Дросселирующий клапан и способ увеличения размеров капелек жидкости в протекающем через него потоке текучей среды - RU2007129020A

Реферат

1. Дросселирующий клапан, имеющий кожух, корпус клапана, подвижно размещенный в кожухе, для регулирования потока текучей среды, протекающей от входного канала для жидкой среды в выходной канал для текучей среды клапана таким образом, что поток текучей среды расширяется и охлаждается, и закручивающие средства, которые придают закрученное движение текучей среде, протекающей через выходной канал для текучей среды, отличающийся тем, что закручивающие средства ориентированы так, что, если клапан полностью открыт, текучая среда закручивается относительно продольной оси выходного канала для текучей среды, заставляя тем самым капельки жидкости, которые образуются при расширении вдоль направления потока клапана, закручиваться в направлении к внешнему периметру выходного канала для текучей среды и коалесцировать.

2. Дросселирующий клапан по п.1, в котором по существу конический центральный корпус расположен в выходном канале для текучей среды и является в существенной степени коаксиальным с центральной осью выходного канала для текучей среды и который образует выходной канал с постепенно увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении потока, вследствие чего возникает вихрь с фактором закручивания, который стимулирует рост и слияние капелек сконденсированной текучей среды.

3. Дросселирующий клапан по п.1, в котором клапан включает в себя перфорированный рукав, через который текучая среда протекает от входного канала для текучей среды в выходной канал для текучей среды и в процессе работы корпус клапана обеспечивает возможность текучей среде протекать от входного канала для текучей среды в выходной канал для текучей среды, а закручивающие средства выполняются в виде расположенных с интервалами продольно и по окружности рукава перфораций, которые, по меньшей мере, частично имеют тангенциальную ориентацию относительно продольной оси рукава, в результате чего при работе клапана поток текучей среды закручивается относительно продольной оси выходного канала текучей среды.

4. Дросселирующий клапан по п.3, в котором, по меньшей мере, некоторые перфорации имеют центральную ось, которая пересекает продольную ось рукава на выбранном расстоянии D и под выбранным острым углом.

5. Дросселирующий клапан по п.4, в котором внутренняя поверхность перфорированного рукава может быть расположена на радиусе R от продольной оси рукава при отношении расстояния D к радиусу R от 0,2 до 1.

6. Дросселирующий клапан по п.5, в котором отношение расстояния D к радиусу R составляет от 0,5 до 0,99.

7. Дросселирующий клапан по любому из пп.1-6, где клапаном является клапан Джоуля-Томпсона имеющий, по существу, трубчатый канал для текучей среды и корпус клапана, включающий в себя поршень, способный перемещаться в существенно продольном направлении через выходной канал для текучей среды и в котором перфорированный рукав закреплен на поршне таким образом, что существенно кольцеобразный выходной конец входного канала для текучей среды, по меньшей мере, частично охватывает перфорированный рукав, вынуждая, по меньшей мере, часть текучей среды протекать от входного канала для текучей среды через нерадиальные перфорации в перфорированном рукаве в выходной канал для текучей среды в том случае, когда корпус клапана находится в полностью открытом состоянии.

8. Способ увеличения размеров капелек в многофазном потоке текучей среды, содержащей капельки жидкости и несущую текучую среду, протекающем через выводную секцию дросселирующего клапана, в котором закручивающие средства придают закрученное движение текучей среде, протекающей через выходной канал для текучей среды, отличающийся тем, что имеющееся в дросселирующем клапане свободное давление используется для изоэнтальпийного расширения с целью создания закрученного течения в потоке текучей среды, протекающей через выходной канал заставляя капельки жидкости закручиваться в направлении внешнего периметра выходного канала для текучей среды и сливаться.

9. Способ по п.8, в котором дросселирующий клапан включает

кожух;

корпус клапана, который подвижно размещен в кожухе таким образом, что корпус клапана регулирует многокомпонентный поток текучей среды из входного канала для текучей среды в выходной канал для текучей среды клапана;

перфорированный рукав, через который многокомпонентный поток текучей среды протекает из входного канала для текучей среды в выходной канал для текучей среды и в процессе работы корпус клапана обеспечивает возможность текучей среде протекать от входного канала для текучей среды в выходной канал для текучей среды, и где, по меньшей мере, некоторые перфорации рукава, по меньшей мере, частично имеют тангенциальную ориентацию относительно продольной оси рукава, в результате чего многокомпонентная текучая среда расширяется и превращается в многофазный поток текучей среды, который побуждается закручиваться в выходном канале для текучей среды, а капельки жидкости побуждаются закручиваться в направлении внешнего периметра выходного канала для текучей среды и сливаться в более крупные капельки жидкости.

10. Способ по п.8 или 9, в котором с выходным каналом воздушного клапана соединен газожидкостной сепараторный агрегат, в котором выводимые через клапан жидкая и газообразная фазы потока многофазной текучей среды являются, по меньшей мере, частично разделенными.

11. Способ по п.8 или 9, в котором поток многофазной текучей среды содержит углеводородную и водную текучие компоненты и в котором, по меньшей мере, фракция водных текучих компонентов превращается в капельки жидкой воды, которые побуждаются закручиваться в направлении внешнего периметра выходного канала для текучей среды и сливаться в более крупные капельки воды и/или в кольцевую водную пленку по внешнему периметру выходного канала для текучей среды.

12. Способ по п.8 или 9, в котором поток многофазной текучей среды содержит газообразную несущую текучую среду, а входной и/или выходной каналы для текучей среды и/или другая часть внутренней структуры дросселирующего клапана образуют канал для текучей среды, имеющий горловину, в которой поток текучей среды ускоряется и, таким образом, побуждается расширяться и охлаждаться за счет эффекта Джоуля-Томпсона.

13. Способ по п.12, в котором поток многофазной текучей среды расширяется в горловине с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью.