DD146148A1 - Fluessigkeitsverteiler in einem zwangsumlaufverdampfer mit grossen rohrboeden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fluessigkeitsverteiler in einem Zwangsumlaufverdampfer mit groszen Rohrboeden und sie bezieht sich auf das Gebiet der Verdampfungstechnik. Sie hat das Ziel, eine gleichmaeszige Fluessigkeitsverteilung auf die Waermeuebertragerrohre eines Zwangsumlaufverdampfers zu gewaehrleisten und hierbei steht die Aufgabe, den Fluessigkeitsverteiler in Form eines Multidiffusors so zu gestalten, dasz er kein Auftreten von Wirbelschleppen zulaeszt und die Druckverluste gering haelt. Erfindungsgemaesz besteht der Fluessigkeitsverteiler aus ineinandergeschachtelten, kegelstumpffoermigen Verteilerblechen, deren groszer freier Querschnitt in Stroemungsrichtung zeigt. Der Fluessigkeitsverteiler hat einen zylindrischen Einlauf und einen umgekehrten kegelstumpffoermigen Auslauf. Die Groesze des Auslaufes des Fluessigkeitsverteilers sowie sein Einbau in dem unteren Teil des Zwangsumlaufverdampfers sind genau definiert. Die Erfindung kann im Chemieanlagenbau zur Anwendung kommen.

Description

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TITEL DER ERFINDUNG

Flüssigkeitsverteiler in einem Zwangsumlaufverdampfer mit großen Rohrböden

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler in einem Zwangsumlaufverdampfer mit großen Rohrboden,.wobei dieser Zwangsumlaufverdampfer insbesondere für die Konzentrierung der bei der Zellstoffherstellung anfallenden Ablauge verwendet werden soll,

CHARAKTERISTIK DER BEKANNTEN TECHNISCHEN LÖSUNGEN

Bei der Verteilung der Flüssigkeit auf den' Rohrspiegel eines Zvvangsumlaufverdampfers kommt es darauf an, daß alle Wärmeübertragerrohre mit etwa gleichen Mengen beaufschlagt werden, damit in ihnen gleiche 'Strömungsgeschwindigkeiten herrschen. Diese gleiche'n Strömungsgeschwindigkeiten sind notwendig, um eine gute Verdampfungsleistung des Zwangsumlaufverdampfers zu erzielen und um beim Aufkonzentrieren von inkrustierenden Flüssigkeiten ein Verkrusten der Wärmeübertragerrohre durch Unterschreiten einer Mindestgeschwindigkeit weitestgehend zu vermeiden.

Bekannt ist ein Flüssigkeitsverteiler, der aus mehreren im Zwangsumlaufverdampfer unter dem unteren Rohrboden angeordneten Sieben bzw. Lochscheiben besteht.

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Dieser Flüssigkeitsverteiler besitzt einen hohen Druckverlust und bedingt somit einem hohen Energieverbrauch der zum Zwangsumlaufverdampfer gehörenden Pumpe.

Darüber hinaus neigen die Siebe bzw. Lochscheiben zu Verstopfungen, was zu einer weiteren Druckverlusterhöhung führt. Weiterhin ist bekannt, in den Rohrkrümmer des Zuflußrohres des Zwangsumlaufverdampfers Leitschaufeln bzw. -flächen einzubauen und die Wärmeübertragerrohre an ihrem unteren,Ende trichterförmig aufzuweiten (Rant: Verdampfen in Theorie und Praxis,

2. Auflage, Verlag Theodor Steinkopff Dresden 1977, S. 286). Der Einsatz dieser Leitschaufeln ist nur bei sehr kleinen Rohrbodendurchmessern des Zwangsumlaufverdampfers gerechtfertigt, jedoch bei großen Rohrbodendurchmessern sind die Leitschaufeln fast wirkungslos.

Als Flüssigkeitsverteiler wird auch ein Multidiffusor eingesetzt, der aus ineinandergeschachtelten_;kegelstumpfförmigen Verteilerblechen besteht (Albring: Angewandte Strömungslehre,

3. Auflage, Verlag Theodor Steinkopff Dresden 1966, S. 316 317)«, Der Multidif fusor verursacht breitbrandige Wirbelschleppen der Flüssigkeit, was zu einer unterschiedlichen Flüssigkeitsbeaufschlagung der Wärmeübertragerrohre und zu höheren Druckverlusten führt. Gleichzeitig kommt es bei inkrustierenden Flüssigkeiten zu einer raschen Verkrustung und damit Ausfall von Heizfläche. Der Reinigungsaufwand ist hierbei sehr groß«

ZIEL DER ERFI[NiDUNG

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung auf die Wärmeübertragerrohre von einem Zwangsumlaufverdampfer, der mit großen Rohrboden ausgerüstet ist, bei geringem Energieverbrauch der eingesetzten Pumpe zu ermöglichen,

DARLEGUNG DES WESENS DER ERFINDUNG

Es steht hierbei die Aufgabe, den Flüssigkeitsverteiler in Form eines Multidiffusors so zu gestalten, daß er kein Auftreten von Wirbelschleppen zuläßt und die Druckverluste gering hält.

Erfindungsgemäß befindet sich im unteren Teil eines Zwangsumlaufverdampfers, der einen kegeligen Behälterboden mit Zuflußleitung besitzt, ein Multidiffusor. Dieser Multidiffusor, bestehend aus im Abstand zueinander angebrachten, ineinandergeschachtelten , kegelstumpf förmigen Verteilerblechen, deren großer freier Querschnitt in Strömungsrichtung zeigt, hat noch einen zylindrischen Einlauf, der 1/8 bis 1/10 des Zuflußleitungsdurchmessers in die Zuflußleitung hineinragt, und einen kegelstumpfförmigen Auslauf. Der Auslauf des Multidiffusors ist gegenüber dem mittleren kegelstumpfförmigen Teil umgekehrt kegelstumpfförmig, d, h. dessen großer freier Querschnitt ist entgegengesetzt der Strömungsrichtung gerichtet. Die von der Vertikalen nach innen abweichende Neigung des den Auslauf bildenden Teils beträgt 3 bis 5 °. Dieser Teil des Multidiffusors 'besitzt eine Höhe von 1/5 bis 1/6 der Höhe des mittleren kegelstumpfförmigen Teils und er endet ca. 1/2 Auslaufhöhe vor dem unteren Rohrboden des Zwangsumlaufverdampfers. Vorteilhafterweise sind die Verteilerbleche am Einlauf angespritzt oder mit Rohren versehen, deren Durchmesser das 3 bis 5-fache der Verteilerblechdicke beträgt. Die einzudampfende Flüssigkeit wird über die Zuflußleitung in den unteren Teil des Zwangsümlaufverdampfers gepumpt. Die Flüssigkeitsströmung wird durch die Verteilerbleche des Multidiffusors erst gerade, dann nach außen und wieder nach innen gelenkt und hierdurch bei geringem Druckverlust und weitgehender Vermeidung von Ringwirbelschleppen gleichmäßig auf die Wärmeübertragerrohre verteilt.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Unterteil eines Zwangsumlaufverdampfers mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteiler.

Im Unterteil des Zwangsumlaufverdampfers, ausgerüstet mit einem kegligen Behälterboden 1 mit zylindrischer Zuflußleitung 2, befindet sich ein Multidiffusor, der aus' im Abstand zueinander angebrachten, ineinander geschachtelten, kegelstumpf förmigen Verteilerblechen 3 besteht. Der große freie Querschnitt der Verteilerbleche 3 zeigt in Strömungsrichtung. Der Einlauf 4 des Multidiffusörs und somit der Verteilerbleche 3 ist jedoch zylindrisch gestaltet. Dieser zylindrische Einlauf 4 ragt 1/8 bis 1/10 des Zuflußleitungsdurchmessers in die Zuflußleitung 2 hinein. An den Anfang des Einlaufes 4 befinden sich auf den Verteilerblechen 3 Rohre 8, deren Durchmesser das 3 bis 5-fache der Blechdicke beträgt. Der Auslauf 5 des Multidiffusors und somit äer Verteilerbleche 3 ist umgekehrt kegelstumpfförmig, wobei die von der Vertikalen nach innen abweichende Neigung dieses Teiles der Verteilerbleche 3 nur 3-5° beträgt. Die freien Querschnitte der Verteilerbleche 3 am Auslauf 5 stehen im gleichen Verhältnis zueinander wie die freien Querschnitte der Verteilerbleche 3 am Einlauf 4. Der den Auslauf 5 bildende Teil der Verteilerbleche 3 besitzt eine Höhe von 1/5 bis 1/6 der Höhe des kegelstumpfförmigen mittleren Teils der Verteilerbleche 3 und er endet ca. 1/2 Auslaufhöhe vor dem unteren Rohrboden Q, in welchem die Wärmeübertragerrohre 7 befestigt sind.

Dieser Flüssigkeitsverteiler in Form eines speziell ausgeführten Mul'tidiff usors gewährleistet eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung auf die Wärmeübertragerrohre bei geringem Druckverlust. Gleichzeitig vermindert er die Inkrustation der VVärmeübertragerrohre«, Es erfolgt hierdurch eine Verbesserung der Verdampfungsleistung und eine Reduzierung des Energieverbrauchs der eingesetzten Pumpe.

Claims (3)

ERFINDUNGSANSPRUCH

1, Flüssigkeitsverteiler in einem Zwangsumlaufverdampfer mit großen Rohrboden in Form eines Multidiffusors, bestehend aus im Abstand zueinander angebrachten, ineinandergeschachtelten, kegelstumpfförmigen Verteilerblechen, deren großer freier Querschnitt in Strömungsrichtung gerichtet ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Multidiffusor noch einen zylindrischen Einlauf (4), der 1/8 bis 1/10 des Zuflußleitungsdurchmessers in die Zuflußleitung (2) des Zwangsumlaufverdampfers hineinragt, und einen'umgekehrten kegelstumpf förmigen Auslauf (5) besitzt, dessen Höhe 1/5 bis 1/6 der Höhe des mittleren, kegelstumpfförmigen Teiles beträgt, zirka 1/2 Auslaufhöhe vor dem unteren Rohrboden (6) des Zwangsumlaufverdampfers endet und dessen von der Vertikalen nach innen abweichende Neigung des den Auslauf (5) bildenden Teils 3 bis 5 ° beträgt.

2, Flüssigkeitsverteiler nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilerbleche (3) am Einlauf (4) angespitzt sind»

3, Flüssigkeitsverteiler nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Enden der Verteilerbleche (3) am Einlauf (4) mit Rohren (8) versehen sind, deren Durchmesser das 3 bis 5-fache der Verteilerblechdicke beträgt«

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