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Vorrichtung zum Trennen von Wasser und Dampf Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Trennen von Wasser und Dampf mit in der Dampf- und Wassertrommel
eines Dampferzeugers angeordneten Zyklonabscheidern, in welchen sich eine parabelförmige
Grenzfläche zwischen Dampf und Wasser bildet, und mit einer Einrichtung zum Reinigen
des abgetrennten Dampfes mittels reinem Speisewassers.
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Der Zweck der Erfindung ist, die Reinheit des Dampfes zu verbessern,
der aus den in Dampfkesseln zwecks Abscheidung des Dampfes von dem Kesselwasser
verwendeten Wirbelabscheidern abgeht.
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Zyklonabscheider werden in den Dampf- und Wassertrommeln von Wasserrohrdampfkesseln
schon mehr als zwanzig Jahre verwendet, um den aus den Steigrohren kommenden Dampf
von dem Kesselwasser zu trennen. Die Ansprüche an die Reinheit des aus dem Kessel
abgehenden Dampfes sind fortlaufend gewachsen. Gleichzeitig sind die in den Kesseln
verwendeten Arbeitsdrücke gestiegen, wodurch die Abscheidung des Dampfes aus dem
Wasser erschwert und die Menge der in dem Dampf gelösten Salze erhöht wurde. Es
ist festgestellt worden, daß man nicht imstande ist, mit Zyklonabscheidern und hinter
diesen angeordneten trockenen Filtern die jetzigen Ansprüche an die Reinheit des
Dampfes zu erfüllen, wenn nicht die Menge der in dem Kesselwasser vorkommenden Verunreinigungen
kleiner gehalten wird, als die aufgestellten Leitwerte es vorschreiben. Es ist anzunehmen,
daß dies darauf zurückzuführen ist, daß bei der Trennung der Dampfblasen von dem
Dampf-Wasser-Gemisch in dem Zyklonabscheider der die Dampfblasen umgebende Wasserfilm
in der Grenzfläche zerbricht und teilweise sehr kleine Wassertropfen entstehen,
die Verunreinigungen des Kesselwassers enthalten und die in bezug auf ihre Masse
zu klein sind, um auf Grund der Wirbelwirkung innerhalb des Abscheiders oder in
den nach dem Abscheider angeordneten Filtern abgeschieden zu werden, sondern in
dem aus dem Kessel abgehenden Dampf verbleiben.
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Zwecks Verbesserung der Qualität des Dampfes ist in den Dampfraum
von mit Zyklonabscheidern versehenen Dampf-Wasser-Trommeln ein waagerechtes, aus
perforierten Scheiben bestehendes Filter eingebaut worden, auf welchem ein aus reinem
Speisewasser bestehender Film verbreitet wird, durch welchen der Dampf aus dem Abscheider
in den Dampfraum strömen muß, damit die von dem Dampf mitgerissenen, Verunreinigungen
enthaltenden Kesselwassertropfen in dem Speisewasserfilm haften bleiben.
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Ein Filter dieser Art begrenzt den innerhalb der Trommel für Besichtigungen
und Reparaturen zur
Verfügung stehenden, auch sonst engen Raum, und seine Waschwirkung
ist auch nicht die bestmögliche, da der Dampf entweder als einheitliche Ströme oder
als große Dampfblasen bei den Löchern in der Filterscheibe durch den Speisewasserfilm
hindurchdringt, wobei die in dem Innern schwebenden Wassertropfen mit dem Speisewasser
nicht in Berührung geraten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Oberteil jedes Zyklonabscheiders
eine Düse zur Zerstäubung des Speisewassers in den Dampfraum der Abscheider angeordnet
ist und die Tropfen auf der Grenzfläche zwischen Dampf und Wasser einen Film reinen
Wassers bilden.
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Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Reinheit des aus
dem Zyklonabscheider in den Dampfraum der Trommel eintretenden Dampfes dadurch verbessert,
daß ein Teil des dem Kessel zuzuführenden, im Vergleich zum Kesselwasser mehrfach
reineren Speisewassers in den innerhalb des Abscheiders befindlichen Dampfraum eingespritzt
wird. Hierbei sammeln die Speisewassertropfen - teilweise durch Kondensation - die
in dem Dampfraum während des Abscheidens des Dampfes entstandenen kleinen Wassertröpfchen.
Gleichzeitig wird auf der Grenzfläche zwischen Wasser und Dampf im Zyklonabscheider
fortlaufend ein Film aus Speisewasser ausgebreitet, durch den hindurch sich die
aus dem Kesselwasser
abgeschiedenen Dampfblasen bewegen müssen,
wodurch die beim Zerspringen der Blasen entstehenden kleinen Wassertropfen hinsichtlich
ihrer Reinheit der Qualität des Speisewassers entsprechen.
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Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung wird in der Zeichnung im Schnitt
dargestellt, wo 1 die Dampf- und Wassertrommel bezeichnet, in welche Steigrohre
3 einmünden zwecks Zuführung des Dampf-Wasser-Gemisches und von welcher Fallrohre
4 ausgehen zwecks Ableitung des Wassers. Das Wasserniveau in der Trommel wird auf
einer bez stimmten Höhe 2 gehalten.
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Das aus den Steigrohren in die Trommel kommende Dampf-Wasser-Gemisch
wird in einem Kanal 5 gesammelt und tangential in die Zyklonabscheider 6 geleitet,
aus denen der Dampf in den Dampfraum der Trommel und durch das Trockenfilter 7 in
die Ableitungsrohre 13 gelangt. Das Wasser geht durch den unteren Teil der Abscheider
in den Wasserraum der Trommel und wird durch die Fallrohre 4 zu den Heizflächen
zurückgeführt.
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Gemäß der Erfindung ist im Oberteil des Abscheiders eine Düse 8 bekannter
Art angeordnet, zu der Speisewasser mit gleichmäßigem Überdruck durch ein zu den
verschiedenen Abscheidern führendes Verteilerrohr 9 geleitet wird. Die Düse zerstäubt
das Speisewasser und bildet einen von Wassertropfen gefüllten Kegel 10 in dem Dampfraum
des Abscheiders. Die Speisewassertropfen bewegen sich hinsichtlich der Dampfströmung
im Dampfraum in entgegengesetzter Richtung und geraten in die von der Wirbelbewegung
des Dampf-Wasser-Gemisches erzeugte parabelförmige Grenzfläche zwischen Wasser und
Dampf, wo sie einen reinen Wasserfilm 11 bilden, der dank der fortlaufend hereinströmenden
Wassertropfen
und der Wirbelbewegung des Gemisches eine gleichmäßige Dicke beibehält.
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Der durch den Film und die von der Düse erzeugten Tropfen gereinigte
Dampf entweicht aus dem Abscheider durch eine in dessen Deckel vorgesehene Abführöffnung
und ein darüber angeordnetes Filter 12 bekannter Art. Der Zweck des Filters 12 ist,
die in dem Dampf befindlichen kleinen Wassertropfen zu größeren Wassertropfen anzusammeln,
die sich von dem Dampf in dem Dampfraum der Trommel dank ihrer Schwere trennen.