一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置

本发明属于冷凝器，尤其涉及一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置。

背景技术：

1、在换热器中，气相工质冷凝后生成的液相工质附着在换热壁面，增大了换热壁面的传热热阻，降低了换热器的传热效率。在换热器中增设气液分离装置可以将生成的液体工质及时排出，降低换热器的传热热阻，使剩余的气相工质充分换热，提升换热器的传热效率。

2、在非共沸混合工质热力循环中，冷热源温度会随环境变化发生波动。非共沸混合工质热力循环系统在实际运行时，实际运行工况偏离设计工况，工质的物性与冷热源温度的匹配效果大损折扣。通过气液分离得到组分不同的气液两相，再把气液两相互相调配，得到所需组分，使调控后的工质组分与冷热源温度相匹配，提升净输出功，最终提升非共沸混合工质热力循环的实际运行效率。

3、然而，气液分离结构的入口流量发生变化时，与原来入口流量相匹配的积液控制管孔径无法与变化后的流量相匹配，即气液分离速度无法自动调节，普通的气液分离结构只能与固定的入口流量搭配。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，包括装置本体，所述装置本体的顶部一侧分别固接并连通有入口长直管和气相出口管，所述装置本体内底面等间隔固接并连通有若干积液控制管，所述积液控制管包括分别与所述装置本体内底面固接并连通的一级积液控制管、二级积液控制管、三级积液控制管和四级积液控制管。

3、优选的，所述一级积液控制管分别设有一级液体出口和一级液体入口，所述一级液体出口与所述装置本体内底面固接并连通。

4、优选的，所述二级积液控制管分别设有二级液体出口和二级液体入口，所述二级液体出口与所述装置本体内底面固接并连通。

5、优选的，所述三级积液控制管分别设有三级液体出口和三级液体入口，所述三级液体出口与所述装置本体内底面固接并连通。

6、优选的，所述四级积液控制管分别设有四级液体出口和四级液体入口，所述四级液体出口与所述装置本体内底面固接并连通。

7、优选的，所述一级液体入口、所述二级液体入口、所述三级液体入口和所述四级液体入口分别位于所述装置本体内的同一水平位置。

8、优选的，所述二级积液控制管的高度大于所述一级积液控制管的高度，所述三级积液控制管的高度大于所述二级积液控制管的高度，所述四级积液控制管的高度大于所述三级积液控制管的高度。

9、优选的，所述入口长直管远离所述装置本体的一侧设有混合工质入口，所述气相出口管远离所述装置本体的一侧设有气相出口。

10、本发明公开了以下技术效果：本发明应用在非共沸混合工质热力循环中，可以用来匹配工质组分与冷热源温度。非共沸混合工质的气液两相组分不同，将气液相分离后进行调配可以得到想要的组分，从而更好地匹配冷热源温度，提升热力循环系统的净输出功。一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置的主要作用是把气液相工质完全分离，分离后的气液相工质分别流入不同的管路，再根据气液相具体的组分进行调配，最终得到所需的组分。

11、本发明可以与冷凝器耦合形成分液冷凝器。混合工质进入分液冷凝器后开始进行换热，气相工质放热冷凝成液体附着在分液冷凝器的换热壁面上。由于重力作用，壁面上凝结的液体向下流动，在分液冷凝器的底部形成积液，液体累积到一定高度时，积液控制管开始发挥作用，将积液排往分液冷凝器的外部，有效地避免了积液在分液冷凝器中过度堆积，减小了分液冷凝器换热壁面上的液膜厚度，较于普通的冷凝器，分液冷凝器的换热壁面上液膜更少，因此传热系数更大，整体的换热效率更高。

技术特征：

1.一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：包括装置本体(18)，所述装置本体(18)的顶部一侧分别固接并连通有入口长直管(2)和气相出口管(4)，所述装置本体(18)内底面等间隔固接并连通有若干积液控制管，所述积液控制管包括分别与所述装置本体(18)内底面固接并连通的一级积液控制管(15)、二级积液控制管(13)、三级积液控制管(16)和四级积液控制管(14)。

2.根据权利要求1所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述一级积液控制管(15)分别设有一级液体出口(7)和一级液体入口(5)，所述一级液体出口(7)与所述装置本体(18)内底面固接并连通。

3.根据权利要求2所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述二级积液控制管(13)分别设有二级液体出口(10)和二级液体入口(8)，所述二级液体出口(10)与所述装置本体(18)内底面固接并连通。

4.根据权利要求3所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述三级积液控制管(16)分别设有三级液体出口和三级液体入口(11)，所述三级液体出口与所述装置本体(18)内底面固接并连通。

5.根据权利要求4所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述四级积液控制管(14)分别设有四级液体出口和四级液体入口，所述四级液体出口与所述装置本体(18)内底面固接并连通。

6.根据权利要求5所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述一级液体入口(5)、所述二级液体入口(8)、所述三级液体入口(11)和所述四级液体入口分别位于所述装置本体(18)内的同一水平位置。

7.根据权利要求5所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述二级积液控制管(13)的高度大于所述一级积液控制管(15)的高度，所述三级积液控制管(16)的高度大于所述二级积液控制管(13)的高度，所述四级积液控制管(14)的高度大于所述三级积液控制管(16)的高度。

8.根据权利要求1所述的气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，其特征在于：所述入口长直管(2)远离所述装置本体(18)的一侧设有混合工质入口(1)，所述气相出口管(4)远离所述装置本体(18)的一侧设有气相出口(3)。

技术总结
本发明公开一种气液分离速度自动调控的混合工质组分分离装置，包括装置本体，装置本体的顶部一侧分别固接并连通有入口长直管和气相出口管，装置本体内底面等间隔固接并连通有若干积液控制管，积液控制管包括分别与装置本体内底面固接并连通的一级积液控制管、二级积液控制管、三级积液控制管和四级积液控制管。本发明气液分离后的工质也完成了组分分离，分离出的工质组分适配冷热源的温度波动，可以提升热力循环效率。

技术研发人员：石凌峰,周硕,孙孝存,田华,舒歌群
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14