Dampferzeuger Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger, mit einem einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Druckgehäuse, in wel chem ein Flüssigkeitsraum vorgesehen ist, dessen Flüssigkeitsspiegel einen Dampfraum nach unten begrenzt, welch letzterer mit einem Dampfauslass versehen ist, wobei im unteren Teil des Gehäuses ein Rohrbündel für ein Heizmedium angeordnet ist.
Der erfindungsgemässe Dampferzeuger ist da durch gekennzeichnet, dass Platten und Wände zu sammen mit der Gehäusewand eine Dampferzeuger kammer und ausserhalb derselben einen Durchlass für abwärtsströmende Flüssigkeit bilden, welcher Durchlass den Flüssigkeitsraum mit dem untersten Teil der Dampferzeugungskammer im untersten Teil des Gehäuses verbindet, und welche Dampferzeu- gungskammer über mindestens eine Öffnung mit mindestens einem Dampfabscheider verbunden ist,
in welchem über diese Öffnung eine Dampf-Flüs- sigkeits-Mischung eintritt.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Dampferzeuger im vertikalen Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1 und Fig. 4 eine Variante des Dampferzeugers im Teil schnitt.
Der dargestellte Dampferzeuger 10 weist ein läng liches Druckgehäuse 12 auf, mit einem unteren teils sphärischen Boden 16 und einem oberen gewölbten Ende 14, das mit einem während des Betriebes durch einen Deckel 20 geschlossenen Mannloch 18 ver sehen ist. Während des Betriebes ist der Flüssigkeits- raum 26 mit Flüssigkeit gefüllt, wobei der Spiegel 22 dieser Flüssigkeit den Dampfraum 24 nach unten be grenzt. Nachstehend näher beschriebene Platten und Wände 28, 30 und 32 und 34 bilden eine Dampf erzeugungskammer 36. Die Wand 34 bildet zusam men mit der Innenwand des Gehäuses 12 einen ring förmigen Durchlass 38.
Die Kammer 36 hat eine längliche Form, einen runden Querschnitt und einen Durchmesser, der kleiner als der Kesseldurchmesser ist. Die zylindrische Wand 34 ist mit der im wesent lichen kegelstumpfigen Platte 32 verbunden, derart, dass das obere Ende der Kammer 36 gewölbt ist. Über dieser Kammer 36 erstreckt sich eine hexa- gonale Wand 30, die durch eine hexagonale Platte 28 zur Bildung einer Entspannungskammer 40, ab geschlossen ist. In dieser im Querschnitt hexagonalen Kammer 40 wird eine Dampf-Flüssigkeits-Mischung gesammelt.
Innerhalb der Kammer 36 sind eine Anzahl U- förmiger Rohre 42 angeordnet, die das untere Ende dieser Kammer 36 füllen. Am unteren Rand der Kammer 36 ist eine Halteplatte 44 quer im Gehäuse 12 angeordnet, die eine entsprechende Anzahl Boh rungen 45 zur Aufnahme der Enden der Rohre 42 aufweist. Diese Enden werden durch die Bohrungen 45 durchgeführt und an der Platte 44 befestigt und bilden somit Leitungen für ein Heizmedium. Der Boden 16 ist an der unteren Seite der Platte 44 befestigt und ist mit einer Trennwand 48 versehen. Dadurch entstehen eine Einlass- und eine Auslass kammer 50 bzw. 52 für das Heizmedium. Diese Kammern 50, 52 sind mit einem Einlass- bzw. Aus lassstutzen 54 bzw. 56 versehen.
Im oberen Teil des Gehäuses 12 sind rings um die Kammer 40 sechs Wirbelkammerabscheider 58 zur Trennung von Dampf und Flüssigkeit angeordnet. Sie sind über Öffnungen 60 mit der Kammer 40 verbunden, durch welche die Dampf-Flüssigkeits-Mischung radial her austritt. Jeder Abscheider 58 besitzt eine obere Wir belkammer und einen unteren Abflussraum, wobei seine Länge annähernd ein Sechsfaches seines Durch messers und die Wirbelkammer kürzer als die Hälfte dieser Länge ist.
Diese Abscheider 58 sind derart angeordnet, dass im Betrieb des Dampferzeugers der Flüssigkeitsspiegel 22 sich nicht tiefer als der obere Drittel der Abscheider 58 befindet. Jeder Abscheider 58 weist ferner an seinem Abflussteil eine nach aussen gerichtete Verlängerung 62 auf, über welche die Flüssigkeit in den Durchlass 38 geleitet wird. Der somit von der Flüssigkeit getrennte Dampf gelangt über einen geriffelten Dampfwascher 66 zum Dampf auslass 68.
Die Flüssigkeitszufuhr erfolgt über ein Rohr 70, das nach Durchgang durch eine unmittelbar wir kende Heizvorrichtung 72 in der Kammer 40 mündet. Diese Heizvorrichtung 72 ist mit einer Anzahl ab wechselnd schräg angeordneter, gelochter Platten 74 versehen, so dass, wenn die Kammer 40 voll mit Dampf ist, die eintretende Flüssigkeit bis zu einem Punkt nah an dem Sättigungspunkt durch Konden sation dieses Dampfes geheizt wird, und zwar bevor sie in die Abscheider 58 gelangt.
Ferner ist ein Niveaurohr 76 mit Anzapfungen 78, 80 vorgesehen.
In Fig. 4 ist eine Variante für Ein- und Auslass des Heizmediums dargestellt. Anstelle der Halteplatte 44 ist eine Kugel 90 mit einer der Anzahl Rohre ent sprechenden Anzahl Bohrungen vorgesehen. Durch eine Trennwand 92 werden eine Einlass- und eine Auslasskammer 94 und 96 gebildet. Die Rohre 42 sind wie bei der Platte 44 in dieser Kugel 90 be festigt. Die Einlasskammer 94 ist mit einem Zufuhr rohr 98 und die Auslasskammer 96 mit einem Ab fuhrrohr 100 versehen. Diese Rohre 98, 100 sind durch wärmeisolierende Muffen 102 bzw. 104 des Gehäuses 12 geführt.
Die Anschlüsse 108, 106 sind seitlich angeordnet, so dass das Innere der Kugel 90 durch die Deckel 110, 112 erreichbar ist. Die Montage und die Reparaturen des Dampferzeugers werden dadurch weitgehend ermöglicht. Die Kugel 90 befindet sich im untersten Teil des Dampferzeugers und ist von der Flüssigkeit umschlossen, die über den Durchlass 38 in die Dampferzeugungskammer 36 ge langt.
Als Heizmedium wird Petrol, flüssiges Metall, Wasser oder Gas verwendet. Die Flüssigkeit füllt während des Betriebes den Raum 26 und den Durchlass 38. Die thermische Siphonwirkung der abzugebenden Wärme des Heizmediums bewirkt das Ansteigen der Flüssigkeit in die Kammer 36. Wenn die Flüssigkeit längs der Rohre 42 steigt, wird Dampf erzeugt, und die resultierende Mischung gelangt in die Kammer 40, wo sie mit der frisch über die Leitung 70 zugeführten Flüssigkeit vermischt wird. Die so gebildete Mischung gelangt durch die Öff- nungen 60 in die Abscheider 58.
Die dargestellte Anordnung gewährleistet eine natürliche Zirkulation der Flüssigkeit längs eines bestimmten Weges inner halb des Dampferzeugers 10.
Ferner wird durch die ringförmige Anordnung der Abscheider 58 und der ringförmige Durchlass 38 ein minimaler Druckverlust und somit eine bessere Zirkulation erzielt. Dank dem ringförmigen Durch lass 38 wird auch eine wirksame Kühlung der Ge häusewand 12 begünstigt.
Dank den verhältnismässig langen Abscheidern 58 ist die Gefahr eliminiert, dass durch grössere Varia tionen des Flüssigkeitsspiegels die thermische Si- phonwirkung beeinträchtigt oder gar eingestellt wird.
Steam generator The present invention relates to a steam generator with a pressure housing having a circular cross-section, in wel chem a liquid space is provided, the liquid level of which delimits a vapor space downwards, the latter being provided with a vapor outlet, with a tube bundle in the lower part of the housing is arranged for a heating medium.
The steam generator according to the invention is characterized in that plates and walls together with the housing wall form a steam generator chamber and outside the same a passage for downward flowing liquid, which passage connects the liquid space with the lowest part of the steam generation chamber in the lowest part of the housing, and which steam generator - the supply chamber is connected to at least one vapor separator via at least one opening,
in which a steam-liquid mixture enters via this opening.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown. 1 shows a steam generator in vertical section, FIG. 2 shows a section along line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 shows a section along line 3-3 in FIG. 1 and FIG. 4 shows a variant of the Steam generator cut in part.
The illustrated steam generator 10 has a longitudinal pressure housing 12, with a lower partially spherical bottom 16 and an upper curved end 14, which is seen with a manhole 18 closed during operation by a cover 20 ver. During operation, the liquid space 26 is filled with liquid, the level 22 of this liquid delimiting the vapor space 24 at the bottom. Plates and walls 28, 30 and 32 and 34, which are described in greater detail below, form a steam generating chamber 36.
The chamber 36 has an elongated shape, a round cross section and a diameter which is smaller than the bowl diameter. The cylindrical wall 34 is connected to the essentially truncated cone plate 32 such that the upper end of the chamber 36 is curved. A hexagonal wall 30, which is closed by a hexagonal plate 28 to form an expansion chamber 40, extends over this chamber 36. A vapor-liquid mixture is collected in this chamber 40, which has a hexagonal cross section.
A number of U-shaped tubes 42 are arranged within the chamber 36 and fill the lower end of this chamber 36. At the lower edge of the chamber 36, a holding plate 44 is arranged transversely in the housing 12, which has a corresponding number of bores 45 for receiving the ends of the tubes 42. These ends are passed through the bores 45 and attached to the plate 44 and thus form lines for a heating medium. The bottom 16 is attached to the lower side of the plate 44 and is provided with a partition wall 48. This creates an inlet and an outlet chamber 50 and 52 for the heating medium. These chambers 50, 52 are provided with an inlet and outlet nozzle 54 and 56, respectively.
In the upper part of the housing 12, six swirl chamber separators 58 for separating vapor and liquid are arranged around the chamber 40. They are connected to the chamber 40 via openings 60 through which the vapor-liquid mixture exits radially. Each separator 58 has an upper vortex chamber and a lower drainage chamber, its length being approximately six times its diameter and the vortex chamber being shorter than half this length.
These separators 58 are arranged in such a way that, when the steam generator is in operation, the liquid level 22 is not lower than the upper third of the separators 58. Each separator 58 also has an outwardly directed extension 62 on its outflow part, via which the liquid is conducted into the passage 38. The steam thus separated from the liquid reaches the steam outlet 68 via a corrugated steam washer 66.
The liquid is supplied via a pipe 70 which, after passing through a directly we kende heating device 72, opens into the chamber 40. This heating device 72 is provided with a number of alternately inclined, perforated plates 74, so that when the chamber 40 is full of steam, the entering liquid is heated to a point close to the saturation point by condensation of this steam, namely before it reaches the separators 58.
A level tube 76 with taps 78, 80 is also provided.
In Fig. 4 a variant for the inlet and outlet of the heating medium is shown. Instead of the holding plate 44, a ball 90 is provided with a number of holes corresponding to the number of tubes. An inlet and an outlet chamber 94 and 96 are formed by a partition 92. The tubes 42 are fastened as with the plate 44 in this ball 90 be. The inlet chamber 94 is provided with a supply pipe 98 and the outlet chamber 96 with a discharge pipe 100. These pipes 98, 100 are passed through heat-insulating sleeves 102 and 104 of the housing 12.
The connections 108, 106 are arranged laterally so that the interior of the ball 90 can be reached through the covers 110, 112. The assembly and repairs of the steam generator are largely made possible. The ball 90 is located in the lowermost part of the steam generator and is surrounded by the liquid that reaches the steam generating chamber 36 via the passage 38.
Petrol, liquid metal, water or gas are used as heating medium. The liquid fills the space 26 and the passage 38 during operation. The thermal siphon effect of the heat to be given off by the heating medium causes the liquid to rise into the chamber 36. When the liquid rises along the tubes 42, steam is generated and the resulting mixture arrives into the chamber 40, where it is mixed with the liquid freshly fed in via the line 70. The mixture thus formed passes through the openings 60 into the separators 58.
The arrangement shown ensures a natural circulation of the liquid along a certain path within the steam generator 10.
Furthermore, due to the annular arrangement of the separators 58 and the annular passage 38, a minimal pressure loss and thus better circulation is achieved. Thanks to the annular passage 38, effective cooling of the housing wall 12 is also promoted.
Thanks to the comparatively long separators 58, the risk is eliminated that the thermal siphon effect is impaired or even discontinued due to larger variations in the liquid level.