DE1266728C2 - Vorrichtung zum trennen eines dampfwasser-gemisches mit ueberwiegender wasserkomponente - Google Patents

Vorrichtung zum trennen eines dampfwasser-gemisches mit ueberwiegender wasserkomponente

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DE1266728C2
DE1266728C2 DE1961L0039320 DEL0039320A DE1266728C2 DE 1266728 C2 DE1266728 C2 DE 1266728C2 DE 1961L0039320 DE1961L0039320 DE 1961L0039320 DE L0039320 A DEL0039320 A DE L0039320A DE 1266728 C2 DE1266728 C2 DE 1266728C2
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Dipl-Ing Fritz Bukau
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/16—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants comprising means for separating liquid and steam
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen eines Wasser-Dampf-Gemisches mit überwiegender Wasserkomponente, bestehend aus einem Öffnungen zum Abströmen des W ssers enthaltenden Zylinder, der nach unten durch eine Bodenplatte verschlossen ist oder an dessen unterem Ende ein stromlinienförmig ausgebildeter Kern angeordnet ist, mit einem tangentialen Einlaß für das Gemisch und einem Auslaß für den Dampf oberhalb des zylindrischen Raumes.
Bei nuklearen Dampferzeugern wurden bereits in bekannter Weise mechanische Dampfwasserabscheider verwendet. Derartige Abscheider wie sie aus der deutschen Patentschrift 732 549, der Zeitschrift Chemie-Ing. Technik 25 (1953) Nr. 6, S. 328 bis 330 und der schweizerischen Patentschrift 197 678 an sich bekannt sind, wurden auch bereits im konventionellen Dampfkraftbau verwendet. Zur Trennung von Wasser und Dampf wird dabei das Dampf-Wasser-Gemisch tangential und horizontal in einen zylindrischen Raum eingeführt. Das Wasser wird dabei nach außen geschleudert, und an der Oberfläche des sich bildenden Wirbels wird der Dampf frei.
Der Dampf strömt bei diesen Abscheidern durch ein in der Mitte des Zylinders angeordnetes axial gerichtetes Rohr hinaus, während das abgeschiedene Wasser sich an der Zylinderwandung sammelt und schließlich über eine tangentiale Öffnung am Boden des Zylinders abgelassen wird. Dieser bekannte Abscheidertyp weist jedoch bei Vorliegen eines Gemisches mit vorwiegender Wasserkomponentc Nachteile auf: Einmal wird, weil der überwiegende Teil des Gemisches aus Wasser besteht, durch den Druckverlust zwischen Umfang und Mitte des Wirbelfeldes die an die Wandung des Zylinders geschleuderte Flüssigkeit zur Mitte des Zylinders getrieben und teilweise mit dem Dampfstrom mitgerissen; zum anderen bildet sich durch den unsymmetrischen Abfluß der Flüssigkeit im unteren Teil des Abscheiders eine gleichfalls unsymmetrische Flüssigkeitsansammlung heraus, wodurch der Dampfzopf aus seiner zentralen Lage abweicht, und so größere Dampfmengen mit der Flüssigkeit abgeführt werden. Es kommt jedoch bei der Anwendung von Abscheidern bei Kernreaktoren gerade darauf an, daß das abströmende Wasser aus Gründen der Kernauslegung und zur Vermeidung von Kavifitionserscheinungen hochgradig dampfblasenfrei ist.
ίο Weitere Abscheider sind durch die deutsche Patentschrift 1 043 285 und die am 19. 7.1956 bekanntgemachten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung D 17 0171a 13g bekanntgeworden. Diese Abscheider eignen sich nur für die Trennung eines
Dampfwassergemisches mit überwiegendem Dampfanteil, sind also Wasserabscheider. Das dampfreiche Gemisch strömt vertikal in einen unten offenen Zylinder ein, wo es durch Schraubenflächen in Rotation versetzt wird. Anschließend ist bei der deutschen Patentschrift eine Trichterfläche und bei den bekanntgewordenen Unterlagen der deutschen Anmeldung eine Blende mit darüberliegcnden Abströmöffnungen zum Abschälen des ausgeschleuderten Wassers vorgesehen.
Das abgeschälte Wasser wird in einem separaten Ringraum gesammelt und von dort aus abgezogen, während der getrocknete Dampf unten aus dem Zylinder abströmt. Bei diesen Abscheidern wird nicht das abgezogene Wasser dampffrei, sondern der
Dampf möglichst wasserfrei gemacht. In dem abgezogenen Wasser sind daher noch relativ große Dampfmengen vorhanden. Diese Abscheider lösen daher nicht das Problem, ein wasserreiches Dampf-Wasser-Gemisch möglichst dampfblasenfrei zu machen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung, diese so zu gestalten, daß eine möglichst vollständige Befreiung des Wassers vom Dampf bei geringstmöglichem Druckabfall gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen in der Zylinderwandung zum radialen Abströmen des durch Zentrifugalkräfte vom Dampf getrennten Wassers nach außen über den
Umfang und in axialer Richtung über die gesamte Länge der Zone, in der Wasser und Dampf separiert sind, verteilt sind und sich jeweils in bezug auf die Längsachse des zylindrischen Raumes in gleicher Höhe befinden und daß die Größe der Öffnungen in der Zylinderwand in Richtung auf den Boden zunimmt.
Gegenüber den erstgenannten Entgegenhaltungen besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß das ausgeschleuderte Wasser symmetrisch abgeführt wird, so daß diesbezüglich ein Mitreißen der Dampfblascn verhindert wird. Außerdem benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die radiale Abströmung nur eine geringe Querschnittsfläche, so daß die Vorrichtungen im Kernreaktor- druckgefäß dicht gepackt angeordnet werden können und somit der Druckverlust relativ gering ist. Durch die axial gestaffelte Abströmung werden zudem die Druckverhältnisse im Innern des Abscheiders günstig beeinflußt, wie später noch erläutert werden wird.
G5 Gegenüber den letztgenannten Entgegenhaltungen liegt zunächst ein prinzipieller Unterschied darin, daß im bekannten Fall keine Umkehrung der Strömungsrichtung des Dampfes erfolgt, so daß vollkom-
men andere Strömungsverhältnisse vorliegen. Es fehlt demgemäß die sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und bei der Vorrichtung nach den erstgenannten Entgegenhaltungen typische Druckgleichgewichtsbedingung im Wasser- und Dampfpfad, die durch die Abströmöffnungen des Dampfes und des Wassers wesentlich beeinflußt wird. Die im Falle der letztgenannten Entgegenhaltungen vorgesehenen radialen Öffnungen haben daher nicht die Funktion, im Rahmen des Druckgleichgewichtes eine symmetrisehe Gestalt der rotierenden Wassermasse und eine günstige Ausbildung des Dampfzopfes zu gewährleisten, sondern haben allein den Zweck, das abgetrennte Wasser abzufünren. Sie sind also reine Abflußöffnungen ohne Drosselfunktion.
Durch die britische Patentschrift 4986 (1914) ist zwar eine Vorrichtung zum Abtrennen von Öl aus Dampf oder Gas bekanntgeworden, bei der die Rotation des Gemischstromes durch eine Wendel in einem zylindrischen Abscheideraum bewirkt wird und die in ihrer Wandung Perforieru.igen hat, durch die abgeschiedene Öltröpfchen aus dem Abscheider herausgeführt werden. Eine solche Anordnung ist aber nicht zur Trennung eines Dampf-Wasser-Gemisches mit überwiegender Wasserkomponente geeignet, da hierzu Maßnahmen getroffen werden müssen, durch die sich im Innern des Abscheiders ein söge-
strömrnum angeordnet werden Für Druck- und Fluss.gke.tsvcrhaHnissc kan· haft sein statt dessen um die T^nn3 Höhe der öflnungen cn Pra It Ice
Durch die au diese We.sc rad M ten Lücher wird gerade so vieI ^ Zylinder abgeschieden, wie ich im Z scpar.ert hat. Der untere T .1 des g Imdcrs « d se mit vorte, hafterweise nicht unnötig m bLreu fe trenntem Wasser belastet. Außerdem wird eineffekt verbessert. nnmnfstrom
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Senderaum nach der britischen Patentschrift 4986 35 F j;g. 1eι b, unj die Trennv^,™ch (1914) nur zum Herausführen abgeschiedener Tropf- Offnungen 4 en Blech 6bete ti£t we chen ms dem Abscheider dienen, haben die Öffnun- verschlossen ist so daß hu. durch 1
Trennvorrichtung in Höhe der Öffnungen ein Ab- ßerunglO.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vorrichtung zum Trennen eines Wasser-Dampf-Gemisches mit überwiegender Wasserkomponente, bestehend aus einem Öffnungen zum Abströmen des Wassers enthaltenden ZyHnder, der nach unten durch eine Bodenplatte verschlossen ist oder an dessen unterem Ende ein stromlinienförmig ausgebildeter Kern angeordnet ist, mit einem tangentialen Einlaß für das Gemisch und einem Auslaß für den Dampf oberhalb des zylindrischen Raumes, dadurch gekennzeichnet,, daß die Öffnungen in der Zylinderwandung zum radialen Abströmen des durch Zentrifugalkräfte vom Dampf getrennten Wassers nach außen über den Umfang und in axialer Richtung über die gesamte Länge der Zone, in der Wasser und Dampf separiert sind, verteilt sind und sich jeweils in bezug auf die Längsachse des zylindrischen Raumes in gleicher Höhe befinden, und daß die Größe der Öffnungen in der Zylinderwandung in Richtung auf den Boden zunimmt.
DE1961L0039320 1961-06-22 1961-06-22 Vorrichtung zum trennen eines dampfwasser-gemisches mit ueberwiegender wasserkomponente Expired DE1266728C2 (de)

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DE1056590B (de) * 1956-03-15 1959-05-06 Joy Mfg Co Vorrichtung zur Behandlung eines stroemenden, beispielsweise gasfoermigen Mediums mit einem zweiten, beispielsweise fluessigen Medium, insbesondere zum Waschen von Gasen

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