DD227332B1 - Fluessigkeitsverteilvorrichtung auf senkrechte rohrbuendel, insbesondere fuer fallfilmapparate - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung auf senkrechte Rohrbündel, insbesondere für Fallfilmapparate, die eine gleichmäßige Verteilung von einzudampfenden Flüssigkeiten gewährleistet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Fallfilmapparaten ist die Ausbildung eines gleichmäßigen und durchgehenden Flüssigkeitsfilmes an der Innenwand eines jeden Verdampferrohres für eine störungsfreie und qualitätssichernde Verdampfung unbedingt erforderlich. Um alles zu bewerkstelligen, d.h. jedem Verdampferrohr die gleiche Menge an Flüssigkeit zuzuteilen, bedarf es oberhalb des oberen Rohrbodens des Verdampfers einer geeigneten Verteilervorrichtung.

Aus der Literatur sind hierzu verschiedene Lösungen bekannt.

Nach der DE-PS 909942 ist bekannt, die Verteilung der Flüssigkeit mit geschlitzten Übersteckrohren auf die Heizrohre zu erreichen. Hierbei ist jedoch mit Verschmutzung und Zusetzung der Schlitze zu rechnen.

Außerdem ist die waagerechte Ausrichtung der Übersteckrohre bzw. Schlitze problematisch und nur schwer zu realisieren.

Eine weitere Lösung ist nach DE-AS 2436733 bekannt, wobei die Verteilung durch Überlauf über die Heizrohre erfolgt, die in diesem Fall über den Rohrboden hinausgehend gestaltet sind. Hierbei tritt wiederum das Problem der waagerechten Ausrichtung der oberen Rohrenden der Verdampferrohre auf. Zum anderen sind bei den meisten standardisierten Rohrbündelapparaten die Heizrohre nicht über den Rohrboden gezogen.

Nach der DE-AS 1262967 ist es zur Verteilung bekannt, daß oberhalb eines jeden Heizrohres ein im Durchmesser äquivalentes Stellrohr so gehaltert und angebracht ist, daß durch Schraubverstellung ein definierter Ringspalt zwischen Heiz- und Stellrohr realisiert werden kann, durch die die gewünschte Flüssigkeitsmenge fließt. Diese aufwendige Lösung hat darüber hinaus den Nachteil, daß die gleichmäßige Spalteinstellung an jedem Rohr unsicher und nicht kontrollierbar ist. Auftretende Durchsatzschwankungen würden unbedingt komplizierte Spaltveränderungen nach sich ziehen.

Weiterhin ist nach der DE-OS 2050984 und der DE-AS 2554071 bekannt, daß es Flüssigkeitsverteilungen gibt, die aus dachziegelartigen Platten und Schaufeln bzw. aus kreisringförmigen, versetzt angeordneten Überlaufwannen in mehreren Ebenen bestehen, wobei die unterste Ebene jeweils aus gezackten, direkt über den Verdampferrohren laufenden Rinnen ausgebildet ist. Diese Verteilervorrichtungen sind von hohem konstruktivem Aufwand und lassen sich mechanisch schwierig realisieren. Nach der DE-PS 1519742 ist bekannt, daß die Flüssigkeitsverteilung mittels zweier übereinander angeordneter Wannen erfolgt, die jeweils im Wannenboden zueinander auf Lücke versetzte Löcher aufweisen, wobei die innere bzw. obere Wanne mehr Löcher mit geringerem Durchmesser aufweist als die untere. Von der unteren Wanne tropft die Flüssigkeit gleichverteilt auf den Rohrboden.

Diese technische Lösung hat den Nachteil, daß in der inneren Wanne kein konstanter notwendiger Flüssigkeitsstand gewährleistet werden kann. Bei geringem Durchsatz ist es möglich, daß überhaupt kein Flüssigkeitsstand gegeben ist. Auf Grund der sehrkleinen Löcher ist andererseits die Gefahr der Verstopfung gegeben, so daß die innere Wanne geflutet werden kann und somit die Verteilerwirkung nicht vorhanden ist.

Nach dem Wirtschaftspatent 106782 und dem Zusatzpatent 113844 sowie der DE-AS-1519637 sind ähnliche Lösungen bekannt die zusätzlich zu den durchtropfenden Wannenböden oberhalb davon Einlaufkanäle, Prallverteiler, Fangzylinder sowie bei DE-AS-1519637 ringförmige Überlaufrinnen aufweisen.

Eine verbesserte Vorrichtung ist nach DE-AS-2212816 bekannt, die aus einer in Waage zu stellenden Verteilerwanne mit eingebauten Verteilerrohren besteht, deren Durchmesser größer ist als der der Verdampferrohre. Die Verteilerrohre sind oben mit Überlaufschlitzen und unten mit Abtropfzacken versehen. Ihre Lage über den Verdampferrohren ist so angebracht, daß die Flüssigkeit stets auf den Rohrboden zwischen die Verdampferrohre tropft. Über der Verteilerwanne befindet sich ein senkrechtes und ein waagerechtes Prallblech zur Verteilung der Flüssigkeit.

Dieser dargestellte Verteiler bringt zwar eine Gleichverteilung der Flüssigkeit auf den Rohrboden zwischen den Verdampferrohren, jedoch kann hierbei eine gleichartige Benetzung der Rohrinnenwände der Verdampferrohre nicht gewährleistet werden.

Weiterhin ist nach WP-PS 83112 eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Benetzung der Rohrinnenwände bekannt, die zwar eine gleichmäßige Benetzung der Rohrinnenwände, aber keine gleichmäßige Beschickung der Rohre gewährleistet. Des weiteren besteht bei Druckstößen die Gefahr, daß die aufgesetzten Tüllen von den Rohren abgehoben und dadurch unwirksam werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung für senkrechte Rohrbündel, insbesondere für Fallfilmverdampfer, deren Konstruktion und Ausführung unkompliziert gehalten und die wartungsarm ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung zu schaffen, die eine optimale und gleichmäßige Verteilung von einzudampfenden Flüssigkeiten auf die senkrecht stehenden Rohre eines Rohrbündelapparates, insbesondere eines Fallfilmverdampfers, wobei an das Rohrbündel des Rieselapparates keine besonderen Anforderungen gestellt werden, das heißt, es können herkömmliche Rohrbündelapparate mit Hauben ohne Querschnittserweiterung verwendet werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Flüssigkeitsverteilung dadurch gelöst, daß in einem mittels auf dem Rohrboden befestigter Stehbolzen höhenverstellbaren und somit waagerecht ausrichtbaren Tüllenboden in Form einer Verteilertasse dem darunterliegenden Rohrbündelboden kongruente Öffnungen enthalten sind. Diese Öffnungen im Tüllenboden dienen dazu, entsprechende dünnwandige Rohrhülsen mit Verteilertüllen aufzunehmen, die einen Auflagering definierter Höhe enthalten und dadurch nicht nach unten abgleiten können. Der Tüllenboden ist in einer Höhe über dem Rohrboden durch verstellbare Stehbolzen so angebracht, daß die Rohrhülsen einige Millimeter in die Rohre des Rohrbündelapparates eingeführt werden und dort an der Wandung anliegen. Nach oben sind die, die Benetzungsvorrichtungen enthaltenden Rohrhülsen durch ein darauf liegendes Drahtgewebe, das die Funktion eines Andrückbodens ausübt, gesichert. Der Andrückboden ist zweckmäßig an den Stehbolzen befestigt und ermöglicht ein Betreiben der Flüssigkeitsverteilvorrichtung auch bei extremen Belastungen, wie Druckstößen und Fluten des Apparates.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht auch darin, daß die Rohrhülsen oben in Höhe des Flüssigkeitsstandes und unten innerhalb der Verdampferrohre perforiert sind. Dadurch wird einerseits ein Flüssigkeitsüberlauf und andererseits eine gleichmäßige Benetzung der Verdampferrohre gewährleistet. Die Be netzungseinrichtungen können auch aus an sich bekannten Gaze- oder Siebgewebehülsen bestehen, die oben um die Rohrhülse gebörtelt und gegebenenfalls mit dem Auflagering verbunden sind und bis in die Rohre des Rohrbündelapparates reichen. Der Rand des Tüllenbodens liegt höher als die oberen Enden der Tüllen. Oberhalb des Andrückbodens kann sich zur Aufnahme der über ein kreisförmiges Zackenwehr laufenden Flüssigkeit eine weitere Verteilerwanne mit Öffnungen im Boden befinden, wobei diese Öffnungen zwischen drei benachbarten Tüllen des darunterliegenden Bodens liegen. Anzahl der Öffnungen, Bohrungsdurchmesser und Höhe der Aufkantung des Lochbodens sind dem entsprechenden Belastungsbereich angepaßt. Bei Gegenstromapparaten werden in diesem Lochboden Dämpfekamine angeordnet, die mindestens den Durchmesser der Verdampferrohre haben und die den Dämpfeabzug gewährleisten.

Die Besonderheiten der Erfindung bestehen darin, daß alle Vorteile bekannter Flüssigkeitsverteilervorrichtungen, wie Verwendung serienmäßiger Rohrbündelapparate, Justierung auf der Baustelle, gleichmäßige Beschickung und Befilmung der Rohrinnenwände, Vermeidung von Beschädigungen der Befilmungseinrichtung, problemlose Montagemöglichkeit und Wartungsfreundlichkeit vereinigt und die Nachteile der jeweils bekannten Einrichtungen ausgeschlossen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnung in einem Beispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1: Querschnitt der Flüssigkeitsverteilvorrichtung Figur 2: Einzelteil Tülle

Der Flüssigkeitsverteiler wird eingesetzt in einen stehenden Rohrbündelapparat 1 mit einer Haube 2 gleichen Durchmessers. An die Ausführung des oberen Rohrbodens 3 im Rohrbündelapparat 1 werden keine Genauigkeitsanforderungen gestellt, die über die in einer Norm festgelegten hinausgehen.

In einem oberen Rohrboden 3 werden drei Gewindestehbolzen 4 eingeschraubt. Die Gewindestehbolzen 4 sind entsprechend der Dreiecksteilung des Rohrbündels angeordnet. Aufgrund der kleinen Dreiecksteilung wurde auf drei Rohre des Rohrbündels zugunsten der Stehbolzen 4 verzichtet.

An den Stehbolzen 4 verschraubt sitzen, nach erfolgter Montage des Apparates horizontal ausgerichtet, der Tüllenboden 5 mit Andrückboden 6, der Loch boden 7 mit Dämpfekaminen 9 und die Einlauftasse 8. Die Dämpfekamine 9 im Lochboden 7 sind in der Querschnittsfläche a der Querschnittsfläche aller Rohre, um einen Dämpfestau zu vermeiden. Anzahl und Querschnitt der Löcher 10 sowie die Höhe der Lochbodenaufkantung werden der jeweiligen Flüssigkeitsbelastung angepaßt. Die Anordnung der Löcher im Lochboden 10 ist so gewählt, daß der Ablauf in die Mitte zwischen drei benachbarten Tüllen 11 auf den Tüllenboden 5 trifft. Die Tüllen 11 werden in den Tüllenboden 5 lose eingesetzt. Danach sitzen die Tüllen 11 in den Rohrbündelrohren 12 seitlich geführt. Die vertikale Fixierung erfolgt durch bündigen Sitz zwischen Tüllenboden 5 und den Tüllenringen 13. Alle Tüllenringe 13 sind gleichhoch und gewährleisten bei horizontalem Sitz des ebenen Tüllenbodens 5 den gleichmäßigen und gleichverteilten Flüssigkeitsübergang an die Rohre. Die seitlich überhöhte Aufkantung des Tüllenbodens 5 garantiert auch bei extremer Flüssigkeitsbelastung eine einwandfreie Funktion des Verteilers. Auf allen Tüllen 11 aufliegend und über die Gewindestehbolzen 4gleichmäßig angedrückt befindet sich der Andrückboden 6. Somit ist garantiert, daß die Sickerströmung zwischen Tüllenboden

5 und Tüllenringen 13 vernachlässigbar ist und daß der Verteiler auch bei extremen technologischen Zuständen wie Fluten des Apparates und Druckstößen seine Funktion erfüllt.

Die Tülle 11 besteht aus Lochblech, wobei die Tülle nur oberhalb des Tüllenringes 13 und im Rohrbündelrohr 12 gelocht ist. Durch die perforierte Ausführung bleibt der Flüssigkeitsfilm als Ringströmung auch beim Übergang an die Rohrwand erhalten. In einer anderen Ausführung kann anstelle von Lochblech auch Gebrauchssiebgewebe oder Streckmetall als Tülle verwandt werden. Freier Querschnitt und Feinheit richten sich nach Viskosität und Verschmutzungsgrad des Produktes.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   1. Flüssigkeitsverteilvorrichtung auf senkrechte Rohrbündel mit Justiereinrichtung, insbesondere für Fallfilmapparate, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeitsverteilvorrichtung aus einem an sich bekannten ebenen tassenartigen Tüllenboden (5) mit zum Rohrbündelboden (3) kongruenten Öffnungen und Tüllen (11) mit Tüllenring (13) exakt gleicher Geometrie, die in die Öffnungen aufliegend eingeschoben sind, besteht und die Tüllen (11) oberhalb des Tüllenrings (13) und im Einsteckbereichzu den Verdampferrohren (12) mehrere Reihen radialer Bohrungen vorzugsweise in Dreiecksteilung oder andere Perforationen enthalten und die Tüllen (11) im Bereich der unteren Perforationen mit den Verdampferrohren (12) überlappend und anliegend in diese eingeführt sind.