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Vorrichtung zum Waschen von Dampf mit Speisewasser in der Dampf- und Wassertrommel eines Hochdruckkessels
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Waschen von Dampf mit Speisewasser in der Dampf- und Wassertrommel eines Hochdruckkessels, mit einer Zuführungsleitung und einer Verteilereinrichtung für das Speisewasser, welches im Gegenstrom mit dem zu reinigenden Dampf über mehrere übereinander angeordnete Bleche geführt ist. Zur Absorption der im Dampf enthaltenen Salze und Beimengungen im eintretenden Speisewasser bei sehr hohen rücken werden verschiedene Vorrichtungen angewendet. Am häufigsten wird der Dampf über ein gelochtes Blech geleitet und dabei gewaschen, wobei auf diesem ein gewisser Teil des Speisewassers abfliesst. Mit der Zuführung des Speisewassers auf das Sieb wird eine Flüssigkeitsschicht gebildet, durch die der Dampf hindurchgeht.
So kommt es zu einem intensiven Austausch von Wärme und Masse.
Bei den bisherigen Vorrichtungen zum Dampfwaschen erhitzt sich das auf das Sieb zugeführte Speisewasser rasch auf die Siedetemperatur des Dampfes in der Trommel. Ferner erhöht sich der Salzgehalt im Wasser um die aus dem hindurchgehenden Dampf absorbierten Salze und Beimengungen. Da die Qualität des gewaschenen Dampfes vor allem eine Funktion der Qualität des zugeführten Speisewassers ist und da sie auch von der Dampftemperatur abhängig ist, besitzt der austretende Dampf unterschiedliche Beschaffenheit. Seine günstigste Beschaffenheit besitzt der Dampf im Teil oberhalb des Waschbleches beim Auftreffen des Speisewassers auf das Sieb. Die erwähnten Nachteile treten bei starken Schwankungen der Kesselleistung stärker hervor und sie sind besonders nachteilig vom Standpunkt der dynamischen Eigenschaften eines Hochdruckdampfkessels.
Bei plötzlicher Erhöhung der Dampfentnahme vermindert sich der Druck in der Trommel, was ein erhöhtes Sieden der reinigenden Flüssigkeitsschicht auf dem Waschblech und somit auch die Vergrösserung der Flüssigkeitsschicht zur Folge hat.
Auf diese Weise besitzt der austretende Dampf einen erhöhten Feuchtigkeitsgehalt.
Ziel der Erfindung ist nun eine Vorrichtung, die nicht nur einfacher und billiger als die bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art ist, sondern die auch einwandfreier als diese arbeitet und die eine gleichmässige Beschaffenheit des austretenden Dampfes, unabhängig von der Qualität des zugeführten Speisewassers gewährleistet.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass die Verteilereinrichtung als Behälter ausgebildet ist, an dem übereinander mehrere Kanäle zur Verteilung des Speisewassers auf die schräg angeordneten, getrennte Räume bildenden Bleche angeschlossen sind und dass über den obersten Kanal im Behälter ein Überlaufrohr für das überschüssige Speisewasser mündet, welches in den Wasserraum der Kesseltrommel führt.
Da der hydrodynamische Wasserdruck proportional dem Unterschied in der Entfernung zwischen der Einlaufkante in das Überlaufrohr und dem Auslauf auf die Bleche ist, so ist sowohl die Austrittsgeschwindigkeit auf die Bleche als auch die Auslaufmenge des Wassers veränderlich. Zur Erhöhung der Auslaufgeschwindigkeit und somit zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse des Wassers können er-
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findungsgemäss, zwischen dem Innenraum des Behälters und dem Überlaufrohr Drosselblenden angeordnet sein.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform in Ansicht, Fig. 2 die Vorrichtung im Grundriss, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A in Fig. 1 und Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung mit Drosselblenden.
Wie in den Fig. 1, 2 und 3 veranschaulicht ist, wird das Dampf-Wassergemisch von Siederohren in einen Raum l geführt und die Trennung erfolgt nach dem Austritt aus einer Düse 2 auf einem Anprallblech 3. Der abgetrennte Dampf entweicht zwischen den Düsen durch einen Kanal 4 in den Raum unter den Blechen 5, über welche das zugeführte Speisewasser herabfliesst und durch ein Auslaufblech 13 unter den Wasserspiegel gerichtet ist. Der Dampf strömt durch die unter den Blechen 5 befindlichen Räume und ist in Berührung mit dem Wasser, das nach dem Gegenstromprinzip herabfliesst.
Der Eintritt des Speisewassers in die Räume unter den Blechen 5 erfolgt deshalb, damit das Entstehen einer gleichmässigen Flüssigkeitsschichte erreicht wird. Die Verteilung wird mit Kanälen 6 durchgeführt, die an einen Behälter 7 angeschlossen sind, in die das Speisewasser durch ein Rohr 10 und eine Leitung 9 geführt wird. Zwecks Erreichung eines gleichmässigen Einlaufes, ist der Behälter 7 mit einem Verschluss 8 für das Wasser versehen, durch welchen die überflüssige Flüssigkeit abfliessen kann. Mit dieser Anordnung wird auch eine ständige Zufuhr einer Speisewassermenge auf die Bleche 5 unabhängig von Änderungen der Kesselleistung erreicht. Nach Austritt aus der Waschvorrichtung wird der Dampf über ein Abscheidesieb in den Überhitzer geführt.
Die vom Dampf im Raum oberhalb der Waschvorrichtung niedergeschlagene Flüssigkeit wird durch Rohre 11 unterhalb des Wasserspiegels in die Trommeln geführt.
In Fig. 4 ist eine Zuleitung 14 des Speisewassers im oberen Teil eines Behälters 16 angeordnet.
Auf einem Überlaufrohr 18 sind zwei Drosselblenden 17 angeordnet. Es können auch mehrere solcher Blenden vorgesehen sein. Ihre Anzahl ist von der Gesamtanordnung abhängig. Das Speisewasser fliesst durch den Innenraum des Behälters 16 in Verteilungsrohre 19 und tritt auf Bleche 15 aus.
Das überflüssige Wasser gelangt durch das Überlaufrohr 18 unterhalb des Wasserspiegels. Die Bemessung des freien Querschnittes und ebenfalls die Anzahl der Drosselblenden ist von der Durchflussmenge abhängig.
Die Gegenstromanordnung von Dampf und Wasser hat viele Vorteile. Da das eintretende Speisewasser das reinste ist und da seine Temperatur niedriger als die Siedetemperatur ist, wird eine bessere Beschaffenheit des austretenden Dampfes erreicht, denn es sind bessere Verhältnisse für den Austausch Wärme-Masse vorhanden. Der austretende Dampf ist fast völlig von Feuchtigkeit befreit und durch die Berührung mit dem reinen Wasser wird eine wesentlich bessere Beschaffenheit als bei den bisherigen Anordnungen erzielt. Ein weiterer Vorteil besteht in der erreichten gleichmässigen Beschaffenheit. Als Trennvorrichtung kann man vorteilhaft Zyklone benutzen.
Die Ausstattung mit Drosselblenden bewirkt eine bessere Verteilung der zugeführten Speisewassermenge auf die Bleche u. zw. so, dass auf die oberen Bleche die annähernd gleiche Wassermenge wie auf die unteren Bleche fliesst. Auf diese Weise kann man auch die Zufuhr einer höheren Wassermenge einstellen, die auf die oberen Bleche fliesst und so ein besseres Dampfwaschen sichern. Es wäre sonstmöglich, dass die grösste Wassermenge auf die unteren Bleche gelangen würde. Dadurch wäre das Speisewasser nicht gleichmässig zum Waschen ausgenutzt und es könnte auch zu einer Verschlechterung der Beschaffenheit des austretenden Dampfes kommen.
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Device for washing steam with feed water in the steam and water drum of a high pressure boiler
The invention relates to a device for washing steam with feed water in the steam and water drum of a high pressure boiler, with a feed line and a distributor device for the feed water, which is guided in countercurrent to the steam to be cleaned over several sheets arranged one above the other. Various devices are used to absorb the salts and additions contained in the steam in the incoming feed water at very high backs. Most often, the steam is passed over a perforated plate and washed in the process, with a certain amount of the feed water flowing off on this. When the feed water is fed to the sieve, a liquid layer is formed through which the steam passes.
This leads to an intensive exchange of heat and mass.
In the previous devices for steam washing, the feed water fed to the sieve is quickly heated to the boiling temperature of the steam in the drum. Furthermore, the salt content in the water increases by the salts and additions absorbed from the steam passing through. Since the quality of the washed steam is primarily a function of the quality of the feed water supplied and since it is also dependent on the steam temperature, the escaping steam has different properties. The steam has its most favorable properties in the part above the washing plate when the feed water hits the sieve. The disadvantages mentioned become more pronounced in the case of large fluctuations in the boiler output and they are particularly disadvantageous from the standpoint of the dynamic properties of a high-pressure steam boiler.
If there is a sudden increase in the extraction of steam, the pressure in the drum decreases, which results in an increased boiling of the cleaning liquid layer on the washing plate and thus an increase in the size of the liquid layer.
In this way, the emerging steam has an increased moisture content.
The aim of the invention is now a device that is not only simpler and cheaper than the known devices of the type mentioned, but also works better than these and ensures a uniform quality of the emerging steam, regardless of the quality of the feed water supplied.
This is achieved according to the invention in that the distributor device is designed as a container to which several channels for distributing the feed water are connected one above the other to the obliquely arranged, separate room-forming sheets and that an overflow pipe for the excess feed water opens via the uppermost channel in the container, which leads into the water space of the boiler drum.
Since the hydrodynamic water pressure is proportional to the difference in the distance between the inlet edge in the overflow pipe and the outlet onto the metal sheets, both the exit velocity onto the metal sheets and the amount of water discharged are variable. To increase the outlet speed and thus to improve the flow conditions of the water,
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according to the invention, be arranged throttle orifices between the interior of the container and the overflow pipe.
The invention is explained in more detail below on the basis of two exemplary embodiments which are shown schematically in the drawings. 1 shows a first embodiment in view, FIG. 2 shows the device in plan, FIG. 3 shows a section along line A in FIG. 1 and FIG. 4 shows a second embodiment of the device with throttle orifices.
As illustrated in FIGS. 1, 2 and 3, the steam-water mixture is fed from boiler tubes into a space 1 and the separation takes place after exiting a nozzle 2 on a baffle plate 3. The separated steam escapes between the nozzles through a Channel 4 into the space under the metal sheets 5, through which the supplied feed water flows down and is directed through an outlet sheet 13 under the water level. The steam flows through the spaces located under the metal sheets 5 and is in contact with the water, which flows down according to the countercurrent principle.
The entry of the feed water into the spaces under the metal sheets 5 takes place so that a uniform liquid layer is created. The distribution is carried out with channels 6 which are connected to a container 7, into which the feed water is fed through a pipe 10 and a line 9. In order to achieve a uniform inlet, the container 7 is provided with a closure 8 for the water, through which the excess liquid can flow off. With this arrangement, a constant supply of a quantity of feed water to the metal sheets 5 is achieved regardless of changes in the boiler output. After leaving the washing device, the steam is fed into the superheater via a separating sieve.
The liquid precipitated by the steam in the space above the washing device is fed into the drums through pipes 11 below the water level.
In FIG. 4, a feed line 14 for the feed water is arranged in the upper part of a container 16.
Two orifice plates 17 are arranged on an overflow pipe 18. Several such apertures can also be provided. Their number depends on the overall arrangement. The feed water flows through the interior of the container 16 into distribution pipes 19 and exits on metal sheets 15.
The excess water passes through the overflow pipe 18 below the water level. The dimensioning of the free cross section and also the number of orifices depend on the flow rate.
The countercurrent arrangement of steam and water has many advantages. Since the incoming feed water is the purest and since its temperature is lower than the boiling temperature, a better quality of the exiting steam is achieved because there are better conditions for the exchange of heat and mass. The emerging steam is almost completely freed of moisture and the contact with the pure water results in a much better quality than with the previous arrangements. Another advantage is the uniformity achieved. Cyclones can advantageously be used as a separating device.
The equipment with throttle orifices causes a better distribution of the supplied amount of feed water on the plates u. so that almost the same amount of water flows onto the upper sheets as on the lower sheets. In this way you can also adjust the supply of a higher amount of water that flows onto the upper plates and thus ensure better steam washing. Otherwise it would be possible that most of the water would get onto the lower plates. As a result, the feed water would not be used evenly for washing and the quality of the escaping steam could also deteriorate.
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