一种波形板汽水分离器制造技术

一种波形板汽水分离器，属于气液分离技术领域。为了解决波形板汽水分离器如何提高疏水分离效率的同时，还能减小蒸汽的压降的问题。本发明专利技术包括至少两块纵向并排设置的波形板，波形板波峰与波谷的波折角为等角度钝角；相邻两块波形板之间形成一个波形流道，每个波形流道划分成N级波段，在前1/2N级的波段中每个迎水面设置一个单钩疏水腔，在后级的波段中每个迎水面设置一个双钩疏水腔；所述单钩疏水腔的进水口Ⅰ口径大于双钩疏水腔的进水口Ⅱ口径，单钩疏水腔中与迎水面垂直方向的内径大于双钩疏水腔中与迎水面垂直方向的内径，单钩疏水腔中与迎水面平行方向的内径小于双钩疏水腔中与迎水面平行方向的内径。本发明专利技术主要用于汽液分离。汽液分离。汽液分离。

【技术实现步骤摘要】
一种波形板汽水分离器


[0001]本专利技术属于气液分离
，尤其涉及一种波形板汽水分离器。

技术介绍

[0002]波形板汽水分离器作为蒸汽发生器的次级汽水分离器，决定着出口蒸汽的品质。正常运行工况下，蒸汽发生器出口的蒸汽湿度应小于0.1％，当出口蒸汽湿度过大时，会降低汽轮机组的安全性以及经济性。随着核电站功率的不断提高，蒸汽负荷不断增大，对汽水分离器分离性能的要求也日益提高。
[0003]波形板元件作为波形板汽水分离器的核心部件，已有大量学者针对其结构特性进行了研究。疏水钩被应用于加强波形板元件对蒸汽的疏水分离作用。在波形板的实际应用过程中，疏水钩对流场的扰动作用影响着液滴在流场中的行为方式和运动分离过程。目前常用的疏水钩结构形式包括：疏水钩
Ⅲ‑
疏水钩Ⅲ型、弯钩
‑
弯钩型及疏水钩
Ⅲ‑
弯钩混合型。带疏水钩的波形板汽水分离器的基本工作原理为：在压头的驱动下，携带液滴的蒸汽由分离器入口流入两块波形板之间，在波形板流道中，汽流会随着波段折角及疏水钩而不断改变流动方向，而在惯性力和离心力作用下，液滴的运动轨迹会与汽流流线分离，液滴碰撞在疏水钩和波形板壁面上；着壁的液滴会在重力作用下沿壁面流至底部的疏水槽，或形成连续水膜向下流动被收集，实现汽液分离。
[0004]目前，常规双钩型波形板汽水分离器被广泛应用于实际工程中，例如公开号为“CN112138470A”的专利技术专利公开了“一种双钩波形板汽水分离器”，具体公开了两块波形板的迎水面上设置有疏水钩Ⅲ和弯钩，疏水钩Ⅲ和弯钩与迎水面共同围成相同的疏水腔，波形板内的流场会在每节的两疏水钩间形成漩涡，使微小液滴脱离流线并进入疏水腔后被分离，实现了疏水分离的效果。虽然双钩型波形板一直在通过优化钩型结构提升其分离效率，但分离效率的提升往往伴随着压降损失的增大，导致汽轮机组做功效率降低。因此，在大幅度提升疏水分离效果的同时，还能减小蒸汽的压降，提高波形板汽水分离器的整体性能是本领域研究的重要方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是：波形板汽水分离器在大幅度提升疏水分离效果的同时，还能减小蒸汽的压降，提高波形板汽水分离器的整体性能的问题；进而提供一种波形板汽水分离器。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：
[0007]一种波形板汽水分离器，它包括至少两块纵向并排间隔设置的波形板，每块波形板波峰的波折角与波谷的波折角均为等角度的钝角；相邻的两块波形板之间形成一个波形流道，每个波形流道按波折面的数量划分成N级波段，N为偶数，每级波段都有一个迎水面和一个背水面；蒸汽从波形流道的流体入口进入，经过N级波段的汽水分离，再从流体出口流
出；在前N/2级的波段中每个迎水面设置一个单钩疏水腔，在后级的波段中每个迎水面设置一个双钩疏水腔；所述单钩疏水腔的进水口Ⅰ口径大于双钩疏水腔的进水口Ⅱ口径，单钩疏水腔中与迎水面垂直方向的内径大于双钩疏水腔中与迎水面垂直方向的内径，单钩疏水腔3中与迎水面平行方向的内径小于双钩疏水腔中与迎水面平行方向的内径。
[0008]进一步的，所述的单钩疏水腔是由疏水钩Ⅰ与波段中的迎水面围合而成；所述的疏水钩Ⅰ是由板弯折而成，包括连接折板Ⅰ和悬空折板Ⅰ，所述的连接折板Ⅰ平行固定在下一级波段的背水面上，所述的悬空折板Ⅰ平行于所在级波段的迎水面，并与所在级波段的迎水面之间形成单钩疏水腔；所述悬空折板Ⅰ的端部与所在级波段的迎水面之间形成与气流方向相对的进水口Ⅰ。
[0009]进一步的，所述的双钩疏水腔是由疏水钩Ⅱ、疏水钩Ⅲ与波段中的迎水面围合而成；所述的疏水钩Ⅱ是由板弯折而成，包括连接折板Ⅱ和悬空折板Ⅱ，所述的连接折板Ⅱ平行固定在下一级波段的背水面上，所述的悬空折板Ⅱ平行于所在级波段的迎水面；所述的疏水钩Ⅲ是由板弯折而成，包括连接折板Ⅲ和悬空折板Ⅲ，所述的连接折板Ⅲ平行固定在上一级波段的背水面上，所述的悬空折板Ⅲ平行于所在级波段的迎水面；所述的悬空折板Ⅱ、悬空折板Ⅲ与所在级波段的迎水面形成双钩疏水腔；所述悬空折板Ⅱ与悬空折板Ⅲ的端部之间在垂直于迎水面的方向产生重叠，并形成与气流方向相对的进水口Ⅱ。
[0010]进一步的，设悬空折板Ⅰ与迎水面之间的距离为H1，悬空折板Ⅱ与迎水面之间的距离为H2，悬空折板Ⅲ与迎水面之间的距离为H3；H1、H2与H3之间的关系如下：H1＞H2＞H3，H2
‑
H3＝0.5～1.8mm。
[0011]进一步的，设悬空折板Ⅰ的长度为L1，悬空折板Ⅱ的长度为L2，悬空折板Ⅲ的长度为L3，L1、L2与L3之间的关系如下：L3＞L2＞L1；L2/L3＝2/5～4/5；L2与L3的长度和比迎水面长度大0.3～0.6mm。
[0012]进一步的，疏水钩Ⅰ、疏水钩Ⅱ与疏水钩Ⅲ的板材厚度相同，并设为s，H3/s＝1/2～3/2。
[0013]进一步的，疏水钩Ⅰ、疏水钩Ⅱ与疏水钩Ⅲ的弯折角的角度与波形板1的波折角角度值相同，所述波形板的波折角a为120
°
～135
°
。
[0014]进一步的，所述疏水钩Ⅰ与疏水钩Ⅱ的弯折角进行圆弧形倒角。
[0015]本专利技术与现有技术相比产生的有益效果是：
[0016]1、本专利技术中波形流道的前几级波段上，设置大开度进水口的、内径相对较大的单钩疏水腔，以保证更多汽流携带较大液滴从进水口流入单钩疏水腔内，在疏水钩扰动下形成大范围空涡，促进较大液滴运动及碰撞分离，提高较大液滴分离效率。波形流道的后几级波段上，设置小开度进水口的、内径较小的双钩疏水腔，对双钩疏水腔进水口的开度、两个疏水沟的长度、两个疏水沟端部的叠加等进行优化，使进入后几波段的较小液滴流与双钩壁面直接碰撞分离的几率增大，小液滴由小开度进水口进入疏水腔后更难从中流出，进一步提高气液分离效率，其中10μm以下液滴分离效率普遍提升10
‑
15％，10
‑
30μm液滴的分离效率最大提升14％；加之，双钩紧贴迎水面设置，增大了主流道流通面积，使得在各工况下，因较小开度的进水口导致的流体压力损失减小15
‑
25％，因此本专利技术的整体设计形式在极大程度改善了气液分离效率的同时，还尽可能地减少了可能带来地压力损失。
[0017]2、本专利技术通过对后几级波段上的双钩的结构形式进行合理优化，不仅组件结构简单，易于加工和拆装，并且能够从性能上显著提高分离器的分离效率，满足汽水分离器的高效小型化应用需求。
附图说明
[0018]附图作为本申请的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解。
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的波形板内液滴轨迹与对比文件的波形板内液滴轨迹对比示意图；其中a)为对比文件的波形板内液滴轨迹示意图；b)为本专利技术单钩段液滴轨迹示意图；c)为本专利技术双钩段液滴轨迹示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例及对比文件波形板汽水分离器的分离效率结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波形板汽水分离器，它包括至少两块纵向并排间隔设置的波形板(1)，每块波形板(1)波峰的波折角与波谷的波折角均为等角度的钝角；相邻的两块波形板(1)之间形成一个波形流道(2)，每个波形流道(2)按波折面的数量划分成N级波段，N为偶数，每级波段都有一个迎水面和一个背水面；蒸汽从波形流道(2)的流体入口进入，经过N级波段的汽水分离，再从流体出口流出；其特征在于：在前N/2级的波段中每个迎水面设置一个单钩疏水腔(3)，在后级的波段中每个迎水面设置一个双钩疏水腔(4)；所述单钩疏水腔(3)的进水口Ⅰ(31)口径大于双钩疏水腔(4)的进水口Ⅱ(41)口径，单钩疏水腔(3)中与迎水面垂直方向的内径大于双钩疏水腔(4)中与迎水面垂直方向的内径，单钩疏水腔(3)中与迎水面平行方向的内径小于双钩疏水腔(4)中与迎水面平行方向的内径。2.根据权利要求1所述的一种波形板汽水分离器，其特征在于：所述的单钩疏水腔(3)是由疏水钩Ⅰ(32)与波段中的迎水面围合而成；所述的疏水钩Ⅰ(32)是由板弯折而成，包括连接折板Ⅰ(321)和悬空折板Ⅰ(322)，所述的连接折板Ⅰ(321)平行固定在下一级波段的背水面上，所述的悬空折板Ⅰ(322)平行于所在级波段的迎水面，并与所在级波段的迎水面之间形成单钩疏水腔(3)；所述悬空折板Ⅰ(322)的端部与所在级波段的迎水面之间形成与气流方向相对的进水口Ⅰ(31)。3.根据权利要求2所述的一种波形板汽水分离器，其特征在于：所述的双钩疏水腔(4)是由疏水钩Ⅱ(43)、疏水钩Ⅲ(42)与波段中的迎水面围合而成；所述的疏水钩Ⅱ(43)是由板弯折而成，包括连接折板Ⅱ(431)和悬空折板Ⅱ(432)，所述的连接折板Ⅱ(431)平行固定在下一级波段的背水面上，所述的悬空折板Ⅱ(432)平行于所在级波段的迎水面；所述的疏水钩Ⅲ(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵富龙，买丹婕，田瑞峰，沈浩然，孟涛，温济铭，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：