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Dampfentwässerer Die Erfindung bezieht sich auf Dampfentwässerer für
Wasserrohrkessel.
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Es sind Dampfentwässerer bekannt, bei denen die Abscheidung des Wassers
unter Fliehkraftwirkung innerhalb einer im wesentlichen zylindrischen Kammer stattfindet,
der das Dampf-Was ser-Gemi s eh tangential zuströmt. Das abgeschiedene Wasser tritt
ebenfalls tangential in ungefähr entgegengesetzter Richtung aus und der Dampf strömt
axial ab.
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Grundsätzlich ist es vorzuziehen, das aus dem Dampf abgeschiedene
Wasser in den Dampfraum der Kesseltrommel zurückzuleiten. Das aus dem Dampf abgeschiedene
Wasser enthält nämlich oft noch eine ziemlich große Menge Dampf, besonders dann,
wenn das Dampf-Wasser-Gemisch einen hohen Wassergehalt hat. Gelangt nun das abgeschiedene
Wasser mit noch enthaltenem Dampf in den Wasserraum der Trommel, wie dies bei den
bekannten Abscheiidern der Fall ist, so entstehen erhebliche Nachteile, insbesondere
gibt der eingeführte: Dampf Veranlassung zu unerwünschten Schwankungen des Wasserspiegels
in der Trommel, wenn sich die Kesselbelastung ändert.
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Diese Verhältnisse lassen es wünschenswert elrscheinen, das abgeschiedene
Wasser in den Dampf raum der Kesseltrommel einzuführen. Auch dies hat aber einen
Nachteil. Die lichte Weite des Wasserauslasses nin Dampfabscheider muß so groß gewählt
werden, daß die größte abgeschiedene Menge unbehindert ablaufen kann. Dies bedeutet
aber, daß bei geringeren abgeschiedenen Wassermengen der Ausflußquerschnitt am Abscheider
nicht mit Wasser voll ausgefüllt ist so daß Dampf aus der Trommel in den Abscheider
rückströmen kann. Dies führt zu einer empfindlichen Störung der Wirkungsweise des
Abscheiders.
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Gemäß der Erfindung liegt der Wasserauslaß des Abscheiders im Dampfraum
der Kesseltrommel, und seine lichte Weite ist so bemessen, daß der geringste vorkommende
Wasseranfall ihn noch voll ausfüllt, und ferner ist für die von diesem Auslaß nicht
abführbare Wassermenge eine Hilfsauslaß vorgesehen, durch den das überschüssige
Wasser in an sich bekannter Weise mittels eines Fall rohres unter den Wasserspiegel
in der Trommel nach unten abgeleitet wird.
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Bei dieser Ausbildung des Abscheiders sind also zwei Wasserauslässe
vorhanden, die einen Haupt- und einen Hilfsauslaß darstellen, wobei Wasser durch
den Hilfsauslaß nur abströmt, wenn die ganze Menge des abgeschiedenen Wassers vom
Hauptauslaß nicht aufgenommen werden kann.
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Bei Dampfabscheidern mit Fliehkraftab scheidung ist es an sich auch
bekannt, mit zwei Wasserauslässen zu arbeiten. Das Dampf-Wasser-Gemisch wird hierbei
durch einen Abscheider in S-Form geleitet, d. h. im Abscheider findet zweimal eine:
Abscheidung des Wassers durch Fliehkraft statt. Hierbei ist durch die Verdoppelung
der Abscheiderwirkung nur eine Verbesserung der Gesamtabscheidung beabsichtigt.
Die bei den abgeschiedenen Wasserströme vereinigen sich und gelangen zusammen in
den Wasserraum der Kesseltrommel.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausfülhrungsbeispiels, das in der Zeichnung veranschaulicht ist.
Es zeigt Fig. 1 einen etwas schematischen Querschnitt durch die Damplf-Wasser-Trommel
eines Wasserrohrkessels, wobei zwei Reihen Dampfentwässerer vorgesehen sind, Fig.
2 in kleinerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Dampfentwässerer,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 eine Rückansicht des
Dampfentwässerers.
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Aus der Zeichnung ist die Dampf-Wasser-Trommel 10 eines Dampfkessels
mit Siedee oder Steigrohren 11, Fallrohren 12 (Fig. 2) und zwei waagerecht angeordneten
Speiswasserrohren 13 und 14 ersichtlich.
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Die Steigrohr 11 münden in einen Dampf- und Wassereinlaß-Kanal 21,
der durch den unteren Teil der Trommel und eine Platte 15 begrenzt wird, die aus
miteinander durch Klemmen 17 verbundenen Seg-
menten 16 besteht.
Die Platte 15 endet dicht vor den Stirnwänden der Trommel. Der Einlaßkanal 21 ist
an den Enden der Platte 15 durch Endplatten 22, und an den oberen Enden der Platte
15 durch Platten 23 geschlossen. Die Platten 23 haben rechteckige Auslaßöffnungen
24, an denen mit Flanschen versehene Verbindungsstücke 25 befestigt sind.
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Die Fall. rohre 12 stehen mit den' Endräumen der Trommel außeriiafb
der Enden des Dampfeinlußkanals 21 in Verbindung.
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Ein Dampfentwässerer 26 ist auf jedem Verbindungsstück 25 befestig.
t, so daß er das Dampf Wasser-Gemisch aufnimmt, das in den Kanal 21 aus den Steigrohren
eintritt Wie in Fig. 4 bis 6 dargestellt, besteht jeder Dampf entwässerer 26 aus
einer im wesentlichen zylindrischen Abscheidekammer 31, die durch einen gebogenen
Mantel 28 und Stirnplatten 29, 30 begrenzt und mit waagerechter Achse liegend angeordnet
ist.
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Ein tangential. er Dampf-Wasser-Einlaß 37 ist vorgesehen, der sich
über die ganze Länge der Kammer 31 erstreckt und sich zur Kammer hin etwas verengt.
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Die innere Wand 37' des Einlasses erstreckt sich bis in die Abscheidekammer
und etwa über einen Winkel von 900. Die Einlässe 37 sind mit den Verbindungsstücken
25 verschraubt, so daß das Dampf-Wasser-Gemisch, das getrennt werden soll, senkrecht
nach oben aus dem Kanal 21 in sie eintritt.
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Jeder Dampfentwässerer hat zwei Wasserauslässe, nämlich einen Hauptauslaß
38, der tangential zur Abscheidekammer 31 liegt, und einen Hilfauslaß 39 zwischen
dem Hauptauslaß und dem Einlaß 37. Die beiden Auslässe sind durch eine gebogene
Wand 40 getrennt, die das durch den Hauptauslaß 38 abströmende Wasser zwingt, nach-
unten aus der Abscheidekammer hinauszufließen, d. h. im wesentlichen in entgegengesetzter
Richtung zum Einfluß durch den Einlaß 37.
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Um das Wasser, das durch den Hanptauslaß 38 herausfließt, zu führen,
ist eine gebogene Führungsplatte 41 vorgesehen, die eine einstellbare Verlängerung
42 hat.
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Die Entfernung zwischen dem Rand der gebogenen Wand 37' des Einlasses
und dem Rand der Wand 40 des Wasserauslasses beträgt auf dem Kreisbogen ge messen
weniger als 1800. Eine gebogene durchlöcherte Platte 44 erstreckt -sich über die
Eintrittsmündung des Hilfsauslasses 39, und ein Verlängerungsrohr 45 dient dazu,
das durch diesen Auslaß abfließende Wasser unterhalb des Wasserspiegels der Trommel
einzuführen.
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Jeder Dampfentwässerer 26 hat in seinen Stirnplatten 29, 30 eine
runde ampfauslaß-öffnung 52 mit einem nach innen vorspringenden Flansch 52', der
dazu dient, Wasser, das an den Stirnplatten entlang läuft, am Durchtritt durch diese
Offnungen zu hindern.
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Wie aus Fig, 1 ersichtlich, befindet sich das Ende der Platte 15
im wesentlichen in gleicher Höhe mit dem normalen Wasserspiegel WL der Trommel.
Die Entwässerer 26 sind mit den Achsen ihrer Abscheidekammern waagerecht angeordnet,
so daß der Dampf axial durch die Öffnungen 52 in den Dampfraum der Trommel strömt,
während das abgeschiedene Wasser über die Führungspiatten 41 abgeleitet wird, deren
Verlängerungen, 42 so eingestellt sind, daß sie bis zum normalen, Wassersp-iegel
WL herunterreichen. Abgelschiedenes Wasser, das nicht durch den Hauptwasserauslaß
38 abgeführt wird, gelangt in das Wasser unterhalb des Wasserspiegels WL der Trommel
durch die Hilfsauslässe 39 und ihre VErlängerungsrohre 45.
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Im Dampfraum der Trommel liegt oberhalb der Dampfentwässerer eine
Anzahl von Dampftrocknern 53,
die sich in Querrichtung durch die Trommel und in Längsrichtung
über die Enden der beiden Entwässererreihen hinaus erstrecken. Die Trockner sind
von kannter Bauart, jeder Trockner 53 hat einen V-förmigen Querschnitt und enthält
eine Anzahl von gebündelten W-förmigen Platten 53', die zwischen sich Durchgänge
bilden, durch die der Dampf auf seinem Wege zum Auslaß 54 strömen muß. Mitgerissene
Wasserteilchen, die aus den Entwässerern vom Dampf mitgeführt werden, werden auf
diese Weise abgeschieden und fallen in den Wasserraum der Trommel zurück. Oberhalb
der Trockner 53 befindet sich eine waagerechte Trennwand 57, die zusammen mit den
Stirnplatten 57' eine Trockendampfkammer 58 bildet, aus der der Dampf in den Auslaß
54 gelangt und die mit den Trocknern 53 durch Öffnungen 59 in Verbindung stehen.
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Im Betrieb wird Speisewasser in die Trommel 10 durch die Speisewasserrohre
13, 14 (Fig. 1) eing führt, die dicht an den Wasserauslässen der Dampf entwässerer
angeordnet sind. Der Speisewasserzufluß wird so geregelt, daß der Wasserstand in
der Trommel normalerweise bei WL liegt. Das Speisewasser fließt aus der Trommel
durch die Fallrohre 12 (Fig. 2) und gelangt dann in die Siederohre 11, in denen
ein Dampf-Wasser-Gemisch erzeugt wird. Dieses Gemisch fließt nun in den Einlaßkanal
21 der Trommel und gelangt senkrecht nach oben in die Einlässe 37 der Entwässerer
26 und strömt tangential mit hoher Geschwindigkeit in die Abseheidekammern 31 ein.
Das Gemisch wird hier wirbelnd um die waagerechten Achsen der Kammern 31 bewegt,
so daß Dampf und Wasser durch Zentrifugalkraft getrennt werden. Das abgeschiedene
Wasser läuft rundum durch die Kammein als verhältnis, mäßig dünne Schicht, während
der Dampf aus den Kammern in Längsrichtung abströmt und dann axial durch die Dampfauslässe
52 in den Dampfraum der Trommel gelangt. Da die Wasserschicht am Umfang des Mantels
28 dünn ist, tritt eine schnelle Dampfentwässerung ein. Die lichte Weite des Hauptwasserauslasses
38 ist geringer als die des Einlasses 37 und ist so berechnet, daß der geringste
vorkommende Wasseranfall ihn noch voll ausfüllt. Der größere Teil des abgeschiedenen
Wassers wird daher durch den Hauptauslaß 38 abfließen, wobei dieser Auslaß überflutet
bleibt, trotzdem er über dem Wasserspiegel der Trommel angeordnet ist. Beim Verlassen
des Hauptauslasses wird das Wasser durch die Führungsplatte 41 und ihre Verlängerung
42, die bis zum Wasserspiegel eingestellt ist, ruhig nach unten abg führt. Das Wasser,
das nicht durch den Hauptauslaß abfiießt, geht durch die durchlöcherte Platte 44
und den Hilfsauslaß 39 hindurch und wird durch das Vor ; längerungsrohr 45 in den
unteren Teil der Trommel eingeführt.
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Der entwässerte Dampf, der die Dampfentwässerer 26 durch die Auslaßöffnungen
52 verläßt, geht nach oben in den oberen Teil der Trommel 10 und gelangt dann in
die Dampftrolcner 53, in denen noch mitgerissenes Wasser abgeschieden wird. Der
trockene Dampf strömt aus der Trommel 10 durch den Auslaß 54 ab.
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Die beschriebene Anordnung bat: eine Anzahl von sehr bedeutenden,
praktischen Vorteilen.
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Die waagerechte Wirbelachse ermöglicht die Anordnung der Dampfentwässerer
in zwei Reihen, die sehr dicht an der Wand der Trommel liegen, so daß ein breiter
Raum zwischen den Reihen verbleibt.
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Außerdem verbleibt auch über den Dampfentwksseren ein breiter Raum,
wodurch ein Dampftrockner mit
einer sehr ausgedehnten Trockenfläche
untergebracht werden kann.
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Die Tatsache, daß der größere Teil des abgeschiedenen Wassers in
Höhe des Wasserspiegels oder un gefähr in dieser Höhe zurückfließt, bietet den ;
Vorteil, daß sehr wenig Dampf, wenn überhaupt, mit dem Wasser nach unten und unter
den Wasserspiegel der Trommel mitgeführt werden kann; denn Dampf innerhalb des Wassers
in der Trommel ergibt die Gefahr von Änderungen des Wasserspiegels, wenn sich die
Belastung des Kessels ändert.
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Die Anordnung der Speisewasserrohre dicht am Auslaß der Dampfentwässerer
ist ebenfalls ein wichtiges Merkmal. Einerseits wird der freie Raum zwischen den
Dampfentwässerern nicht beeinträchtigt, weil die Rohre genügend weit voneinander
entfernt liegen. Andererseits dient das Speisewasser, dessen Temperatur unterhalb
der Sättigungstemperatur liegt, dazu, irgendwelchn Dampf, der mit dem Wasser aus
den Entwässerern austritt, zu kondensieren.
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Wie bereits hervorgehoben, ist die Erfindung hauptsächlich bei Trommeln
von kleinem Durchmesser anzuwenden. Sie kann aber mit Vorteil auch bei Trommeln
jeden Durchmessers benutzt werden.