[发明专利]一种螺旋式气液分离器

说明书

本发明提供一种螺旋式气液分离器，包括柱状的筒体，筒体的上、下端面上设有流体出口、流体入口，沿筒体内圆周的切向设置有螺旋流道，螺旋流道自流体入口贯通延伸至流体出口，螺旋流道包括外轮廓和内轮廓，沿流道延伸方向外轮廓与筒体的外圆周壁具有平行边形式，内轮廓与外轮廓同轴并逐渐向外轮廓靠近；筒体底部套设有汇水槽，汇水槽上布设有疏水管；与外轮廓相切的筒体1侧壁上间隔布设有多级液相引出孔，对应地，筒体1外沿径向自内而外逐层套设有多重导流罩，使形成沿径向自内而外逐层套设的多级导流腔，每一导流腔的上端封闭、下端敞口并从液相引出孔延伸至汇水槽的上液面。该螺旋式气液分离器结构简单、设计合理、运行可靠、且分离效率高。

技术领域

本发明涉及一种螺旋式气液分离器，属于气液分离技术领域。

背景技术

气液分离器不仅广泛应用于气体除尘、油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用应用场合，而且在分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾，各种气体水洗塔、吸收塔、解析塔的气相除雾，以及核动力装置的蒸汽发生器中汽水分离领域也发挥着重要作用。尤其是汽水分离器，其属于气液分离器的一种，用于除去饱和蒸汽中携带的水滴，为蒸汽发生器汽轮机提供干度合格的蒸汽，其汽水分离性能直接影响到核电站的运行可靠性和高效性。

目前核动力装置的蒸汽发生器中应用较多的汽水分离装置，包括传统的旋风式分离器、旋叶式分离器、波形板式分离器等。其中，传统的旋风式分离器多采用传统螺旋管设计，虽然结构简单，但存在结构强度低、运行可靠性不高的问题。而旋叶式和波形板式汽水分离器的结构设计中由于涉及到较多辅助设备，因此存在结构相对复杂、占用的空间大、易产生二次液滴导致分离效率降低的问题，因此无法满足商用核电站蒸发器中功率增加及船用或者海上核动力装置中空间紧凑的应用需要。虽然现有的组合式分离器结合了多种分离原理来实现多重、高效分离，但其设计和加工过程较为复杂，成本较高，不具有广泛的适用性。在其他领域的气液分离器同样也存在类似的情况。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的气液分离器结构复杂，分离效果不佳，容易使出口气体带有液滴的技术问题而提供一种结构简单、设计合理、运行可靠、且分离效率高的螺旋式气液分离器。

本发明的目的是这样实现的：筒体的上端面、下端面上对应设有流体出口、流体入口，沿所述筒体内圆周的切向设置有螺旋流道，所述螺旋流道自所述流体入口贯通延伸至所述流体出口，所述螺旋流道包括外轮廓和内轮廓，沿流道延伸方向所述外轮廓与所述筒体的外圆周壁具有平行边形式，所述内轮廓与所述外轮廓同轴并逐渐向所述外轮廓靠近，使所述螺旋流道的流通面积沿流道延伸方向逐渐变小；所述筒体底部的外圆周壁上套设有盘状的汇水槽，所述汇水槽的外边缘上布设有用于控制所述汇水槽的上液面高度的疏水管；与外轮廓相切的筒体侧壁上间隔布设有贯通该侧壁的多级液相引出孔，与每一级液相引出孔相对应地，所述筒体的外圆周上沿径向自内而外逐层套设有多重导流罩，使形成位于筒体与相邻的导流罩之间、相邻两导流罩之间的沿径向自内而外逐层套设的环形的多级导流腔，每一所述导流腔的上端封闭、下端敞口并从所述液相引出孔延伸至所述汇水槽的上液面。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.与外轮廓相切的筒体的侧壁上自流体入口端起等间距地设置有第一、二、三、四级液相引出孔，使四级所述液相引出孔沿所述螺旋流道周向对称分布；与每一级液相引出孔相对应地，筒体的外圆周上沿径向自内而外逐层套设有第一、二、三、四导流罩，使形成位于筒体与第一导流罩之间、第一导流罩与第二导流罩之间、第二导流罩与第三导流罩之间、第三导流罩与第四导流罩之间的沿径向自内而外逐层套设的第一、二、三、四导流腔，每一所述导流腔的上端封闭、下端敞口并从对应液相引出孔延伸至所述汇水槽的上液面。

2.所述第一、二、三、四导流腔的下端口的间距相等或者沿径向自内而外逐级变小。

3.所述第一、二、三、四液相引出孔中靠近流体入口端的一级所述液相引出孔的孔数大于或等于靠近流体出口端的一级所述液相引出孔的孔数；