкая фаза из пароводяного потока, проходящего через жалюзийные пакеты 1, удерживается на влагоулавливающих жалюзи 2 и стекает с них по сливным лоткам 3 в дренажные стояки 4. При этом та часть жидкой фазы в пароводяном потоке, которая, имея более крупную дисперсию и, соответственно, инерционность, устремляется к вершине V-образного профиля, минуя зазор Δ улавливается соединительным элементом 5.
Со стороны внешней (или внутренней - в зависимости от выбранной схемы установки) поверхности V-образного профиля, формирующей сборный коллектор 8, из сепаратора в паропровод 6 поступает осушенный пар.
Из дренажных стояков 4 и соединительного элемента 5 накопленная жидкость удаляется любым традиционным образом, например, посредством установленных в паропроводе патрубков 9 (Фиг.3).
Эксперименты на моделях по определению эффективности предложенной полезной модели показали, что через дополнительный сливной элемент 8 удаляется до 40% всей улавливаемой сепаратором жидкости.
С учетом изложенного можно сделать вывод о том, что заявленный технический результат - повышение эффективности работы сепаратора путем удаления избыточного расхода жидкой фазы в торцевой части раздающего коллектора - достигнут.