[发明专利]超音速旋流分离器及流体分离方法

权利要求书

1.一种超音速旋流分离器，其特征在于，包括：

顺次同轴连接的回流管、直管渐缩段、扩张流道和第一排液段；

所述直管渐缩段包括：进气腔，该进气腔内设有旋流发生器和导流锥，该进气腔开设有进气口；所述进气腔靠近所述导流锥的一端与所述扩张流道连接，另一端与所述回流管连接；所述旋流发生器一端与所述导流锥连接，另一端与所述回流管连接；

所述第一排液段包括：第一排液腔和设置在该第一排液腔内的第一扩压器，该第一排液腔开设有第一排液口和干气出口；

所述第一扩压器的侧壁设有多个开口，用于增加该第一扩压器的排液面积。

2.根据权利要求1所述的超音速旋流分离器，其特征在于，

所述第一排液段为圆筒形排液结构，所述第一排液腔为圆筒形结构，所述第一扩压器为圆筒形结构，用于增加排液时间以及进入该第一排液腔中的凝液量。

3.根据权利要求2所述的超音速旋流分离器，其特征在于，还包括：

第二排液段，该第二排液段与所述第一排液段同轴连接；

所述第二排液段包括：第二排液腔以及设置在该第二排液腔内的第二扩压器，该第二排液腔开设有第二排液口；

所述第二扩压器和第一扩压器连接，所述第二排液腔一端与所述第一排液腔连接，所述第二排液腔另一端与所述扩张流道连接。

4.根据权利要求1所述的超音速旋流分离器，其特征在于，所述导流锥包括：

导流锥体以及与该导流锥体一端连接的插入式导流锥芯细柱段，该插入式导流锥芯细柱段用于插入所述扩张流道内；

所述导流锥体的另一端与所述旋流发生器连接。

5.根据权利要求1所述的超音速旋流分离器，其特征在于，所述回流管和旋流发生器之间，所述旋流发生器和导流锥之间固定连接；所述直管渐缩段，还包括：

设置在所述进气腔远离所述导流锥一端的挡板，该挡板与所述回流管连接，且连接处设有垫片，用于通过调整垫片的数量调整所述导流锥在所述超音速旋流分离器轴向上的位置。

6.根据权利要求5所述的超音速旋流分离器，其特征在于，所述挡板与所述回流管之间通过法兰连接。

7.根据权利要求1所述的超音速旋流分离器，其特征在于，所述旋流发生器和导流锥内均包括：与所述回流管同轴连接的回流通道，以使所述回流管中的流体进入经由所述旋流发生器初始旋转后，进入所述导流锥。

8.根据权利要求1所述的超音速旋流分离器，其特征在于，所述开口为圆环形开口、斜切开口和螺旋形开口中的一种。

9.一种流体分离方法，其特征在于，应用权利要求1至8任一项所述的超音速旋流分离器，该方法包括：

流体从所述回流管和/或所述进气口进入所述进气腔；

流体经由所述进气腔进入所述旋流发生器，以对流体进行初始旋转；

初始旋转后的流体进入所述导流锥，以增加流体的旋转角速度；

增加旋转角速度后的流体进入所述扩张流道，以对流体进行加速；

加速后的流体进入所述第一扩压器，以将所述流体分离为干汽和液体。

10.根据权利要求9所述的流体分离方法，其特征在于，在所述增加旋转角速度后的流体进入所述扩张流道，以对流体进行加速之后，还包括：

加速后的流体进入所述超音速旋流分离器的第二扩压器，以降低所述加速后的流体的速度；

降低速度后的流体进入所述第一扩压器，以将所述流体分离为干汽和液体。