DD227332B1

DD227332B1 - LIQUID DISTRIBUTION DEVICE FOR VERTICAL PIPE BOWL, ESPECIALLY FOR CASE FILM APPARATES

Info

Publication number: DD227332B1
Application number: DD26862284A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Goldstein; Walter Hering; Werner Hering; Werner Riedel; Karl Nehne; Lothar Spottke; Ulrich Walter; Frank Winkler
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1984-10-23
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1988-03-23
Also published as: DD227332A1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung auf senkrechte Rohrbündel, insbesondere für Fallfilmapparate, die eine gleichmäßige Verteilung von einzudampfenden Flüssigkeiten gewährleistet.The invention relates to a liquid distribution on vertical tube bundles, especially for falling film apparatus, which ensures a uniform distribution of liquids to be evaporated.

Characteristic of the known technical solutions

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.In falling film apparatus, the formation of a uniform and continuous liquid film on the inner wall of each evaporator tube for trouble-free and quality-securing evaporation is essential. To accomplish everything, i. To allocate the same amount of liquid to each evaporator tube requires a suitable distributor device above the upper tube plate of the evaporator.

Aus der Literatur sind hierzu verschiedene Lösungen bekannt.Various solutions are known from the literature for this purpose.

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.According to DE-PS 909942 it is known to achieve the distribution of the liquid with slotted Übersteckrohren on the heating pipes. Here, however, is to be expected with contamination and clogging of the slots.

Außerdem ist die waagerechte Ausrichtung der Übersteckrohre bzw. Schlitze problematisch und nur schwer zu realisieren.In addition, the horizontal orientation of the Übersteckrohre or slots is problematic and difficult to implement.

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.Another solution is known from DE-AS 2436733, wherein the distribution is carried out by overflow over the heating pipes, which are designed going beyond the tube sheet in this case. Here again the problem of horizontal alignment of the upper tube ends of the evaporator tubes occurs. On the other hand, in most standardized tube bundle apparatus, the heating tubes are not pulled over the tubesheet.

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.According to DE-AS 1262967 it is known for distribution that above each heating tube, a diameter equivalent adjusting tube is supported and mounted so that a defined annular gap between the heating and control tube can be realized by screw adjustment, through which flows the desired amount of liquid. In addition, this complicated solution has the disadvantage that the uniform gap setting on each tube is uncertain and uncontrollable. Occurring throughput fluctuations would necessarily entail complicated gap changes.

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.Furthermore, it is known from DE-OS 2050984 and DE-AS 2554071 that there are liquid distributions consisting of roof tile-like plates and blades or from annular, staggered overflow trays in several levels, the lowest level of each jagged, directly above the evaporator tubes running channels is formed. These distribution devices are of great design complexity and can be difficult to implement mechanically. According to DE-PS 1519742 it is known that the liquid distribution takes place by means of two tanks arranged one above the other, each of which has holes offset from one another in the tank bottom, the inner or upper tank having more holes with a smaller diameter than the lower one. From the lower tub, the liquid drips evenly distributed on the tubesheet.

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.This technical solution has the disadvantage that in the inner tub no constant necessary liquid level can be guaranteed. With low throughput, it is possible that no fluid level is given at all. Due to the very small holes, on the other hand, there is the danger of clogging, so that the inner tub can be flooded and thus the distribution effect is not present.

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.According to the commercial patent 106782 and the additional patent 113844 and DE-AS-1519637 similar solutions are known in addition to the dripping tray bottoms above it inlet channels, impact distributor, catch cylinder and in DE-AS-1519637 have annular overflow channels.

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.An improved device is known from DE-AS-2212816, which consists of a distributor to be put in scale distribution with built distribution pipes whose diameter is greater than that of the evaporator tubes. The distribution pipes are provided at the top with overflow slots and at the bottom with drainage points. Its location over the evaporator tubes is mounted so that the liquid is always dripping onto the tubesheet between the evaporator tubes. Above the distribution tray there is a vertical and a horizontal baffle plate for distributing the liquid.

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.Although this illustrated distributor brings a uniform distribution of the liquid on the tube plate between the evaporator tubes, but in this case a similar wetting of the tube inner walls of the evaporator tubes can not be guaranteed.

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.Furthermore, according to WP-PS 83112 a device for uniform wetting of the tube inner walls is known, although it ensures a uniform wetting of the tube inner walls, but no uniform feeding of the tubes. Furthermore, there is a risk of pressure surges that the patch spouts lifted from the pipes and thus become ineffective.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung für senkrechte Rohrbündel, insbesondere für Fallfilmverdampfer, deren Konstruktion und Ausführung unkompliziert gehalten und die wartungsarm ist.The aim of the invention is a Flüssigkeitsverteilvorrichtung for vertical tube bundles, in particular for falling film evaporator, the design and execution of which is kept uncomplicated and low maintenance.

Explanation of the essence of the invention

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.The object of the invention is to provide a Flüssigkeitsverteilvorrichtung to provide an optimal and uniform distribution of liquids to be evaporated on the vertical tubes of a tube bundle apparatus, in particular a falling film evaporator, wherein the tube bundle of the trickle no special requirements, that is, it can be conventional Tube bundle apparatuses with hoods without cross-sectional enlargement can be used. According to the invention, the object of the liquid distribution is achieved in that height-adjustable and thus horizontally alignable spout bottom in the form of a distribution cup the underlying tube bundle bottom congruent openings are included in an attached by means of the tube plate stud bolts. These openings in the grommet bottom serve to accommodate corresponding thin-walled tubular sleeves with distribution spouts that contain a support ring defined height and thus can not slide down. The Tüllenboden is mounted at a height above the tube sheet by adjustable studs so that the tube sleeves are introduced a few millimeters into the tubes of the tube bundle apparatus and abut there against the wall. At the top, the tube sleeves containing the wetting devices are secured by a wire mesh lying thereon, which has the function of a pressure base. The Andrückboden is suitably attached to the stud and allows operation of the Flüssigkeitsverteilvorrichtung even under extreme loads, such as pressure surges and floods of the apparatus.

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.An expedient embodiment also consists in that the tube sleeves are perforated at the level of the liquid level and below inside the evaporator tubes. As a result, on the one hand, a liquid overflow and on the other hand a uniform wetting of the evaporator tubes is ensured. The loading netting devices may also consist of known gauze or Siebgewebehülsen, which are topped around the tubular sleeve and optionally connected to the support ring and reach into the tubes of the tube bundle apparatus. The edge of the Tüllenbodens is higher than the upper ends of the spouts. Above the Andrückbodens may be for receiving the running over a circular Zackenwehr fluid another distribution tray with openings in the ground, these openings are located between three adjacent spouts of the underlying soil. Number of openings, bore diameter and height of the upstand of the perforated bottom are adapted to the corresponding load range. In countercurrent apparatuses steamer stacks are arranged in this hole bottom, which have at least the diameter of the evaporator tubes and ensure the attenuation.

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.The peculiarities of the invention are that all the advantages of known liquid distribution devices, such as use of standard tube bundles, adjustment on site, uniform loading and Befilmung the pipe inner walls, avoiding damage to the filming device, easy installation and ease of maintenance combined and the disadvantages of each known devices are excluded ,

embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnung in einem Beispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings in an example. Show it:

Figur 1: Querschnitt der Flüssigkeitsverteilvorrichtung Figur 2: Einzelteil TülleFigure 1: cross section of the liquid distribution device Figure 2: item spout

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.The liquid distributor is used in a stationary tube bundle apparatus 1 with a hood 2 of the same diameter. The execution of the upper tube sheet 3 in the tube bundle apparatus 1, no accuracy requirements are set, which go beyond those specified in a standard.

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.In an upper tube sheet 3, three threaded studs 4 are screwed. The threaded studs 4 are arranged according to the triangular division of the tube bundle. Due to the small triangular division was dispensed with three tubes of the tube bundle in favor of the stud 4.

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 TüllenbodenSitting screwed to the stud 4, aligned horizontally after installation of the apparatus, the nozzle bottom 5 with Andrückboden 6, the hole bottom 7 with Dämpfekaminen 9 and the inlet cup 8. The Dämpfekamine 9 in the perforated bottom 7 are in the cross-sectional area a of the cross-sectional area of all tubes, to avoid damper accumulation. Number and cross section of the holes 10 and the height of Lochbodenaufkantung be adapted to the respective liquid load. The arrangement of the holes in the perforated bottom 10 is chosen so that the flow in the middle between three adjacent spouts 11 hits the spout bottom 5. The spouts 11 are loosely inserted into the spout bottom 5. Thereafter, the spouts 11 sit in the tube bundle tubes 12 guided laterally. The vertical fixation is done by flush fit between Tüllenboden 5 and the Tüllenringen 13. All Tüllenringe 13 are the same height and ensure a horizontal fit of the flat Tüllenbodens 5 the uniform and evenly distributed liquid transition to the pipes. The laterally elevated upstand of the Tüllenbodens 5 guarantees a perfect function of the distributor even with extreme liquid load. On all spouts 11 resting and pressed over the threaded stud 4 gleichgleichmäßig is the Andrückboden 6. Thus, it is guaranteed that the seepage between 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.5 and Tüllenringen 13 is negligible and that the distributor fulfills its function even in extreme technological conditions such as floods of the apparatus and pressure surges.

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.The spout 11 is made of perforated plate, the spout is perforated only above the Tüllenringes 13 and in the tube bundle tube 12. Due to the perforated design of the liquid film is obtained as a ring flow at the transition to the pipe wall. In another embodiment, instead of perforated plate also used sieve fabric or expanded metal can be used as a spout. Free cross-section and fineness depend on the viscosity and degree of contamination of the product.

Claims

Claim:

1. Flüssigkeitsverteilvorrichtung on vertical tube bundle with adjusting device, especially for falling film apparatus, characterized in that the Flüssigkeitsverteilvorrichtung of a known cup-like Tüllenboden (5) with the tube bundle bottom (3) congruent openings and spouts (11) with Tüllenring (13) exactly the same Geometry, which are inserted resting in the openings exists, and the spouts (11) above the spout ring (13) and in the insertion region to the evaporator tubes (12) a plurality of rows of radial bores preferably in triangular pitch or other perforations and the spouts (11) in the area the lower perforations are introduced with the evaporator tubes (12) overlapping and fitting in this.