CN106999874A - 用于加热、冷凝、混合、除气和泵送的多相装置和*** - Google Patents

用于加热、冷凝、混合、除气和泵送的多相装置和*** Download PDF

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Abstract

一种节能除气器装置包括：第一流入路径，总体上跟随装置的中心轴线从具有会聚侧壁的圆锥形入口，到达具有发散侧壁的膨胀室，到达具有会聚侧壁的压缩室，到达出口，压缩室的第一进入端口由膨胀室的出口限定；第二流入路径，具有会聚为形成压缩室的环形的第二进入端口的侧壁，环形的第二进入端口被布置为围绕第一进入端口并且与第一进入端口同中心；并且，其中，第一流入路径和第二流入路径在压缩室处会聚，其中这两个流入路径均朝向出口引导，以形成流出路径。

Description

用于加热、冷凝、混合、除气和泵送的多相装置和***
发明背景
本文中公开的主题内容涉及绿色(对环境无害)的热的、化学的和机械的工程，并且具体地，涉及直接接触反应器、热交换器、混合各种气体、蒸汽和流体、产生热量、能量恢复、冷凝蒸汽、除气和泵送流体和液体。
在美国和全世界许多公用设施产生区域蒸汽并且将区域蒸汽供应至用于空间加热、冷却和民用热水目的的建筑。蒸汽冷凝物有时返回至蒸汽产生源或者排放至城市下水道***。为了将冷凝温度从220F降低至约140F(城市下水道要求)，冷凝物与冷饮用水混合。这种***操作带有大量电力、热量和水损失和下水道排出率。损失的冷凝物必须利用以一般托盘式或者喷射式除气器中处理的冷软化水在发电厂或者锅炉厂制成。在具有大量冷凝物损失的区域蒸汽***中，水制成速率可以达到100％的给水流量。在这些条件下，除气器不可能提供大量加热、冷凝和除气容量。由于这些条件，除气器经历水击作用且劣化加热和除气性能。这导致发电厂设备和区域蒸汽管道强烈侵蚀。
给水的热除气被广泛用在发电厂和锅炉厂中，用于从冷凝物中去除非可冷凝的气体，诸如，氧气和二氧化碳。通常，进入的冷凝物在除气器中利用蒸汽加热至对应于除气器压力的饱和温度。非可冷凝的气体利用排出蒸汽从除气器中除去。通常，在应用过程中通过蒸汽损失的小部分冷凝物(大约10％)利用还引入至除气器的冷软化水而进行补偿。进入除气器的混合的冷凝物和软化水蒸汽的温度通常在除气器中增加20F至40F。在许多区域蒸汽***中，冷凝物没有返回至蒸汽发生站并且必须利用大量冷软化水以50F至70F的温度制成。至于具有220F的饱和温度的大气压力除气器，已处理的水的温度必须在除气器中增加150F至170F，导致水击作用条件，除气器容量减少并且除气给水的质量劣化。
上述问题的一般解决方案是安装大型表面式热交换器，其中，冷软化水在进入除气器之前被加热到大约180F至200F的温度。这个***要求大型昂贵的热交换器和电动泵。热交换器的管道***还易受由释放的非可冷凝的气体所导致的强烈侵蚀。因为热交换器通过表面使用间接的热传递，它们变得缩放塞紧，导致热传递和效率降低。
直接接触式喷射装置(JA)也是已知的且被广泛应用作为文丘里加热器、过热减温器、蒸汽喷射器、喷射排气机和压缩器、喷射器和喷射真空泵。JA包括三个主体：由吸入腔围绕的会聚(工作)喷嘴、混合喷嘴和扩散器。工作(运动)和注入(夹带)流进入混合喷嘴中，其中速度均衡并且混合物的压力增加。结合流从混合喷嘴进入其中压力进一步增加的扩散器。扩散器成形为使得其逐渐减小速度并且将能量尽可能小损失的转换为排出压力。在这个过程期间，包含非可冷凝的气体的气泡塌陷并且气体溶解在液体中。
例如，在美国专利No.6,299,343；No.5,205,648；No.5,275,486；No.5,544,961；No.5,544,961和No.4,847,043中提供了在蒸汽液体注入器中加热液体产物的方法。
尽管现有除气器和除气装置可适用于它们的预期目的，但是除气器装置的技术和利用该技术的***利用本文中公开的除气器装置可以得到改进。
发明的简要描述
一种实施方式包括节能除气器装置，具有：第一流入路径，总体上跟随装置的中心轴线从具有会聚侧壁的圆锥形入口，到达具有发散侧壁的膨胀室，到达具有会聚侧壁的压缩室，到达出口，压缩室的第一进入端口由膨胀室的出口限定；第二流入路径，具有会聚为形成压缩室的环形的第二进入端口的侧壁，环形的第二进入端口被布置为围绕第一进入端口并且与第一进入端口同中心；并且，其中，第一流入路径和第二流入路径在压缩室处会聚，其中这两个流入路径均朝向出口引导，以形成流出路径。
本发明的另一实施方式包括节能除气***，具有：给水供应；蒸汽供应；节能除气器装置，被构造成接收给水和蒸汽，并且在出口处传送单相除气水，该节能除气器装置是根据以上描述的除气器装置；以及，接收器，用于接收单相除气水。
本发明的另一实施方式包括用于生产单相除气水的节能方法，该方法包括：将供应的给水供给至节能除气器装置；将供应的蒸汽供给至节能除气器装置；其中，节能除气器装置是根据以上描述的装置并且在出口处产生单相除气水；并且，将单相除气水传送至用户或者存储接收器。
本发明的另一实施方式包括一种***，该***采用绿色(对环境无害)的除气器装置用于将以不同温度供应至此的流体(具体地，水和冷凝物)与气体(具体地，蒸汽)混合，并且在期望温度下引起反应、压裂、用于烃工艺的耐火、加热、冷凝、除气和泵送。它可以广泛地用在新改进的应用中，用于化石和原子能发电厂(包括防止与福岛第一核灾难相似的LOCA(失冷却剂事故))、锅炉厂、用于合成燃料的液态烃生产、一氧化碳和氢的混合物转换为液态烃(Bergius-Dyus和Fischer-Troesch工艺)、生物气体、各种工业、提高油的回收、压裂、沥青、乳状液和啤酒生产设施、轧钢厂和化肥装置、煤的液化和气化、环境过程(通过从各种气体流直接接触污染物，实现高效率气体和颗粒去除、烟尘和烟道气清洁以及湿式洗涤器中的试剂中和)、加热、化学作用、水和化学品回收和区域能源***。
从以下结合附图的描述中，这些和其他优势和特征将变得更加清晰可见。
附图的简要说明
具体指出了被视为本发明的主题内容，并且在本说明书的结论处的权利要求中明确要求保护本主题内容。从以下结合附图的详细描述中本发明的上述和其他特征和优势是清晰可见的，其中：
图1A描绘了根据本发明的实施方式的节能除气器装置的通过中心轴线的横截面侧视图，该节能除气器装置具有一个中心轴向入口和两个侧入口；
图1B描绘了根据本发明的实施方式的节能除气器装置的通过中心轴线的横截面侧视图，该节能除气器装置与图1A中描绘的节能除气器装置相似，但是仅具有一个侧入口；
图2描绘了根据本发明的实施方式的利用图1A和图1B的除气器装置的***的示意图；
图3描绘了安装在应用中的图2的***的示意图；
图4描绘了根据本发明的实施方式的在洗涤器应用中利用图1A和图1B的除气器装置的另一***的示意图；
图5描绘了根据本发明的实施方式的在泵应用中利用图1A和图1B的除气器装置的另一***的示意图；
图6描绘了根据本发明的实施方式的在加热***应用中的图2的***的直接连接的示意图；以及
图7描绘了根据本发明的实施方式的在加热***应用中的图2的***的间接连接的示意图。
参考附图，通过具体描述以举例的方式说明本发明的实施方式以及优点和特征。
具体实施方式
图1A描绘了根据本发明的实施方式的节能除气器装置100的通过中心轴线102的横截面侧视图。图1B描绘了与图1A中描绘的节能除气器装置相似的除气器装置100’的通过中心轴线102的横截面侧视图，但是如以下将进一步讨论的仅具有一个侧入口。在实施方式中，除气器装置100具有第一流入路径200，总体上跟随除气器装置100的中心轴线102从具有会聚侧壁204的圆锥形入口202，到达具有发散侧壁208的膨胀室206，到达具有会聚侧壁212的压缩室210，到达出口214，压缩室210的第一进入端口216由具有膨胀室206的尺寸“C”的出口限定。除气器装置100进一步具有第二流入路径300，该第二流入路径具有侧壁302，这些侧壁会聚为形成具有压缩室210的尺寸“B”的环形的第二进入端口304，该环形的第二进入端口304围绕第一进入端口216布置并且与第一进入端口216同心。第一流入路径200和第二流入路径300在压缩室210处会聚，其中这两个流入路径均朝向出口214引导，以形成流出路径400。如图1A中所描绘的，入口202具有尺寸为“D”的进入开口并且侧壁204会聚为收缩尺寸“A”。膨胀室206从收缩的尺寸“A”膨胀为第一进入端口216的尺寸“C”。压缩室210从横跨尺寸“B”、“C”以及再次“B”的尺寸会聚为出口214的尺寸“E”。第二流入路径300从开口306(本文中还称为入口)的尺寸“F”会聚为环形的第二进入端口304的尺寸“B”。在实施方式中，一个或多个尺寸“D”、“A”、“C”、“E”和“F”是本文中公开的相应的圆形结构。在实施方式中，尺寸“B”限定围绕具有圆形开口的第一进入端口216的外圆周布置的圆环开口(第二进入端口304)。
在实施方式中，第一进入端口216(在“C”处)经由第一壳体部分104形成，并且第二进入端口304(在“B”处)经由套入第二壳体部分106内的第一壳体部分104形成(最好参考图1B)。
第一流入路径200被构造成接收第一可流动介质220，并且第二流入路径300被构造成接收第二可流动介质320。在第一实施方式中，第一可流动介质220包括蒸汽，并且第二可流动介质320包括水。在第二实施方式中，第一可流动介质220包括水，并且第二可流动介质320包括蒸汽。具有更大流动力的可流动介质被提供至第一流入路径200。因而，在实施方式中，第一可流动介质220具有的流动力大于第二可流动介质320的流动力。
第一可流动介质220和第二可流动介质320在压缩室210处可结合以形成两相可流动介质410，并且压缩室210被构造成压缩两相可流动介质410以致流出路径400包括单相除气可流动介质420。在实施方式中，压缩室210中的两相可流动介质410包括水和气泡，并且压缩室210被构造成压缩两相可流动介质410以致气泡被压缩并且流出路径400包括单相除气水(本文中还通过参考标号420指示)。在实施方式中，压缩室210中的两相可流动介质410以超音速流动，并且除气器装置100的外部的流出路径400中的单相除气可流动介质420以亚音速流动。在实施方式中，第一可流动介质220具有第一流动压力，第二可流动介质320具有第二流动压力，并且单相除气可流动介质420具有小于第一流动压力并且小于第二流动压力的第三流动压力。在实施方式中，第一可流动介质220是给水或者蒸汽中的一个，第二可流动介质320是给水或者蒸汽中的另一个，并且单相除气可流动介质420包括具有的温度大于给水的温度的单相除气水。
尽管图1A描绘了具有可接收例如蒸汽的一个轴向圆锥形入口202以及可接收例如冷却器给水的两个侧入口306的除气器装置100，但是应当理解，以下结合图1B进一步讨论的实施方式可仅具有一个侧入口306。
利用字母A、B、C、D和E识别的尺寸可使用以下等式(Eq.-1)进行确定：
其中，Pd＝装置之后的排放压力(在图1的420处)；Pw＝工作气体或者蒸汽压力(在图1的220处)；Tw1＝Pi/Pw，其中，Pi＝注入液体压力(在图1的320处)；fw1＝工作喷嘴排气口的横截面(图1的“E”)；f3＝混合室排气口的横截面(图1的“C”)；K1＝工作流的速度系数(在图1的200处)；Twc＝Pc/Pw＝(除气器装置100)工作喷嘴的临界区域中的压力与工作压力(在图1的“A”处)的比率；kw＝工作流的比热(在图1的200处)；u＝注入系数，该注入系数等于注入流率和工作流率的比率(在图1的320和220处)；λw1＝绝热流处的工作流的速度与临界速度的比率(在图1的“A”处)；Vd和Vw＝排放流和工作流的比容积(在图1的400和200处)；fwc＝(除气器装置100)工作喷嘴的临界区域的横截面(在图1的“A”处)。
如本文中使用的，诸如临界区域和临界速度的术语指的是图1中的横截面“A”以及在排气口(在图1的400处)的最大流率，该最大流率不能超过增加的入口流率(在图1的200处)。K1速度系数和速度系数与入口和排气口处的紊流损失有关，并且通常具有小于1的值。
在实施方式中，除气器装置100的出口214具有这样的侧壁：侧壁向内会聚至上述尺寸“E”，然后随着流动退出除气器装置100而发散为尺寸“G”，这起到了如下的作用：随着流体420离开除气器装置100而进一步控制流体的迅速压力下降和膨胀。
随着流体420在出口膨胀，高抽吸力加强，导致除气器装置100用作适用于在很宽的压力范围内(包括真空)接收工作流体(例如，220)和注入流体(例如，320)的自供给抽吸喷射器。
现在回到参考图1B，其中相同元件被编号为与图1A相同，其更清晰地示出了围绕第一进入端口216布置并且与第一进入端口同心的环形的第二进入端口304，其中这两个进入端口216、304提供了工作介质220和注入介质320到压缩室210中的入口。如通过将图1A的示意图与图1B的示意图进行比较看出，环形的第二进入端口304在膨胀室206的出口端(在第一进入端口216处，尺寸“C”)的外周与除气器装置100’的壳体106的内侧壁之间具有尺寸“B”。图1B中还描绘了用于接收注入介质320的单个侧入口306。
现在参考图2，图2描绘了利用图1A或者图1B的除气器装置100的示例性节能除气***500。在实施方式中，***500通常包括：供应给水502(参见图1A的320)；供应蒸汽504(参见图1A的220)；以及除气器装置100，构造成接收给水和蒸汽。在实施方式中，除气器装置100结合如上所述的图1A或者图1B进行构造以产生单相除气水420。***500进一步包括用于接收单相除气水420的接收器506。此外，***500包括各种战略上放置的经由供应管线516、518、520、522和524全部互连的一个或多个阀508、一个或多个自动调节阀510、一个或多个关闭阀512(例如，电力致动的开关阀)以及一个或多个止回阀514。在实施方式中，单相除气水420具有的温度大于给水502的温度。
图2的***500表明给水(冷软化水)320通过两个侧入口306进入到除气器装置100中，并且蒸汽220在顶部圆锥形的入口202处进入。如上所述，在除气器装置100中，给水320和蒸汽220混合、加热和除气。处理的单相除气水420的混合物离开除气器装置100并且进入接收器506，该接收器本身可以是除气器但是不能够处理所期望的除气的程度。因此，除气器装置100的应用用于改善的***性能。在接收器/除气器506中，在保证给水***和工厂设备的可靠和无腐蚀运行的情况下释放非可冷凝的气体。
图3描绘了除气器装置100的安装图530。如所描绘的，连接至两个12英寸供应管线532的两个6英寸导管将冷软化水320供应至除气器装置100，并且蒸汽220通过10英寸供应管线534被供应。除气预热水420通过10英寸管线536离开并且被引导到接收器/除气器506中(参见图2)。如所描绘的，但是未列举，***530以本领域中已知的方式装备有闸阀、止回阀和水控阀。
图4描绘了在加热器/洗涤器应用中利用除气器装置100(围绕在虚线内)的***550的示意图，其经由除气出口流420除气、加热并且洗涤流入液体流(水320和蒸汽/气体220)并且清洁流入蒸汽、气体或者烟尘。封装552促进蒸汽/气体/烟尘220中的污染物/化学品/沾染物的去除，然后在接收器556的水554中完全结合和捕捉。来自除气过程的空气通过通风口558释放。出口管560和阀562设置为用于水554的传送和后处理。如图4中所描绘的，多喷嘴除气器装置100位于***550的设备的上部。
图5描绘了***570的示意图，该***利用两个除气器装置100.1、100.2，具有与止回阀574成一列的传统泵572。第一除气器装置100.1连接至泵572的吸入侧，并且第二除气器装置100.2连接至泵572的排出侧。如上所述，为了本文中所公开的目的，第一流体流220、220’和第二流体流320、320’被提供至具有除气水420的端部排出流的除气器装置100.1、100.2中的每一个。因而，并且通过在吸入侧和排出侧处通过泵对流体流进行除气，可实现改善的泵性能。
根据另一实施方式并且现在参考图6，利用除气器装置100的示例性***600包括这样的装置：该装置是具有特定内部几何结构的绿色(对环境无害)的两相冷凝直接接触式热交换器602，该内部几何结构导致蒸汽220和液体320(包括水)混合、冷凝并且释放非可冷凝的气体，以及产生除气的热水420。图6中示意性地描绘了***600的其他部件并且经由图例是可识别的。
根据另一实施方式并且现在参考图7，示例性***700提供了优于现有间接加热***的优点。利用传统的热交换器进行间接加热是昂贵的，能量是没有效率的，并且易受污损。蒸汽加热器结垢和生垢并且需要经常酸洗或者更换管。这降低生产力并且增加维护成本。相反地，使用本文中公开的除气器装置100实际上通过生产供给间接热交换器702的除气水420而消除了生垢和结垢，其还具有自动清洗性能。除气器装置100没有活动部分并且低资本和维护成本。如图7中和本文中提供的各种其他图所描绘的，除气器装置100直接安装到***管道中，腾出占地面积，并且如果必要可以移除和检验。图7中示意性地描绘了***700的其他部件并且经由图例是可识别的。
在示例性实施方式中，并且返回参考图2，除气器装置100具有以下操作参数：在220处，蒸汽输入是10巴、13.81吨/小时的蒸汽；在200处，入口尺寸“D”是100mm；在102处，表示蒸汽至喷嘴的通路；在104处，表示喷嘴壳体；在106处，表示第二级喷嘴壳体；在204处，相对于轴线102侧壁具有15度的角度，在206处，表示扩大的蒸汽通路；在208处，喷嘴的侧壁相对于轴线102具有8.2度的角度；在300处，表示进水口至混合室；在302处，表示入口水供应混合通路；在304处，表示蒸汽和水变成相互作用的临界区域；在210处，表示两相流体混合并流动以便压缩；在212处，表示以超声速流动的两相介质的压缩室；在320处，表示经由100mm直径的管线、在15摄氏度温度下以100吨/小时来输入水；喷嘴开口尺寸“C”是57.88mm；在304处，水与蒸汽相遇的临界开口是26.43mm；开口尺寸“E”是37.56mm；在400处，在105摄氏度下以21.58巴的输出压力来输出热水；在410处，表示两相介质的形成；在420处，表示单相热水处于105摄氏度的压力下。
现在将以一般术语描述除气器装置100的其他实施方式或者利用除气器装置的***。
根据一个实施方式，如本文中所公开的利用除气器装置100时允许分别地预热和破坏液体颗粒并且释放非可冷凝的气体。在通向除气器装置内的入口处，非可冷凝的气体利用排出蒸汽瞬间释放和除去，并且除气器装置的除气性能实质改善，允许离开的水到达氧气的期望浓度(通常低于7ppb)和游离二氧化碳水平的期望浓度(接近于零)。
根据另一实施方式，除气器装置100不具有扩散器并且装置中的加热过程是在两相阶段以超音速完成，在该点处全部非可冷凝的气体从液体释放(除气)并且以泡沫的形式存在。排出的除气液体然后通过除气器，在除气器中非可压缩的泡沫从液体闪现并且利用排出蒸汽瞬间除去。剩余液体实际上包含非可冷凝的气体的非常小的浓度，因此急剧减少除气器将它们去除的负担。因此，离开除气器的液体中的非可冷凝的气体的最终浓度实质减少。因此，锅炉中的侵蚀过程实际上消除。本文中公开的除气器装置100还允许减少新的下游除气器的尺寸和成本。
根据另一实施方式，如本文中所公开的，利用除气器装置100的***允许将表面型热交换器替换为绿色一列式的两相压缩直接接触的除气器装置100，在该除气器装置中冷水利用蒸汽除气和加热。在加热期间，非可冷凝的气体以微小泡沫的形式从水中集中释放。一旦进入下游除气器，非可冷凝的气体利用排出蒸汽从***立即释放和除去，并且除气性能实质改善，允许离开下游除气器的水到达氧气的期望浓度(通常低于7ppb)和游离二氧化碳水平的期望浓度(接近于零)。这允许实质减少传统的除气器的加热和除气容量，因此减少除气器的大小和成本。
根据另一实施方式，任何温度下的冷除矿物质制成的流体被引入到一列式除气器装置100内，在该除气器装置中上述流体与气体或者蒸汽直接接触而被除气和加热。在装置中的处理期间，流体分解为与释放的非可冷凝的气体的泡沫相混合的微小颗粒。一旦进入下游除气器，非可冷凝的气体利用排出蒸汽立即释放和除去并且除气性能实质改善，允许除气水达到氧气的期望浓度(通常低于7ppb)和游离二氧化碳水平的期望浓度(接近于零)。
根据另一实施方式，本文中所公开的除气器装置100通过实质增加加热和除气能力而允许克服现有除气器的局限性。
在本文中公开的各种***中，气体或者蒸汽通过大喷射嘴(例如，入口202)进入到除气器装置100中(参见图1)。冷流体通过一个或者多个侧喷嘴(例如，入口306)供应(图1)。在上述混合期间，气体或者蒸汽冷凝并且将热能传送到较低温度的排出流体(比蒸汽的温度更低，比冷流体的温度更高)。迅速受控的蒸汽冷凝允许避免水击作用，以及***中的固有噪声和振动。***安静运行并且无振动。
考虑到上述全部内容，将理解的是，本发明的实施方式不仅包括本文中所公开的除气器装置100以及利用该除气器装置的***，而且包括使用本文中所公开的除气器装置100生产单相除气水的节能方法，该单相除气水还可在过程中被加热。该方法通常包括：将供应的给水供给至除气器装置；将供应的蒸汽供给至除气器装置；其中，除气器装置具有如本文中所公开的结构并且执行以生产单相除气水；并且，将单相除气水传送至用户或者存储接收器，其中，所传送的单相除气水具有的温度大于给水的温度。
除了上述所有之外，除气器装置100的其他实施方式包括以下实施方式：
实施方式1包括以绿色(对环境无害)的两相直接接触除气器装置的形式的装置，该装置具有用于加热、冷凝、除气和泵送液体(具体地，水)的圆形、正方形、三角形或者椭圆形的气体、液体、两相或者蒸汽喷嘴。
实施方式2包括根据实施方式1的装置，进一步包括用于气体、蒸汽、两相流体或者液体的单一入口或者多个入口。
实施方式3包括根据实施方式1-2中的任一实施方式所述的装置，进一步包括其中一个入口喷嘴或多个入口喷嘴与一个混合喷嘴或多个混合喷嘴对齐的布置。
实施方式4包括根据实施方式1-3中的任一实施方式所述的装置，进一步包括其中气体或者蒸汽与液体以超音速混合的一个混合区域或多个混合区域。
实施方式5包括根据实施方式1-4中的任一实施方式所述的装置，进一步使气体或者蒸汽冷凝并且将液体加热至确定温度，其中，非可冷凝的气体以泡沫的形式从液体释放。
实施方式6包括根据实施方式1-5中的任一实施方式所述的装置，被构造成用于从区域供热***收集并且泵送冷凝物以用于在建筑和工业中产生热量、电力和民用热水。
实施方式7包括根据实施方式1-6中的任一实施方式所述的装置，进一步包括结合高达600psig和温度高达700F的各种压力的入口气体、蒸汽、液体或者多相流体。
实施方式8包括根据实施方式1-7中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用于对气体和液体的不同流进行加热、冷凝和除气。
实施方式9包括根据实施方式1-8中的任一实施方式所述的装置，进一步包括提供具有限定温度的出口液体。
实施方式10包括根据实施方式1-9中的任一实施方式所述的装置，其中，入口气体或者蒸汽喷嘴的直径比该喷嘴的喉部的直径大与压力、温度和数量参数成比例的倍数。
实施方式11包括根据实施方式1-10中的任一实施方式所述的装置，其中，排出气体或者蒸汽喷嘴的直径比排出气体喷嘴与装置的本体之间的间隙大与压力、温度和数量参数成比例的倍数。
实施方式12包括根据实施方式1-11中的任一实施方式所述的装置，其中，入口气体或者蒸汽喷嘴的直径大于蒸汽或者气体喷嘴的出口的直径30％。
实施方式13包括根据实施方式1-12中的任一实施方式所述的装置，其中，出口蒸汽喷嘴的直径等于从装置排出的两相混合物的直径。
实施方式14包括根据实施方式1-13中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用作用于加热和清洗各种液体和气体以去除颗粒和烟尘的洗涤器。
实施方式15包括根据实施方式1-14中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用作发电厂和锅炉房中的预热器。
实施方式16包括根据实施方式1-15中的任一实施方式所述的装置，进一步包括用于以亚音速、低于工作流和注入流的压力的压力排出的液体和非可冷凝的气体的泡沫的两相混合物的出口区域。
实施方式17包括根据实施方式1-16中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在离心泵的入口和出口处以防止空化。
实施方式18包括根据实施方式1-17中的任一实施方式所述的装置，进一步包括在离心泵的入口和出口处的止回阀以防止空化。
实施方式19包括根据实施方式1-18中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用于裂化重质原油。
实施方式20包括根据实施方式1-19中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置被安装在为了加热和除气的目的用于与不同液体和气体混合的容器的内部。
实施方式21包括根据实施方式1-20中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置利用空化力压裂地下井。
实施方式22包括根据实施方式1-21中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用于增强的地热***、提高油的回收或者甲醇生产。
实施方式23包括根据实施方式1-22中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在各种化学加工、食品加工、石油、奶制品、制造、蒸馏/酿造、脱盐、清洁溶液、巴氏杀菌、灭菌、加热水、废热回收、热交换、除油、加热浆料、洗烫、烹饪、酸洗或者淬火和调质处理中。
实施方式24包括根据实施方式1-23中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在用于发电厂、锅炉厂、用于合成燃料的液态烃的生产、或者一氧化碳和氢的混合物转换为液态烃(Bergius-Dyus和Fischer-Troesch工艺)的新的且改进的应用中。
实施方式25包括根据实施方式1-24中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在沼气生产、啤酒制造、提高油的回收、沥青生产设施、轧钢厂和化肥厂或者煤炭液化和气化中。
实施方式26包括根据实施方式1-25中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在环境处理中：通过从各种气体流直接接触污染物，实现高效率气体和颗粒去除、烟尘和烟道气清洁、或者使湿式洗涤器中的试剂中和。
实施方式27包括根据实施方式1-26中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在各种商业、住宅和工业供暖过程、化学品回收、或者区域能源***中。
实施方式28包括根据实施方式1-27中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用于涡旋型除气器中的液体的除气以防止在各种发电、商业、住宅和工业供暖过程、或者区域能源***中的管道***中移动期间的噪音。
实施方式29包括根据实施方式1-28中的任一实施方式所述的装置；进一步包括消气器，以便在液体进入除气器之前去除非可冷凝的气体，用于各种发电、商业、住宅和工业供暖过程、或者区域能源***中。
实施方式30包括根据实施方式1-29中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在各种发电、商业、住宅和工业供暖过程或者区域能源***中的乳状液的产品中。
实施方式31包括根据实施方式1-30中的任一实施方式所述的装置，其中，该装置用在用于加热和给水除气，或者在失冷却剂事故(LOCA)期间冷却反应器的化石和原子能发电厂中。
实施方式32包括根据实施方式1-31中的任一实施方式所述的装置，进一步包括跨音速装置、紊流涡旋气体消除器/除气器、控制泵、以及多功能控制***，利用现有加热***操作为直接的液压回路。
实施方式33包括根据实施方式1-32中的任一实施方式所述的装置，进一步包括高紊流热交换器，从现有加热***提供液压分离。
尽管已经仅结合有限数量的实施方式详细地描述了本发明，但是应当容易理解的是，本发明不限于这些公开的实施方式。相反地，可以修改本发明以结合迄今尚未描述但符合本发明的精神和范围的任何数量的变化、改变、替换或等效布置。此外，尽管已经描述了本发明的各种实施方式，但应当理解的是，本发明的方面可仅包括一些描述的实施方式。因此，本发明不应被视为限于以上描述，而是仅受到所附权利要求的范围的限制。

Claims (16)

1.一种节能除气器装置，包括：
第一流入路径，所述第一流入路径总体上跟随所述装置的中心轴线从具有会聚侧壁的圆锥形入口，到达具有发散侧壁的膨胀室，到达具有会聚侧壁的压缩室，到达出口，所述压缩室的第一进入端口由所述膨胀室的出口限定；
第二流入路径，具有侧壁，所述第二流入路径的侧壁会聚为形成所述压缩室的环形的第二进入端口，所述环形的第二进入端口被布置为围绕所述第一进入端口并且与所述第一进入端口同中心；
其中，所述第一流入路径和所述第二流入路径在所述压缩室处会聚，这两个流入路径均朝向所述出口引导，以形成流出路径。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述第一流入路径被构造成接收第一可流动介质；
所述第二流入路径被构造成接收第二可流动介质；
所述第一可流动介质和所述第二可流动介质能在所述压缩室处结合以形成两相可流动介质；并且
所述压缩室被构造成压缩所述两相可流动介质以致所述流出路径包括单相除气可流动介质。
3.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述第一可流动介质包括蒸汽；并且
所述第二可流动介质包括水。
4.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述第一可流动介质包括水；并且
所述第二可流动介质包括蒸汽。
5.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述第一可流动介质的流动力大于所述第二可流动介质的流动力。
6.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述压缩室中的所述两相可流动介质包括水和气泡；并且
所述压缩室被构造成压缩所述两相可流动介质以致所述气泡被冷凝并且所述流出路径包括单相除气水。
7.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述压缩室中的所述两相可流动介质以超音速流动；并且
所述装置的外部的所述流出路径中的所述单相除气可流动介质以亚音速流动。
8.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述第一可流动介质具有第一流动压力；
所述第二可流动介质具有第二流动压力；并且
所述单相除气可流动介质具有的第三流动压力小于所述第一流动压力并且小于所述第二流动压力。
9.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述第一可流动介质是给水或者蒸汽中的一个；
所述第二可流动介质是所述给水或者蒸汽中的另一个；
所述单相除气可流动介质包括单相除气水，所述单相除气水的温度大于所述给水的温度。
10.一种节能除气***，包括：
给水供应源；
蒸汽供应源；
节能除气器装置，被构造成接收所述给水和所述蒸汽；
所述节能除气器装置包括：
第一流入路径，所述第一流入路径总体上跟随所述装置的中心轴线从具有会聚侧壁的圆锥形入口，到达具有发散侧壁的膨胀室，到达具有会聚侧壁的压缩室，到达出口，所述压缩室的第一进入端口由所述膨胀室的出口限定；
所述第一流入路径被构造成接收所述给水或者所述蒸汽中的一个；
第二流入路径，具有侧壁，所述第二流入路径的侧壁会聚为形成所述压缩室的环形的第二进入端口，所述环形的第二进入端口被布置为围绕所述第一进入端口并且与所述第一进入端口同中心；
所述第二流入路径被构造成接收所述给水或者所述蒸汽中的另一个；
其中，所述第一流入路径和所述第二流入路径在所述压缩室处会聚，这两个流入路径均朝向所述出口引导，以形成流出路径；
其中，所述给水和所述蒸汽能在所述压缩室处结合以形成包括水和气泡的两相可流动介质；
其中，所述压缩室被构造成压缩所述两相可流动介质以致所述气泡被冷凝并且所述流出路径包括单相除气水；以及
接收器，用于接收所述单相除气水。
11.根据权利要求10所述的***，其中：
所述单相除气水的温度大于所述给水的温度。
12.根据权利要求10所述的***，进一步包括：
封装，布置在所述除气器装置与所述接收器之间，所述封装在结构上被布置并构造成促进所述蒸汽中的污染物、化学品或者沾染物的去除，所述蒸汽然后在所述接收器的水中被完全结合和捕捉。
13.根据权利要求10所述的***，其中，所述除气器装置是第一所述除气器装置，并且进一步包括：
第二所述除气器装置；以及
泵；
其中，第一所述除气器装置被布置在所述泵的吸入侧上，并且第二所述除气器装置被布置在所述泵的排出侧上。
14.根据权利要求11所述的***，进一步包括：
热交换器，在结构上被构造成且布置为接收温度大于所述给水的温度的所述单相除气水。
15.一种用于生产单相除气水的节能方法，所述方法包括：
将供应的给水供给至节能除气器装置；
将供应的蒸汽供给至所述节能除气器装置；
其中，所述节能除气器装置包括：
第一流入路径，所述第一流入路径总体上跟随所述装置的中心轴线从具有会聚侧壁的圆锥形入口，到达具有发散侧壁的膨胀室，到达具有会聚侧壁的压缩室，到达出口，所述压缩室的第一进入端口由所述膨胀室的出口限定；
所述第一流入路径被构造成接收所述给水或者所述蒸汽中的一个；
第二流入路径，具有侧壁，所述第二流入路径的侧壁会聚为形成所述压缩室的环形的第二进入端口，所述环形的第二进入端口被布置为围绕所述第一进入端口并且与所述第一进入端口同中心；
所述第二流入路径被构造成接收所述给水或者所述蒸汽中的另一个；
其中，所述第一流入路径和所述第二流入路径在所述压缩室处会聚，这两个流入路径均朝向所述出口引导，以形成流出路径；
其中，所述给水和所述蒸汽能在所述压缩室处结合以形成包括水和气泡的两相可流动介质；
其中，所述压缩室被构造成压缩所述两相可流动介质以致所述气泡被冷凝并且所述流出路径包括单相除气水；并且
将所述单相除气水传送至用户或者存储接收器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中：
所传送的所述单相除气水的温度大于所述给水的温度。
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