[发明专利]撞击型湿蒸汽汽液两相分离前处理方法

说明书

技术领域

本发明属于动力工程技术领域，特别涉及一种汽轮机湿蒸汽汽液分离方法。 

背景技术

目前广泛应用的汽水分离过程主要是波纹板分离器和回旋叶片式分离器或旋风分离器结合的方式。湿蒸汽首先经过回旋叶片式分离器或旋风分离器进行预分离，两相流体随后流入波纹板分离器，流体在流动过程中附着在波纹板上被捕集，干蒸汽随后流出波纹板分离器。经过对进入分离器进口蒸汽的光学测量显示大部分抵达分离器的水珠直径均大于10微米。现有的分离可以实现该粒径尺度下的液滴高效分离，但是预分离的分离效率不高，并且压降较大，波纹板分离器需要大量钢制波纹板，对钢材的消耗量比较大，结构也相对复杂，易出现腐蚀，还存在流动阻力较大和局部速度易出现超速的问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、能耗低、制造成本低的汽液两相分离的前处理方法。 

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的： 

一种撞击型湿蒸汽汽液两相分离前处理方法，其特征在于，包括下述步骤： 

（1）将汽轮机引出的湿蒸汽通过外部的湿蒸汽引导装置引导，再通过湿蒸汽对撞装器的入口区引至蒸汽对撞装器的湿蒸汽分配区，湿蒸汽在湿蒸汽分配区中形成环向均匀分布，其中，湿蒸汽分配区为环形金属圆管，其外径周向均布多个进口管作为入口区，该环形金属圆管的内径与对撞区连通，对撞区呈竖直圆筒形，下端尺寸逐渐缩小，为倒锥形，下端出口与外部排水装置相连；上端出口与扩压管连接； 

（2）之后环向均匀分布的湿蒸汽流入对撞区进行撞击，对撞后液滴轨迹的无序性促进了液滴的凝聚，使液滴直径急剧增大，在重力作用下坠落，通过下端出口被排水装置收集； 

（3）其余液滴跟随汽流向上流动，并在流动过程中尺寸继续增加，最终流到与扩压管相连的旋风分离装置中，在离心力作用下进行最终的汽液分离。 

上述方法中，所述的环形金属圆管，其外径周向均布2-8个进口管作为 入口区。 

所述环形金属圆管的内径沿圆周方向通过一扁平通道或通过多个均布的孔道与对撞区连通。 

本发明方法采用湿蒸汽对撞，产生混合强烈的撞击区，从而增强液滴运动的随机性，使汽流中液滴的凝聚作用加强，液滴尺寸迅速增大，一部分过大的液滴在重力作用下，由下端出口排出，其余液滴跟随汽流通过扩压管流入与之相连的旋风分离装置，在离心力作用下与汽流分离。 

与现有技术相比，本发明方法所用装置结构简单，无活动部件，制造成本低，使用寿命长，分离效率高且变工况下分离效率较稳定，流动阻力小等优点。 

附图说明

图1为本发明基于对撞分离法的装置图。图中：1为湿蒸汽对撞器，2为扩压管。 

图2为图1中湿蒸汽对撞器的一个具体实施例（环状8个入口）。图中：3为入口连接法兰，4为对撞区，5为湿蒸汽分配区，6为入口区，7为上端出口连接法兰，8为下端出口连接法兰。 

具体实施方式

参考图1，本发明基于对撞分离法的装置包括湿蒸汽对撞装器1，竖直圆筒形，下端尺寸逐渐缩小，为倒锥形，下端出口与外部疏水收集装置相连；上端出口通过扩压管2连接到旋风分离装置，圆筒中间对撞区。 

该分离器的工作原理是，湿蒸汽通过湿蒸汽引导装置从湿蒸汽对撞装器1圆筒周围导入，在圆筒中间相互撞击，液滴尺寸会急剧增大，尺寸过大的液滴在重力作用下坠落，由与下端出口相连的排水装置排除，其余液滴跟随汽流向上流动，并在流动过程中尺寸继续增加，最终通过扩压管2流到旋风分离装置中，在离心力作用下去除。该分离器钢材消耗量小，压降能耗低，流出汽流中的液滴尺寸大，除去时更高效。 

参考图2，湿蒸汽对撞器分为三部分：入口区6，湿蒸汽分配区5，对撞区4。一个环形金属圆管作为湿蒸汽分配区5，其外径周向均布8个进口管作为入口区6，通过焊接法兰7、与外部的湿蒸汽引导装置互联。内径沿圆周方向切割出一扁平通道与对撞区12连通，对撞区呈竖直圆筒形，下端尺寸逐渐缩小，为倒锥形，下端出口通过法兰8与外部疏水收集装置相连；上端尺寸不变，上端出口与扩压管2通过法兰3连接。 

本发明湿蒸汽汽液两相分离前处理方法包括下述步骤： 

（1）将汽轮机引出的湿蒸汽通过外部的湿蒸汽引导装置引导，再通过湿蒸汽对撞装器1的入口区6引至湿蒸汽分配区5，湿蒸汽在湿蒸汽分配区5中形成环向均匀分布； 

（2）之后环向均匀分布的湿蒸汽通过扁平通道流入湿蒸汽对撞器1的对撞区4进行撞击，对撞后液滴轨迹的无序性促进了液滴的凝聚，使液滴直径急剧增大，在重力作用下坠落，通过下端出口被排水装置收集； 

（3）其余液滴跟随汽流向上流动，并在流动过程中尺寸继续增加，最终流到与扩压管3相连的旋风分离装置中，在离心力作用下去除。