[发明专利]气液态金属两相磁流体发电系统的气液分离器和工作方法

说明书

本发明公开了一种用于气液态金属两相磁流体发电系统的气液分离器及其工作方法，混合流体进入装置，首先经过液态金属导流罩，因液态金属密度过大，液态金属由于自重迫使其向下流动；又由于液态金属表面张力大，易在壁面聚集成液滴流下，采用液态金属导流罩呈现伞状结构加速液态金属和气体工质的分离，在气液分离部分中设置混合液导流罩、遮流板、气体导流罩等装置，实现液态金属和气体工质的充分分离，然后液态金属汇聚至圆转方收集装置，在发电通道两侧布置铷磁铁a和铷磁铁b液态金属流经时切割磁力线发电；气体工质首先通过混合液导流罩导出至遮流板，然后部分气体从气体导流罩内向上导出，最终所有气体工质进入集气口通过出气口排出。

技术领域

本发明属于液态金属磁流体发电机领域，具体是一种用于气液态金属两相磁流体发电系统的气液分离器及其工作方法。

背景技术

气液态金属两相磁流体发电系统是一种新型的发电方式，具有结构简单、无运动部件、装机容量无限、驱动方式多样性、效率高、环境污染少等优点，节约能源。气液态金属两相磁流体发电系统，利用气体来推动液态金属，使两种流体混合在一起，使液态金属在发电通道中达到发电的需求速度，降低泵的消耗功率，达到提升发电效率的效果，两相流体通过发电通道后的混合流体需要经过气液分离器，将气体与液态金属进行分离，由于参与发电的液态金属具有一定的温度(30～300℃)，并且液态金属本身物性特殊，其粘度系数，密度较大，例如：200℃的铅铋共晶合金(由45％的Pb和55％Bi组成)，密度为10460kg/m³，80℃的镓(Ga)的密度为6060kg/m³，30℃的汞(Hg)密度为13528kg/m³。如果采用传统的气液分离器，液态金属的会对分离器的丝网结构产生较大的冲击，易造成局部应力集中而导致开裂损坏，气液分离效果较差；其次采用传统的气液分离器在丝网表面易生成氧化物薄膜，长时间堆积对其以造成堵塞，影响气液分离效率和增加维护频率，并导致发电通道内流体压力降增大，泵的消耗功率增高，系统发电效率降低；并且传统气液分离器混合流体入口与液体出口间具有一定高度差，造成重力势能和动能浪费；同时高密度的液态金属滴落对气液分离器出液口下方所连接的设备造成持续震动，影响整体发电系统的稳定性，增加开裂漏液的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于气液态金属两相磁流体发电系统的气液分离器及其工作方法，利用本发明的气体和液态金属分离效果好，即可以再次发电，又可以电离除垢，对设备震动小、使用寿命长的气液分离器。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于气液态金属两相磁流体发电系统的气液分离器，包括设备外壳部分、发电部分、气液分离部分和气液导出部分共4部分，其中设备外壳部分包括底部封头、顶部封头、筒体；发电部分包括电控箱、导线槽、圆转方收集装置、通道内插件、发电通道、铷磁铁a、铷磁铁b；气液分离部分包括混合流体进口、气体导流罩、混合液导流罩、直角弯头、遮流板、液态金属导流罩；气液导出部分包括出液口、出气口、集气口、导液管；

所述顶部封头、筒体和底部封头依次连接构成设备外壳部分，在顶部封头的顶部设有出气口和集气口，出气口和集气口与筒体内部贯通；在底部封头的底部设有出液口；所述筒体和顶部封头连接处设有混合流体进口；混合流体进口与直角弯头一端相连；直角弯头另一端连接有气体导流罩、混合液导流罩和遮流板，遮流板设置在混合液导流罩外侧；气体导流罩设置在遮流板外侧，气体导流罩与直角弯头的连接处设有空隙；在混合液导流罩下方设有液态金属导流罩；所述气体导流罩、混合液导流罩、遮流板均呈圆盘状结构；所述液态金属导流罩呈伞状结构；

所述圆转方收集装置为开口向上的锥筒，上开口与与所述液态金属导流罩相对设置，下端与发电通道相连通，发电通道底部通过与出液口相连；在发电通道外部两侧布置铷磁铁a和铷磁铁b。

进一步的，所述圆转方收集装置向上开口的直径与筒体直径相同。

进一步的，所述圆转方收集装置向上开口的直径大于液态金属导流罩的罩口直径。