CN1395978A - 用于水分离的离心分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将水从湿蒸汽中分离出来的离心分离器，具有第一柱形管和与该第一柱形管同轴配置的第二柱形管，其中所述第一柱形管的内径大于第二柱形管的外径。在所述第一柱形管中配置一个涡旋发生器，该涡旋发生器包括一个涡旋叶片的环圈，所述涡旋叶片固定在一个套筒上。所述第一柱形管和第二柱形管在其相互背离的端部上设置有可以***到一个导引湿蒸汽的蒸汽管道中的连接件。第一柱形管和第二柱形管以一定的径向距离被一个外壳密封环绕，同时形成分离室，所述外壳设有一个排水口。因此在分离室中保持一个低于在所述柱形管中压力的压力，分离室通过一根回流管与涡旋发生器的套筒的内腔相连接，所述套筒在流入侧是封闭的而在流出侧是敞开的。

Description

用于水分离的离心分离器
技术领域
本发明涉及一种具有如权利要求1前序部分所述特征的用于将水从湿蒸汽中分离出来的离心分离器。
背景技术
这种分离器被用在具有抽汽管的蒸汽发生器设备中，用于沉降湿蒸汽中的水份，并由此来保护管道和透平免受水滴的腐蚀。在一种已知的离心分离器(EP-A-0 002 235，EP-B-0 005 494)中，在一个容器中设置有多个细长管子，管子中各自配置有一个涡旋发生器。这种结构形式很费钱，因为它导致一种大体积的结构单元，该单元必须分开地被蒸汽管道支承在设备中。此外，为排出被分离水所需的工作蒸汽被相应地以较小的压力向外排出到蒸汽发生器设备内部的一个位置上。
发明内容
本发明的任务是，对上述类型的离心分离器进行结构设计，使得它结构紧凑且能无需附加支承件地被装入到湿汽管道中去。
根据本发明，该任务在一种所述类型的离心分离器中是通过如权利要求1所述的特征来解决的。从属权利部分则给出了本发明的优选
实施例。
根据本发明的离心分离器由一个单旋流器组成，因此它具有一种简单和坚固的实施形式，其结构的特点是十分紧凑。
这种离心分离器可以象一段管子一样被装在湿蒸汽管道中。根据本发明的离心分离器因此适用于对已有的蒸汽发生器设备进行改装，用来提高它们的在不具有最佳设计时的功率。这种离心分离器即使没有外部抽汽也能将被分离的水排出。
附图说明
附图中示了本发明的一个实施例，以下对它进行详细说明。附图中：
图1为一个离心分离器的纵剖图；
图2为沿图1中II-II线的剖视图，
图3为沿图1中III-III线的剖视图。
具体实施方式
在一个水平的、垂直的或斜向放置的蒸汽管道1中导入来自比如一台蒸汽透平的抽汽管的或来自一台核动力设备中的一个蒸汽发生器的湿蒸汽。该湿蒸汽可含有12～15％的水份。为使后面的管道和蒸汽透平不受到水滴的腐蚀，则将该湿蒸汽导入一个高速离心分离器中，该高速离心分离器被配置在蒸汽管道1中。
该离心分离器具有一个第一柱形管2和一个第二柱形管3，第二柱形管3与第一柱形管2同轴配置。柱形管2、3的相互背离的两端各自具有一个连接件4，该连接件4被***到导引湿蒸汽的蒸汽管道1中。柱形管2、3相继被湿蒸汽所流过。在位于蒸汽流入侧的连接件4和第一柱形管2之间有一个锥形***件5，用来与管截面相匹配。
在第一柱形管2的输入部分中配置有一个涡旋发生器6。该涡旋发生器6包括一个套筒7，在其上固定有固定的涡旋叶片8。套筒7为中空的，且在其流入侧是封闭的而在流出侧是敞开的。套筒7在蒸汽流入侧用一个较小直径的套筒接长件9加以延长。
第二柱形管3被配置成与第一柱形管2相距一定的轴向距离。第一柱形管2的内径大于第二柱形管3的外径。在第一柱形管2和第二柱形管3之间，可以同轴地配置一个第三柱形管10。该第三柱形管10的外径小于第一柱形管2的内径，而该第三柱形管10的内径则大于第二柱形管3的外径。第二和第三柱形管3、10彼此相对的端部相互插接在一起，由此则形成一个环形间隙11。该两个相互串接的柱形管3、10的端部用一些穿透管壁的螺钉12相互连接。第一和第三柱形管2、10配置成相互隔开一定的轴向距离，但它们也可在彼此相对的端部相互插接在一起。
所述柱形管2、3和10以一定的径向距离被一个由两个底部13封闭的外壳14所密封，由此在外壳14和柱形管2、3和10之间形成一个分离室15。两个外部柱形管2和3穿过底部13并被固定在底部中。柱形管2和10通过V形安装的筋条16支承在外壳14上。筋条16同时用来稳定分离室15中的汽流。一个圆盘17靠在外壳14的内侧并靠在第三柱形管10的外侧，或在没有第三柱形管10时靠在第二柱形管3的外侧，该圆盘17将分离室15分成一个前分室和一个后分室15`、15``。
外壳14在前分室15`范围内设置有一个排水口18，在该排水口18上连接有一根排水管19。后分室通过另一根排水管20与上述排水管19相连接。
分离室15的后分室15``经过一根回流管21与一根环绕外壳14的环形管22相连接。在该环形管22上连接有多个接管23，它们穿过外壳14并顺着涡旋叶片8的汽流方向通入到空心套筒7中或涡旋发生器6的套筒接长件9中。
在最末端，在第二柱形管3中配置有一个整流器24。整流器24可被设计成一个固定涡旋叶片25的环圈，这些叶片25被固定在一个套筒26上。整流器24的涡旋叶片25的旋转方向与在离心分离器输入部分中的涡旋发生器6的涡旋叶片8的旋转方向相反。整流器24的套筒26具有一个小于涡旋发生器6的套筒7的直径。
涡旋发生器6的前面连接有一个具有已知结构的凝结器27。该凝结器27由一些合适的装入件组成，如一个由平行的波纹板组成的栅格。凝结器27起着增大湿蒸汽中水滴的作用并且用来调节一个预定的水滴范围，涡旋发生器6便是根据这一范围来设计的，由此来提高发生器的分离度。
离心分离器的尺寸特征具有如下关系式：
              D/L＝1/2～5
              d/D≥1/3
其中
D-蒸汽管道1的直径，
L-蒸汽管道1的连接位置之间的离心分离器的长度，
d-涡旋发生器6的套筒7的直径。
在离心分离器的涡旋发生器6中，湿蒸汽的轴向速度上叠加有一个径向速度。由于这样所产生的涡旋汽流具有一个径向分量，因而湿蒸汽中所包含的水滴被向外加速甩到第一柱形管2的管壁上。甩到管壁上的水进入分离室15中并从分离室15中流动平稳地被排出。向内排入的、脱水的湿汽流从第二柱形管3中输出并且在输出之前可以通过有选择存在的整流器24被去除涡旋。
为提高分离度，则采用从环形间隙11抽汽的措施，该环形间隙11位于第三和第二柱形管10、3之间。为将水份通过环形间隙11排出，将分离室15的后分室15``置于负压下。在离心分离器内部，该负压则通过回流管21、环形管22、接管23以及连接到空心套筒7或套筒接长件9的内腔的连接件来产生。由于在涡旋发生器6中所产生的径向速度的影响，在套筒7之后形成了一个在套筒区域具有一负压的压力曲线。这样便能得到要求的工作蒸汽用于将水从环形间隙抽汽器排出且能使蒸汽在内部再循环。

Claims (10)

1.一种离心分离器，用于将水从湿蒸汽中分离出来，它具有一个第一柱形管(2)和一个与该第一柱形管(2)同轴配置的第二柱形管(3)，其中所述第一柱形管(2)的内径大于该第二柱形管(3)的外径，且其中在所述第一柱形管(2)中配置有一个涡旋发生器(6)，该涡旋发生器(6)包括一个涡旋叶片(8)的环圈，所述涡旋叶片(8)固定在一个套筒(7)上，其特征在于：所述第一柱形管(2)和第二柱形管(3)在其相互背离的端部上设置有一个连接件(4)，该连接件(4)可以***到一个导引湿蒸汽的蒸汽管道(1)中，所述第一柱形管(2)和第二柱形管(3)以一定的径向距离被一个外壳(4)密封环绕，同时形成一个分离室(15)，所述外壳(14)设置有一个排水口(18)，且因此在分离室(15)中保持一个低于在所述柱形管(2，3)中压力的压力，所述分离室(15)通过一根回流管(21)与涡旋发生器(6)的套筒(7)的内腔相连接，所述套筒(7)在流入侧是封闭的而在流出侧是敞开的。
2.如权利要求1所述的离心分离器，其特征在于：在所述第一柱形管(2)和第二柱形管(3)之间同轴配置有一个第三柱形管(10)，且该第三柱形管(10)的外径小于第一柱形管(2)的内径，而该第三柱形管(10)的内径则大于第二柱形管(3)的外径。
3.如权利要求2所述的离心分离器，其特征在于：在所述第三或第二柱形管(10，3)上安装有一个圆盘(17)，该圆盘(17)将分离室(15)分成一个前分室和一个后分室(15`，15``)。
4.如权利要求1～3之一所述的离心分离器，其特征在于：所述柱形管(2，10)通过导流筋条(16)支承在外壳(14)上。
5.如权利要求1～4之一所述的离心分离器，其特征在于：两个相互串接的柱形管(3，10)相互接近的端部相互插接在一起且用一些螺钉(12)相互连接起来，这些螺钉(12)穿过柱形管(3，10)的端部。
6.如权利要求1～4之一所述的离心分离器，其特征在于：两个相互串接的柱形管(2，10)配置成相互间有一定的轴向距离。
7.如权利要求1～6之一所述的离心分离器，其特征在于：在所述柱形管(3)的最末端配置有一个涡旋叶片(25)的环圈用作整流器(24)，涡旋叶片(25)的旋转方向设置成与涡旋发生器(6)的涡旋叶片(8)的旋转方向相反。
8.如权利要求1～7之一所述的离心分离器，其特征在于：在所述涡旋发生器(6)之前连接有一个水滴凝结器(27)。
9.如权利要求1～8之一所述的离心分离器，其特征在于：在所述蒸汽管道(1)上的连接件(4)的直径与所述离心分离器的长度之比为1比2～5。
10.如权利要求1～9之一所述的离心分离器，其特征在于：所述涡旋发生器(6)的套筒(7)的直径与所述蒸汽管道(1)上的连接件(4)的直径之比大于1至3。
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