專利名稱：分離液體的離心分離機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分所述特征的從氣流分離液體尤其是從水蒸汽分離水的離心分離機(jī)。
背景技術(shù)：
這樣的離心分離機(jī)例如用于具有蒸汽連接管線的蒸汽產(chǎn)生設(shè)備中，并且支持常規(guī)的水分離機(jī)/中間過熱器的功能。這樣的一種常規(guī)水分離機(jī)設(shè)置在一個(gè)高壓與低壓渦輪機(jī)之間，并且在蒸汽進(jìn)入低壓渦輪機(jī)之前起干燥蒸汽的作用。由于在發(fā)電站的系統(tǒng)技術(shù)或者運(yùn)行方式中的改變可能出現(xiàn)向水分離機(jī)/中間過熱器輸送的蒸汽不再對應(yīng)于原來的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的情況，從而需要附加地加熱蒸汽以蒸發(fā)剩余水分，不然“濕”蒸汽就會流入所述低壓。在此會降低設(shè)備的功率并且會在后置的設(shè)備部件中出現(xiàn)侵蝕問題和腐蝕問題。采用例如在DE10129198B4中公開的設(shè)置在所述水分離機(jī)/中間過熱器前的附加的離心分離機(jī)，以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的水分離。還有，采用其它的結(jié)構(gòu)形式的例如在EP0002235A1中或者EP023332中公開的高速分離機(jī)，也可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步且可靠的水分離。
然而，如果要改裝現(xiàn)有的設(shè)備卻可能會出現(xiàn)困難。常?？晒┦褂玫陌惭b空間非常有限，從而只能夠安裝相對較差尺寸的附加的水分離機(jī)。在這種情況下有時(shí)不能夠達(dá)到提高設(shè)備效率的目的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是，構(gòu)成一種根據(jù)所屬技術(shù)領(lǐng)域的離心分離機(jī)，所述離心分離機(jī)可以在狹窄的位置條件下安裝改裝的設(shè)備，其中可以附加地提高設(shè)備的效率。
該任務(wù)通過主權(quán)利要求的特征完成。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中說明。
如本發(fā)明所述的離心分離機(jī)用于從一種氣流中分離液體，尤其是用于從水蒸汽中分離水，具有一個(gè)第一管和一個(gè)后接于所述第一管的第二管，在所述第一管中設(shè)置一個(gè)渦旋產(chǎn)生器，其中第二管在第一端部處的內(nèi)徑大于第三管在其第一端部的外徑，第二管的所述第一端部朝向一個(gè)在其后與之同軸地設(shè)置的第三管的第一端部，其中所述第二管和所述第三管以一個(gè)徑向的間距形成一個(gè)分離腔的條件下、由一個(gè)外殼包繞，所述外殼設(shè)有一個(gè)液體排出口。通過如本發(fā)明所述的離心分離機(jī)，由于所述離心分離機(jī)具有至少一個(gè)長度補(bǔ)償件完成上述的任務(wù)。從而實(shí)現(xiàn)可以依據(jù)可供使用的安裝空間改變所述離心分離機(jī)的軸向長度。從而能夠簡單地進(jìn)行改裝，從而可以按足夠的尺寸設(shè)置一個(gè)離心分離機(jī)，從而可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備效率的提高。
優(yōu)選地所述長度補(bǔ)償件是一種皮老虎、一種曲管或者其它的管形件。這使之能夠靈活地適應(yīng)預(yù)先給定的位置條件。尤其是通過一個(gè)曲管還可以實(shí)現(xiàn)把所述離心分離機(jī)的軸向偏轉(zhuǎn)90°或者90°以上，從而可以在較低的總結(jié)構(gòu)高度的情況下，所述離心分離機(jī)具有大的軸向長度。適當(dāng)?shù)氖窃谒龅谝还芘c所述第二管之間設(shè)置一個(gè)長度補(bǔ)償件。在這種情況下，把含渦旋產(chǎn)生器的所述第一管用作一種第一模件，并且把含分離腔的所述第二管和所述第三管用作第二模件。于是，所述長度補(bǔ)償件在這兩個(gè)模件之間起連接作用。通過這樣一種模件構(gòu)成方式，能夠簡單地適應(yīng)于預(yù)先給定的位置條件。此外可以視可供使用的結(jié)構(gòu)空間而異，優(yōu)化地制定所述模件的尺寸。
所述第一管還可以至少具有一個(gè)錐體形構(gòu)成的部分，其中在所述部分中設(shè)置所述渦旋產(chǎn)生器。通過這種圓錐體形的幾何形狀可以降低流入的蒸汽的軸向速度，從而在所述渦旋產(chǎn)生器上出現(xiàn)較少的壓力損耗，并且可以進(jìn)一步提高所述離心分離機(jī)的效率。可以在不影響軸向的結(jié)構(gòu)條件下采取該措施，從而能夠簡單地在狹窄的結(jié)構(gòu)空間中進(jìn)行改裝。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，所述第二管和所述第三管彼此以一個(gè)軸向的間距設(shè)置。所述軸向間距與所述第二管在其第一端部的內(nèi)徑的比例優(yōu)選地在0.1至0.2的范圍內(nèi)。從而使之能夠可靠地把由所述渦旋產(chǎn)生器向第一管和第二管加速的水滴導(dǎo)入進(jìn)所述分離腔中。如果所述離心分離機(jī)還有一個(gè)后接于所述第一分離腔的整流器，可以在流出所述離心分離機(jī)以前，使脫離了水的蒸汽流退出旋轉(zhuǎn)。
為了提高效率，可以在上述分離腔后設(shè)置一個(gè)附加的分離腔，所述附加的分離腔具有一個(gè)后接于所述第三管的第四管。在所述第四管上接著一個(gè)與之同軸地設(shè)置的第五管，其中所述第五管至少部分地如此插入所述第四管使得在所述第四管與所述第五管之間得出一個(gè)環(huán)形縫隙。所述第四管與所述第五管以一個(gè)徑向的間距由一個(gè)附加的外殼包繞，從而形成一個(gè)附加的分離腔，所附加的分離腔設(shè)置一個(gè)液體排出口，用于導(dǎo)出分離的水。如果所述附加的分離腔具有一個(gè)連接管，所述連接管可以用于在所述附加分離腔中施加一個(gè)負(fù)壓。從而可以更進(jìn)一步地提高分離度并且從而進(jìn)一步提高效率。如果設(shè)置一個(gè)附加的分離腔，可以后接一個(gè)整流器，從而使得流出的蒸汽流脫離旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)一步提高效率的一種有效措施在于，在所述第一管的內(nèi)部設(shè)置具有旋轉(zhuǎn)葉片的渦旋產(chǎn)生器，所述旋轉(zhuǎn)葉片從渦旋產(chǎn)生器輪轂向所述第一管的內(nèi)壁延伸并且在截面具有一種彎曲的輪廓。優(yōu)選的是所述彎曲的輪廓構(gòu)成為圓弧。尤其優(yōu)選的是，所述圓弧的半徑與所述第一管在背離所述第二管的一個(gè)第一端部的內(nèi)徑之間比例在0.1至0.3的范圍內(nèi)。在此，事實(shí)表明，如果所述圓弧的開角在20°至60°的范圍內(nèi)可以非常有效地把流入的水滴偏轉(zhuǎn)進(jìn)所述離心分離機(jī)中。在此方面，如果第二管在所述第一端部的內(nèi)徑與所述第一管在其第一端部的內(nèi)徑之間的比例在1.0至1.5的范圍內(nèi)是有利的。
此外還可以通過所述圓弧的開角從渦旋產(chǎn)生器輪轂向所述第一管的內(nèi)壁減小，使得能夠在狹窄的位置條件下提高效率。從而在相對地接近渦旋產(chǎn)生器輪轂流到旋轉(zhuǎn)葉片上的液滴上，作用相對強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)力，以輸送到所述第一管的內(nèi)壁上。相對接近所述第一管的內(nèi)壁擊打在所述旋轉(zhuǎn)葉片上的液滴不需要這樣強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)力，從而所述圓弧可以設(shè)有很小的開角。這總體上導(dǎo)致一種很小的壓力損耗，并且提高離心分離機(jī)的效率。一個(gè)可供選擇地替代或者附加的措施在于，從渦旋產(chǎn)生器輪轂向所述第一管的內(nèi)壁增加所述圓弧的半徑。


下面借助于附圖中所示的實(shí)施例進(jìn)一步地說明本發(fā)明。
圖1用縱剖面示出帶有多個(gè)模件的離心分離機(jī)的示意圖；圖2示出安裝在一個(gè)渦旋產(chǎn)生器上的旋轉(zhuǎn)葉片的俯視圖；圖3示出一種第一旋轉(zhuǎn)葉片的透視圖；和圖4示出一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)葉片的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中用縱剖面示出一種帶有多個(gè)模件的離心分離機(jī)1的示意圖。離心分離機(jī)1具有一個(gè)第一管2，所述第一管具有一個(gè)圓錐形的部分3。在該部分3中多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片4輪圈形地圍繞一個(gè)輪轂5設(shè)置，并且與所述輪轂以及包繞著的第一管2內(nèi)壁牢固地連接。旋轉(zhuǎn)葉片4和輪轂5一起構(gòu)成一個(gè)渦旋產(chǎn)生器6。如果蒸汽從用箭頭40標(biāo)出的方向從前置的高壓渦輪機(jī)(圖中未示出)流入離心分離機(jī)1的第一管2中，它擊打在輪轂5和繞之設(shè)置的旋轉(zhuǎn)葉片4上。借助于旋轉(zhuǎn)葉片4把水滴導(dǎo)到所述第一管的內(nèi)壁上，并且可以在所述內(nèi)壁處排出。輪轂5是空心地構(gòu)成的并且具有一個(gè)迎流側(cè)封裝的輪轂底7。在對置的出流側(cè)8輪轂5是開放的。在此處形成的負(fù)壓可以用于在后接的分離模件中方便抽吸，如下文中進(jìn)一步說明地那樣。
所述圓錐形的部分3前接一個(gè)圓柱形的連接件9，所述連接件9用于使得能夠以較簡單的方式連接在一個(gè)已有的管線上。為此所述連接件例如具有與要連接的管線相同的直徑D。作為可供選擇的替代方案是所述圓錐形的部分3后接一個(gè)圓柱形的部分10，從而可以簡單地進(jìn)行與后接的圓柱形管部分的連接。這種第一管2可以實(shí)施成一個(gè)單個(gè)的模件，其中尚未確定所述離心分離機(jī)的后接的部件的長度。
第一管2與一個(gè)第二管11聯(lián)接，所述第二管具有一個(gè)第一端部12。具有一個(gè)內(nèi)徑D1的該第二管11后接一個(gè)與第二管11同軸地設(shè)置的第三管13，所述第三管13具有一個(gè)第一端部14。適當(dāng)?shù)氖?，如此限定第二?1的第一端部12與第三管13的第一端部14之間的間距15使之?dāng)?shù)值對應(yīng)于第二管11的內(nèi)徑D1的0.1倍至0.2倍。第二管11的內(nèi)徑D1大于第三管13的外徑D2，從而從第一管2的內(nèi)壁引出的和由此處在第二管11的內(nèi)壁排出的水可以從該構(gòu)成的環(huán)形縫隙中流出并且抵達(dá)到一個(gè)分離腔16中。分離腔16具有一個(gè)包繞第二管11和第三管13的外殼17。此外，在分離腔16中的嵌入件18有效地通過收集的水擋住蒸汽流，可以通過在分離腔16的底20的區(qū)域中的水排出口19取出所述收集的水。這樣在很大程度上與水分離開的蒸汽流入進(jìn)第三管13中并且可以在其對置的離心分離機(jī)1的端部離開。
參見圖1，在第一管2與第二管11之間可以在區(qū)域“A”中裝入一個(gè)長度補(bǔ)償件50。所述長度補(bǔ)償件例如可以是一個(gè)皮老虎或者一個(gè)曲管(后者在圖1中未示出)，從而在作為第一模件的第一管2與作為第二模件的分離腔16之間的相對長度可以適應(yīng)于局部的位置條件。從而可以是有角度地或者對分離腔16軸線錯(cuò)開地聯(lián)接第一管2。
為了提高效率，可以在所述分離腔16上后接一個(gè)附加的分離腔21，所述附加的分離腔具有一個(gè)第四管22和一個(gè)與之同軸地設(shè)置的第五管23。第五管23至少部分地如此插入第四管22使得在第四管22與第五管23之間具有一個(gè)環(huán)形縫隙24，從而可以收集還存在于所述第一管的內(nèi)壁上并且從此處排出的水，并且所收集的水可以抵達(dá)所述附加的分離腔21中。附加的分離腔21通過這兩個(gè)管22、23和一個(gè)徑向地包繞它們的外殼25形成，其中在底26的區(qū)域中有一個(gè)水排出口27，以能夠取出收集的水。如果附加的分離腔21還有一個(gè)連接件28，可以在其上連接一個(gè)抽吸管線，以方便從所述第四管22抽吸出水。所述抽吸管線優(yōu)選地與一個(gè)回輸管線29連接，所述管線29與一個(gè)在第一管2內(nèi)部的作為輪轂5的延長件的輪轂延長件30聯(lián)接。從而可以靈巧地利用存在于輪轂5的出流側(cè)8的負(fù)壓。
如果只設(shè)置一個(gè)第一分離腔16，可以供選擇地在其后連接一個(gè)整流器31，整流器引起蒸汽流脫離旋轉(zhuǎn)。為此所述整流器31具有旋轉(zhuǎn)葉片32，所述旋轉(zhuǎn)葉片固定地安裝在一個(gè)輪轂33上，其中所述整流器31的旋轉(zhuǎn)葉片32的旋轉(zhuǎn)方向與渦旋產(chǎn)生器6的旋轉(zhuǎn)葉片4的旋轉(zhuǎn)方向相反。如果設(shè)置第二分離腔21，就把整流器31后接于該第二分離腔21。干燥的蒸汽沿向著后接的低壓渦輪機(jī)的方向離開整流器31。
如從圖1中可見，具有一個(gè)作為第一模件的第一管2和一個(gè)作為第二模件的分離腔16的離心分離機(jī)的長度L1可以如此地借助于一個(gè)在這兩個(gè)模件之間的長度補(bǔ)償件改變使得還可以在狹窄的結(jié)構(gòu)空間的情況下理想地利用空間。有選擇地還可以在分離腔16與附加的腔21之間設(shè)置一個(gè)長度補(bǔ)償件，從而可以改變所述離心分離機(jī)的長度L2。這對于分離腔16、21與一個(gè)后接的整流器31之間的空間也同樣適用，從而可以調(diào)節(jié)長度L3。
為了提高離心分離機(jī)1的效率，所述旋轉(zhuǎn)葉片此外還可以在截面具有彎曲的輪廓。這優(yōu)選地是一種圓弧，如從圖2中可見。圖2用俯視圖示出一個(gè)渦旋產(chǎn)生器6的輪轂5和一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片4(另一個(gè)存在的旋轉(zhuǎn)葉片4在圖中沒有示出)。所述圓弧具有一個(gè)半徑R，所述半徑優(yōu)選的是第一管2的連接件3的直徑D的0.1倍至0.3倍。旋轉(zhuǎn)葉片4的開角α優(yōu)選地在20°至60°的范圍內(nèi)。從用箭頭40標(biāo)記的流動方向擊打旋轉(zhuǎn)葉片4上的水滴，通過所述彎曲的輪廓沿朝向包繞的第一管2的方向偏轉(zhuǎn)。參見圖3，如果所述旋轉(zhuǎn)葉片具有一種從渦旋產(chǎn)生器輪轂5沿朝向第一管2的內(nèi)壁的方向減小的開角，可以達(dá)到更高的效率。在此，所述角從α1減小至α2。另一個(gè)可能性或者附加的可能性在于，一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片4的圓弧的半徑從渦旋產(chǎn)生器輪轂5向第一管2的內(nèi)壁增加。另一種結(jié)構(gòu)形式同樣是有利的，參見圖4，圖中示出一個(gè)具有恒定的開角α1等于α2的旋轉(zhuǎn)葉片。在最后的情況下旋轉(zhuǎn)葉片4具有一個(gè)圓錐段的幾何形狀。
權(quán)利要求
1.一種離心分離機(jī)(1)，用于從一種氣流中分離液體，尤其是用于從水蒸汽中分離水，該離心分離機(jī)(1)具有一個(gè)第一管(2)和一個(gè)后接于所述第一管的第二管(11)，在所述第一管中設(shè)置一個(gè)渦旋產(chǎn)生器(6)，其中第二管(11)在第一端部(12)處的內(nèi)徑(D1)大于第三管(13)在其第一端部(14)處的外徑(D2)，所述第二管的所述第一端部朝向在其后與之同軸地設(shè)置的第三管(13)的第一端部(14)，其中所述第二管(11)和所述第三管(13)以一個(gè)徑向的間距形成一個(gè)分離腔(16)的條件下、由一個(gè)外殼(17)包繞，所述外殼設(shè)有一個(gè)液體排出口(19)，其特征在于，所述離心分離機(jī)(1)具有至少一個(gè)長度補(bǔ)償件(50)，以用之改變所述離心分離機(jī)(1)的軸向長度(L1、L2、L3)。
2.如權(quán)利要求1所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述長度補(bǔ)償件(50)是皮老虎或者曲管。
3.如權(quán)利要求2所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述長度補(bǔ)償件(50)設(shè)置在所述第一管(2)與所述第二管(11)之間。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述第一管(2)可以還至少具有一個(gè)錐體形構(gòu)成的部分(3)，其中在所述部分(3)中設(shè)置所述渦旋產(chǎn)生器(6)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述第二管(11)和所述第三管(13)彼此以一個(gè)軸向的間距(15)設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述軸向間距(15)與所述第二管(11)在其第一端部(12)處的內(nèi)徑(D1)的比例在0.1至0.2的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，設(shè)置一個(gè)后接于所述分離腔(16)的整流器(31)。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，一個(gè)第四管(22)后接于所述第三管(13)，其中在所述第四管(22)上接有一個(gè)與之同軸設(shè)置的第五管(23)，并且所述第五管(23)至少部分地如此插入所述第四管(22)使得在所述第四管(22)與所述第五管(23)之間具有一個(gè)環(huán)形縫隙(24)，其中，所述第四管(22)與所述第五管(23)以一個(gè)徑向的間距由一個(gè)附加的外殼(25)包繞，從而形成一個(gè)附加的分離腔(21)，所附加的分離腔具有一個(gè)液體排出口(27)。
9.如權(quán)利要求8所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述附加的分離腔(21)具有一個(gè)連接管(28)，所述連接管用于在所述附加分離腔(21)中施加一個(gè)負(fù)壓。
10.如權(quán)利要求8或9所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，設(shè)置一個(gè)后接于所述附加的分離腔(21)的整流器(31)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，渦旋產(chǎn)生器(6)在第一管(2)的內(nèi)部具有旋轉(zhuǎn)葉片(4)，所述旋轉(zhuǎn)葉片從渦旋產(chǎn)生器輪轂(5)向所述第一管(2)的內(nèi)壁延伸并且在截面具有一種彎曲的輪廓。
12.如權(quán)利要求11所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述彎曲的輪廓構(gòu)成為圓弧。
13.如權(quán)利要求12所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述圓弧的半徑與所述第一管(2)在其背離所述第二管(11)的第一端部(34)處的內(nèi)徑(D)之間比例在0.1至0.3的范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述圓弧的開角(α)在20°至60°的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述第二管(11)在第一端部(12)處的內(nèi)徑(D1)與所述第一管(2)在其第一端部(34)處的內(nèi)徑(D)之間的比例在1.0至1.5的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述圓弧的開角(α)從渦旋產(chǎn)生器輪轂(5)向所述第一管(2)的內(nèi)壁減小。
17.如權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的離心分離機(jī)(1)，其特征在于，所述圓弧的半徑(R)從渦旋產(chǎn)生器輪轂(5)向所述第一管(2)的內(nèi)壁增加。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心分離機(jī)(1)，用于從一種氣流中分離液體，尤其是用于從水蒸汽中分離水，具有第一管(2)和后接于第一管的第二管(11)，在第一管中設(shè)置渦旋產(chǎn)生器(6)，其中第二管(11)在第一端部(12)處的內(nèi)徑(D1)大于第三管(13)在其第一端部(14)處的外徑(D2)，第二管的第一端部朝向在其后與之同軸地設(shè)置的第三管(13)的第一端部(14)。第二管(11)和第三管(13)以一個(gè)徑向的間距形成分離腔(16)的條件下、由外殼(17)包繞，外殼設(shè)有液體排出口(19)。其中，離心分離機(jī)(1)具有至少一個(gè)長度補(bǔ)償件(50)，以用之改變離心分離機(jī)(1)的軸向長度(L1、L2、L3)，從而即使在狹窄的位置條件下，也可以簡單地進(jìn)行設(shè)備改裝。
文檔編號F22B37/26GK101053724SQ200710105309
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者威廉·布魯克曼, 馬丁·凱恩伯克 申請人:巴爾克有限公司