Сепаратор

Сепаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сепараторам и может быть использовано для разделения газожидкостной смеси на составляющие компоненты. Целью изобретения является повышение экономичности и надежности. Внутри сепаратора установлена конусообразная емкость с конденсатором и патрубком геотермальной воды с клапаном и поплавком. В водяном объеме сепаратора установлен подогреватель воды, а снаружи, в верхней его части, установлено устройство для сброса газов. Через патрубок поступает смесь термальной воды в сопло, снижает свою скорость и ударяется в отбойник, дробится и стекает пленкой по конусу в тарелку. Газ и пары, выделившиеся из воды, проходят сепарирующую решетку. Пары воды и рабочей жидкости конденсируются в конденсаторе, разделяются поплавковым клапаном и возвращаются в рабочий цикл, а несконденсировавшиеся газы по мере накопления автоматически сбрасываются в атмосферу. Геотермальная вода в нижней части сепаратора отдает свое тепло в подогревателе воды и удаляется из него. 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛ1.1СТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1 (gl)5 В 0! D 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4629881/31 — 26 (22) 03.10.88 (46) 07.11„90.Бюл. Ф 41 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) Н.П.Очеретянко, A.В.Шурчков, Ю.П.Морозов и И.И.Василик (53) 66.069.84(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 886934, кл. В 01 П 19/00, 1980. (54) СВПАРА.ОР (57) И oбретение относится к сепараторам и может быть использовано для разделения газожидкостной смеси на составляющие компоненты. Целью изобретения является повышение экономичности и надежности,„Вну гри сепаратора ус гановлена конусообразная емкость с конденсатором и патрубком геоИзобретение относится к устройствам для разделения газожидкостных смесей и может использоваться в различных областях техники, в частности, в установках для интенсификации водоотбора и=- геотермальных скважин или в газлифтных геотермальных установках., Цель изобре-,ения — повышение экономичности и надежности работы сепаратора, На чертеже схематически представлен се аратор.

Сепаратор состочт из корпуса 1, в котором расположены в нижней части подогр=aare 2 воды с входным 3 и

2 термальной воды с клапаном и поплавком. В водяном объеме сепаратора установлен подогреватель воды, а снаружи, в верхней его части, установлено устройство для сброса газов. Через патрубок поступает смесь термальной воды в сопло, снижает свою скорость и ударяется в отбойник, дробится и стекает пленкой по конусу в тарелку.

Газ и пары, выделившиеся из воды, проходят сепарирующую решетку. Пары воды и рабочей жидкости конденсируются в конденсаторе, разделяются поплавковым клапаном и возвращаются в рабочий цикл, а несконденсировавшиеся газы по мере накопления автоматически сбрасываются в атмосферу. Геотермальная вода в нижней части сепаратора отдает свое тепло в подогревателе воды и удаляется из него. 1 ил. выходным 4 патрубками, сопло 5 с входным патрубком 6 для подвода в -корпус

1 газожидкостной смеси (смесь геотермальной воды и испарившейся рабочей жидко сти — пр о пан, бутан) . К верхнему срезу сопла 5 крепится конус 7, ниже конуса 7 к соплу 5 крепится переливная перфорированная тарелка 8. К конусу 7 и переливной перфорированной тарелке 8 приварены перфорированные трубы 9, на которых крепится отбойник 10 и зонт ll. Все эти элементы сепаратора необходимы для того, чтобы разбить фонтанирующий поток газожидкостной, смеси термальной воды на мел- . кие капли и пленку, увеличить по1604395

1О

40 !

50 верхность жидкости, из которой должны выделиться пары рабочей жидкости.

В верхней части сепаратора установлена сепарирующая решетка 12 для отделения капелек воды из паров рабочей . жидкости. Над сепарирующей решеткой

12 установлена конусообразная емкость

13 для сбора конденсирующейся геотермальной воды 14 и рабочей жидкости 15, в верхней части которой имеется патрубок 16 для слива рабочей жид-. кости и конденсатор 17 с входным 18 и выходным 19 патрубками охлаждающей воды, а в нижней части — клапан 20, связанный с поплавком 21, предназначен для удаления геотермальной воды

14 из конусообразной емкости 13 по патрубку 22. Уровень геотермальной воды 23 в нижней части корпуса 1 поддерживается с помощью датчиков 24 и регулятора 25 уровня. Патрубок 26 сослужит для отвода геотермальной воды 14, Через автоматическое устройство 27 удаляются неконденсирующиеся газы. Подогреватель 2 имеет теплообменные трубы 28 и проходы 29 для термальной воды.

В результате проведенных опытов была определена оптимальная высота уровня воды над теплообменными трубами, которая составила минимальную величину — три диаметра теплообменной трубы. Наличие уровня воды над теплообменной поверхностью обеспечивает повышение надежности работы сепаратора, обеспечивая эффективность работы теплообменника.

Сепаратор работает следующим образ ом.

Через патрубок 6 поступает газожидкостная смесь термальной воды и рабочей жидкости в сопло 5, Сопло 5 снижает скорость газожидкостной смеси за счет увеличения проходного се ения. 0ìårü ударяется в отбойник 10, меняет направление движения, дробится и стекает пленкой вниз по конусу 7 и зонту 11 в переливную тарелку 8.

Газ, выделившийся с внутренней поверхности пленки жидкости, через отверстия в перфорированной трубе 9, поступает во внутренний объем корпуса 1 сепаратора. С наружной поверхности пленки жидкости гd3 непосредственно выделяется во внутренний объем корпуса 1 сепаратора. перфорированная тарелка 8 разделяет поток жидкости на ряд струек, вытекающих через отверстия, и пленку, образующуюся при стекании жидкости через край перфорированной тарелки 8. Газ, выделившийся при этом иэ жидкости,, по перфорированной трубе 9 поднимается и поступает во внутренний объем корпуса 1. Из внутреннего объема сепаратора газ, скопившийся в корпусе 1, поднимается, проходит сепарирующую решетку 12, обтекает конусообразную емкость 13 с наружной стороны и поступает на конденсатор 17. Конденсатор 17 охлаждается водой, которая поступает через патрубок 18 и выходит из конденсатора 17 через патрубок 19, Сконденсировавшиеся рабочая жидкость 15 и геотермальная вода 14 сливаются в конусообразную емкость 13, в которой установлен клапан 20, связанный с поплавком 21, Вес поплавка

2! выполнен таким, что он может всплыть только в геотермальной воде, открыв при этом клапаном 20 проход для слива воды через патрубок 22 в нижнюю часть сепаратора. Накапливающаяся рабочая жидкость .15 в конусообразной емкости 13 выливается иэ нее через патрубок 16, Нескоцценсировавшиеся газы постепенно накапливаются в верхней части корпуса 1 сепаратора, повышается их давление в сепараторе, и они, преодолевая давление гидрозатвора 27, выбрасываются в атмосферу.

Накопившаяся геотермальная вода

14 в нижней части сепаратора отдает свое тепло подогревателю воды 2 и затем удаляется через патрубок 26, причем уровень геотермальной воды

23 в нижней части сепаратора поддер>кивается выше подогревателя воды 2 с помощью датчиков 24 уровня и регулятора 25 уровня. Дко емкости 13 выполнено конусообразным и в центре этого конуса установлен патрубок 22, отверстие которого в верхней части закрывается клапаном 20, Конусообразное дно позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление восходящему паровому потоку за счет увеличения проходного сечения, .уменьшить высоту корпуса 1 сепаратора и снизить его вес.

В предлагаемой конструкции высокая степень очистки жидкости от газа достигается многократным увеличением поверхности газовыде> ения за счет разбивания потока газожидкостной смеси

5 16043 на отдельные струи и пленки. С целью предотвращения захвата потоком газа капельной.жидкости на пути газового потока установлена сепарирующая решетка. Основная часть влаги, уносимая парами, улавливается этой решеткой

12 и стекает в нижнюю часть сепаратора, смешиваясь с основной частью геотермальной воды 14.

Зазор между наружной стенкой конусообразной емкости 13 и внутренней стенкой корпуса 1 сепаратора должен обеспечить скорость пара не более

4-5 м/с, гарантировав тем самым непре-15 рывную конденсацию паров рабочей жидкости при минимальных гидравлических потерях в проходном сечении между конусообразной емкостью 13 и внутренней стенкой корпуса 1 сепаратора. 20

Автоматическое удаление неконденсирующихся газов через устройство 27 повышает надежность работы установки, так как они, накопившись в верхней ча-. 25 сти сепаратора, ухудшают работу конденсатора вследствие того, что перекрывают доступ паров рабочей жидкости к теплообменным трубкам конденсатора.

Таким образом, наЛичие встроенных 30 во внутрь сепаратора в нижней части подогревателя воды, в верхней части конусообразной емкости с конденсатором и устройством для разделения сконденсировавшихся рабочей жидкости и геотермальной воды, обеспечение скорости паров рабочей жидкости в пределах 4-5 м/с, а следовательно, уменьшение гидравлических потерь при их движении за счет выполнения днища ем- 4(} кости конусным и соответствующего зазора между емкостью и внутренней

95 6 стенкой корпуса сепаратора, автоматическое удаление несконденсировавшихся газов из сепаратора, улучшение системы поддержания уровня гедтермальной воды в сепараторе путем установ- . ки трех датчиков по уровню и регулятора уровня позволяют уменьшить ме-. таллоемкость за счет исключения толстостенного корпуса конденсатора и соединяющих трубопроводов, уменьшить расход электроэнергии на перекачивание рабочей жидкости, повысить надежность и экономичность работы сепаратора.

Формула изобретения

Сепаратор, включающий корпус, сопло, сепарирующую решетку, переливную перфорированную тарелку, конус, прикрепленный к верхнему срезу сопла, отбойник с зонтом, установленным над соплом, перфорированные трубы, соединяющие переливную тарелку с конусом и отбойником, патрубок подвода газожидкостной смеси термальной воды и патрубок отвода термальной воды с регулятором уровня, о т л и ч а к шийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности работы, сепаратор снабжен установленной в верхней части конусообразной емкостью с конденсатором и сбросным патрубком воды с клапаном и поплавком, подогревателем воды с теплообменными трубами,и проходами для термальной воды, установленным в нижней части корпуса, и устройством для автоматического сброса несконденсировавшихся газов, размещенным снаружи верхней части корпуса.! 604395

Составитель О. Калякина

Редактор Л. Зайцева Техред N.Пидык Корректор И. Куска

Заказ 3412 Тираж 562 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР

113035, Москва, Ж-35,- Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1Ci1