DE1401317B2 - Dampferzeugungsanlage mit Naturumlauf - Google Patents

Description

45

50

Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungsanlage mit Naturumlauf und mit einer der Anlage gemeinsamen, zur möglichst vollständigen Abscheidung des Dampfes vom Umlaufwasser vorgesehenen Dampf-Wassertrommel, bei der hierzu räumlich entfernt angeordnete Dampf erzeugerelemente jeweils einzeln oder gruppenweise an ihnen räumlich benachbarte, nur zur teilweisen Abscheidung des Umlaufwassers vom Dampf vorgesehene Vorabscheider angeschlossen sind, wobei die Vorabscheider dampfseitig über Steigrohre und wasserseitig über Fallrohre mit der in bezug auf die Vorabscheider höher gelegenen und auch wesentlich größeren, der Anlage gemeinsamen Dampf-Wassertrommel verbunden sind (britische Patentschrift 636 604).

Eine derartige Dampferzeugungsanlage ist besonders zweckmäßig in Fabriken oder in industriellen Gebieten, wo Hochdruckdampf nicht als ein beabsichtigtes Hauptprodukt anfällt, sondern als ein Nebenprodukt zu anderen Prozessen, beispielsweise bei chemischen oder metallurgischen Industrien.

Hier kommen z.B. Ofenteile, Gase oder Abgase vor, die abgekühlt werden müssen, was unter Dampferzeugung mit durch die Heizflächen der Dampferzeugerelemente geleitetem Druckwasser geschieht. Diese Heizflächen müssen dann an solche Plätze verlegt werden, wo die entsprechende Kühlung nötig ist, weshalb sie oft über das ganze industrielle Gebiet verbreitet sind. Die zentrale Kontrolle der Dampferzeugung und der Dampfverteilung kann bei der in Rede stehenden Anlage an einer einzigen Stelle erfolgen, nämlich dort, wo sich die der ganzen Anlage gemeinsame Dampf-Wassertrommel befindet. Dadurch wird eine große Ersparnis ermöglicht. An dieser Dampf-Wassertrommel wird also in üblicher Weise der Wasserstand, die Speisewasserzufuhr usw. zentral kontrolliert.

Damit daneben keine stetige Überwachung an den einzelnen Dampferzeugerelementen erforderlich ist, muß die ganze Anlage mit den Vorabscheidern so arbeiten, daß kein Trockensieden oder Überhitzen in den Heizflächen der Dampferzeugerelemente stattfinden kann. Erreicht wird dies bei der in Rede stehenden Anlage dadurch, daß zwei verschiedene Umlaufkreise vorgesehen sind, nämlich einmal der bereits einleitend genannte äußere Kreis, in welchem Wasser von der gemeinsamen Dampf-Wassertrommel durch ein Fallrohr zum Vorabscheider und Dampf mit Überschußwasser vom Vorabscheider durch ein Steigrohr wieder zur Trommel geführt wird, zum anderen ein innerer Kreis zwischen dem Vorabscheider und den angeschlossenen Heizflächen der Dampferzeugerelemente, in welchem Wasser gewöhnlicherweise vom Vorabscheider durch Fallrohre zu den Heizflächen und die von den Heizflächen kommende Mischung von Dampf und Wasser durch Steig- oder Siederohre wieder zum Vorabscheider geführt wird.

Dabei werden etwaige Betriebsstörungen auch bei maximaler Dampferzeugung ganz verhütet, wenn zum einen der äußere Umlaufkreis immer Wasser in reichlichem Überschuß (z. B. 2- oder 3fach) im Verhältnis zum erzeugten Dampf zum Vorabscheider führt, und zum anderen der innere Umlaufkreis immer Wasser in reichlichem Überschuß zu jeder einzelnen Heizfläche oder Siederohr im Verhältnis zum dort erzeugten Dampf führt.

Es ist offensichtlich, daß die Erfüllung dieser beiden Bedingungen in erster Linie von der Dimensionierung der Rohrsysteme der beiden Umlaufkreise abhängt. Da beide Umlaufkreise mit selbsttätig funktionierendem natürlichem Umlauf arbeiten, resultiert die Treibkraft für den Umlauf in üblicher Weise aus der Differenz zwischen dem Druck der Wassersäule im Fallrohr und dem Druck der Dampf-Wassersäule im Steigrohr und senkrechten Teilen der Siederohre. Man hat dann nur die Rohrdimensionen so anzupassen, daß Gleichgewicht besteht zwischen dieser Treibkraft und dem gesamten Strömungswiderstand für jeden Umlaufkreis beim gewünschten Wasserüberschuß und maximaler Dampferzeugung.

Dem Vorabscheider kommt in diesem Zusammenhang die Aufgabe zu, so mit den beiden Umlaufkreisen, von denen er ein Teil ist, zusammenzuwirken, daß die Voraussetzungen für die eben erwähnten Umlaufbestimmungen erhalten werden und damit die gewünschte Betriebssicherheit erreicht werden kann.

Dies bedeutet, daß der Vorabscheider in der Lage sein muß,

a) in bezug auf den inneren Umlaufkreis das abgeschiedene Umlaufwasser von mitgebrachten Dampfblasen befreien zu können, bevor es zu den angeschlossenen Heizflächen durch die Fallrohre zurückkehrt, und

b) in bezug auf den äußeren Umlaufkreis den Dampf von wenigstens so viel mitgebrachtem Umlaufwasser befreien zu können, daß die noch verbleibende Menge, die den Dampf durch das Steigrohr begleitet, dem auf Grund der Dimensionen des Rohrsystems bestimmten Wasserüberschuß gleich ist.

Wenn nämlich die Bedingung a) nicht genügend erfüllt wird, so vermindert sich der Druck der Wassersäule im Fallrohr durch Vermischung mit dem leichteren Dampf. Dadurch sinkt aber auch die Treibkraft des Umlaufes, wodurch auch der Umlauf leicht ungenügend wird und die Betriebssicherheit deswegen gefährdet ist.

Die Bedingung b) soll andererseits nicht zu einer vollständigen Befreiung des Dampfes von mitgebrachtem Wasser führen, denn eine solche Befreiung darf im Vorabscheider nicht erfolgen, weil damit die Aufgabe des äußeren Umlaufkreises, den Vorabscheider und die daran angeschlossenen Heizflächen mit einem reichlichen Überschuß von Wasser zu versehen, in Frage gestellt würde. Dann muß auch der nicht verdampfte Wasserüberschuß weggebracht werden können, in diesem Falle durch das Steigrohr im äußeren Umlaufkreis.

Wenn im folgenden von »Wasserstand« im Vorabscheider gesprochen wird, so ist damit nicht eine reine Grenzfläche zwischen zwei homogenen Schichten, d. h. von Wasser und Dampf, gemeint, sondern ein etwas ausgedehntes Granzgebiet zwischen einer Wasserschicht, in der wenigstens der obere Teil eine Anzahl steigender Dampfblasen enthält, und einer Dampfschicht, die noch ziemlich viel Wasser in Form von schwebenden Tropfen verschiedener Größe enthält.

Bei der bekannten Dampferzeugungsanlage der eingangs genannten Art (britische Patentschrift 636 604) sind die Vorabscheider als senkrecht stehend angeordnete, am oberen Ende an ein Steigrohr für den abgehenden Dampf, am unteren Ende an ein Fallrohr für das zu den Heizflächen zurückgehende Wasser angeschlossene Behälter ausgeführt, wobei das vom Dampferzeugerelement kommende Dampf-Wassergemisch über eine horizontal angeordnete Rohrleitung zugeführt und über einen etwas schräg nach unten gerichteten Stutzen in den Vorabscheider eintritt. Der obere Wandbereich des Anschlußstutzens bildet mit der sich daran anschließenden oberen Wandung des Vorabscheiders eine schneidenartige Kante aus, während der Wasserstand im Vorabscheider im Abstand unterhalb dieser Kante liegt. Der Dampf des horizontal in den Vorabscheider eintretenden Dampf-Wassergemisches, das teilweise bereits geschichtet ist, wird somit gezwungen, bei seinem Weg in das Steigrohr die schneidenartige Kante zu passieren, wobei die vom Dampf in das Steigrohr mitgenommene Wassermenge um so größer ist, je dichter sich der Wasserstand des Vorabscheiders an der schneidenartigen Kante befindet. Der Querschnittsbereich, durch den der Dampf zum Steigrohr fließen kann, nimmt dabei ab und die Dampfgeschwindigkeit in diesem Teil erhöht sich proportional, was eine entsprechende Zunahme hinsichtlich der Kapazität des Dampfes zum Mitreißen von Wasser bewirkt. Die in das Steigrohr zusammen mit dem Dampf gelangende Menge an Wasser ist damit eine bestimmte Funktion des jeweiligen Wasserstandes im Vorabscheider bei einer konstanten Dampferzeugung. Je höher der Wasserstand, desto mehr Wasser wird mitgenommen und umgekehrt.
Weil andererseits der vom Dampf durchschnittlich

ίο mitgebrachte Wasserüberschuß allein von den Dimensionen des Rohrsystems in dem äußeren Umlaufkreis bestimmt wird, so ist auf Grund eben dieser Dimensionen voraussehbar, welcher mittlere Wasserstand sich im Vorabscheider bei maximaler Dampferzeugung einstellen muß. Durch Anpassung der Größe und Dimensionen der Vorabscheider selbst ist man dann in der Lage, diesen mittleren Wasserstand auf eine solche Höhe zu verlegen, daß Dampfblasen der freien Wasseroberfläche nicht so leicht zum FaIlrohr heruntergesaugt werden können.

Die Dampfblasen, die trotzdem von dem bereits abgeschiedenen, herunterströmenden Wasser mitgesaugt werden, bekommen etwas später noch eine Gelegenheit, wieder aufzusteigen und an der freien Wasseroberfläche abzugehen, weil der untere Teil des Vorabscheiders oberhalb des Fallrohranschlusses eine so große Querschnittsfläche hat, daß die Geschwindigkeit des heruntergehenden Wassers kleiner ist als die mittlere Geschwindigkeit der aufsteigenden Dampfblasen.

Dieser bekannte Vorabscheider ist also in der Lage, die beiden früher genannten Bedingungen a) und b) zu erfüllen, weshalb auch die ganze Dampferzeugungsanlage gut funktionieren kann. Infolge seiner speziellen Bauart ist er aber nur dafür bestimmt und geeignet, mit seiner zugehörigen Heizfläche wasserseitig mit nur einem einzigen Fallrohr und dampfseitig mit nur einem einzigen, in der Nähe des Vorabscheiders waagerecht verlaufenden Steigrohr verbunden zu werden. Diese Begrenzung läßt nur den Anschluß einer kleinen Heizfläche zu, wo auch nur kleine Dampfmengen erzeugt werden können.

Bei größeren Dampferzeugerelementen, wenn es gilt, in einem einzigen Vorabscheider größere Dampfmengen abzuscheiden, die von mehreren größeren Heizflächen kommen, und wo also eine Mehrzahl von Fall-, Steig- und oft auch Siederohren direkt am Vorabscheider angeschlossen werden soll, ist ein Vorabscheider der vorbeschriebenen, bekannten Bauart nicht geeignet. Hier ist statt dessen eine Vorrichtung nötig, wo alle diese Rohre leicht angeschlossen werden können, ohne daß dadurch eine Verschlechterung der Eigenschaften des Vorabscheiders eintritt. Für diesen Zweck wäre es zweckmäßiger, von einem langgestreckten, waagerechten, vorzugsweise zylindrischen Druckbehälter auszugehen. Solche Behälter sowohl von einfacherer wie auch komplizierterer Ausführung sind auch schon früher als Vorabscheider verwendet worden, jedoch nur innerhalb derselben Dampferzeuger, also nur bei räumlich nicht getrennten Heizflächen, wo nur kürzereVerbindungsrohre mit der Dampf-Wassertrommel des Dampferzeugers nötig waren, und deshalb guter natürlicher Umlauf und damit Betriebssicherheit leichter zu erreichen war. — Als Beispiel für einen komplizierteren Vorabscheider dieser Bauart sei die deutsche Patentschrift 131437 erwähnt; hier wird ein Wasserrohrkessel gezeigt, in dem sämtliche Sammel-

5 6

kästen für die Siederohre durch waagerechte Vorab- chen hat und daher leichter imstande ist, größere scheider ersetzt sind. Die von den Siederohren korn- Wassermengen mitzureißen. Die durchschnittlich menden Dampfblasen können hierbei jedoch sehr mitgenommene Wassermenge wird, wie früher geleicht in die Fallrohre der Heizfläche gelangen, wo- sagt, allein von den Dimensionen der an den Vorabmit bei diesem Kessel die Betriebssicherheit in Frage 5 scheider angeschlossenen, dem äußeren Umlaufkreis gestellt ist. zugehörigen Fall- und Steigrohre bestimmt. Es ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für dann leicht, den Vorabscheider so zu bemessen, daß eine Dampferzeugungsanlage der eingangs genannten der Wasserstand oberhalb der Abschirmplatte stehen Art eine Einrichtung zu schaffen, bei der auch bei muß, damit der abströmende Dampf diese Wassergroßen Dampferzeugerelementen und entsprechen- io menge mitzunehmen imstande ist.
den großen Dampfmengen die beiden früher genann- Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele ten Bedingungen a) und b) erfüllt werden können des Gegenstandes der Erfindung dar. In der Zeich- und so eine selbsttätige Wasserzuführung und damit nung zeigt

auch die Betriebssicherheit für die Dampferzeuger- F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht einer

elemente erreicht werden kann. Mit anderen Worten, 15 Dampferzeugungsanlage,

es soll ein Vorabscheider geschaffen werden, der in Fi g. 2 bis 7 drei verschiedene Ausführungen des

der Lage ist, den Dampf vom Umlaufwasser in dem erfindungsgemäßen Vorabscheiders, jeweils in Sei-

Maße befreien zu können, wie es durch die Dirnen- ten- und Stirnansicht.

sionen des Rohrsystems im äußeren Umlaufkreis be- In F i g. 1 sind mit 8 und 9 zwei Dampferzeugerele-

dingt wird, und zwar bei so hohem Wasserstand und 20 mente bezeichnet, die im gezeichneten Beispiel je-

im übrigen unter solchen Verhältnissen in demsel- weils aus Gruppen von parallelgeschalteten, als

ben, daß keine Dampfblasen in die Fallrohre zum in- Siederohre wirkenden Rohrschlangen bestehen, die

neren Umlaufkreis mitgesaugt werden können, so durch abwärts strömende heiße Gase erhitzt werden,

daß der Umlauf in diesem Kreis auch nicht gestört Die beiden Rohrgruppen der Dampferzeugerele-

werden kann. 25 mente 8,9 sind je an einem Ende an einem Verteiler-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß kasten 5 bzw. 4 angeschlossen, die durch ein Fallvorgesehen, daß jeder Vorabscheider in an sich be- rohr 6 mit Verzweigung 7 mit einem Vorabscheider 2 kannter Weise als langgestreckter, im wesentlichen verbunden sind. An ihrem anderen Ende sind die waagerecht oder leicht schräg angeordneter Behälter Siederohre des Dampferzeugerelementes 8 über einen mit an seinem einen Ende mit nach oben abzweigen- 30 Dampfsammler 10 und ein das erzeugte Dampf-Wasdem Steigrohr ausgebildet ist und daß unterhalb des sergemisch abführendes Steigrohr 11 mit dem Vorab-Steigrohranschlusses eine im wesentlichen waage- scheider 2 verbunden, während die Siederohre des rechte und sich vom Ende über einen Teil der Länge Dampferzeugerelementes 9 mit ihrem steigenden des Behälters erstreckende Abschirmplatte vorgese- Ende 9' unmittelbar mit dem Vorabscheider 2 verhen ist, die den Vorabscheider etwa in seiner mittle- 35 bunden sind. Ein weiteres Dampferzeugerelement 16 ren Höhe in eine obere und eine untere Endkammer besteht aus in ähnlicher Weise parallelgeschalteten teilt, wobei die Dampf-Wassereinleitung des aus den Siederohren, die sämtlich mit ihren Steigrohrteilen 14 zugehörigen Dampferzeugerelementen kommenden und ihren unbeheizten Fallrohrteilen 15 mit einem Dampf-Wassergemisches mit einem eine waagerechte weiteren Vorabscheider 3 unmittelbar verbunden Strömung im Vorabscheider ermöglichenden Ab- 40 sind,
stand vor der Abschirmplatte erfolgt. Die Vorabscheider 2,3 stehen dampfseitig jeweils

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der über ein Steigrohr 13 bzw. 18 und wasserseitig über

Erfindung ist die Dampf-Wassereinleitung an dem ein Fallrohr 12 bzw. 17 mit einer in bezug auf die

dem Steigrohr entgegengesetzten Ende des Vorab- Vorabscheider 2,3 höher gelegenen und auch we-

scheiders und die Wasserzuleitung zu den Dampfer- 45 sentlich größeren, der Anlage gemeinsamen

zeugerelementen unter der Abschirmplatte angeord- Dampf-Wassertrommel 1 in Verbindung. Wie weiter

net. aus F i g. 1 ersichtlich, bilden die wasserseitigen FaIl-

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vor- rohre 12 und 17 jeweils unterhalb der Vorabschei-

abscheider wird erreicht, daß das angeschlossene der 2 bzw. 3 ein Knie, das als Wasserabschluß dient

Dampferzeugerelement für praktisch unbegrenzt 50 und Dampfblasen von dem Vorabscheider daran

große Dampfmengen geeignet ist, ohne daß es zur hindert, in die senkrecht heruntergehenden Teile der

Regelung des Wasserstandes innerhalb des jeweiligen Fallrohre zu gelangen, so daß auf diese Weise die ge-

Vorabscheiders besonderer äußerer Maßnahmen wünschte Zirkulationsrichtung sichergestellt wird,

oder auch nur einer Beobachtung bedarf, wie es bei Die dampfseitigen Steigrohre 13 und 18 erstrecken

Kesseltrommeln gewöhnlicher, vollständiger Wasser- 55 sich über ein Knie zu einem hohen Niveau oberhalb

rohrkessel erforderlich ist. des Wasserstandes innerhalb der gemeinsamen

Infolge der beim erfindungsgemäß ausgebildeten Dampf-Wassertrommel 1, was eine größere Freiheit

Vorabscheider vorgesehenen Abschirmplatte wird er- in der Einordnung der Rohre zur Folge hat als sie in

reicht, daß dann, wenn sich der Wasserstand unter- anderen Fällen möglich ist, bei denen das höchste

halb dieser Abschirmplatte befindet, das Wasser im 60 Niveau der Rohre üblicherweise mit Rücksicht auf

Vorabscheider gegen die Wirkung der Geschwindig- den Umlauf bei geringerer Belastung und beim Star-

keit des ausströmenden Dampfes durch die Ab- ten der Anlage begrenzt ist.

schirmplatte geschützt ist, so daß der Dampf dann Die Vorabscheider 2 und 3 mit den dazugehörigen nur unbedeutende Wassermengen mitzunehmen im- Dampferzeugerelementen 8,9 und 16 können verstände ist, während bei oberhalb der Abschirmplatte 65 schiedene, räumlich voneinander getrennt angeordbefindlichem Wasserstand die aus dem Vorabschei- nete Teile einer einzigen großen Dampferzeugungsder austretende Dampfströmung eine wesentlich grö- anlage bilden oder können zu verschiedenen, räumßere Möglichkeit zur Mitnahme von Wasserpartikel- lieh getrennten Dampferzeugern mit je einer Feue-

rung gehören. Jedes einzelne Dampferzeugungselement oder jede Gruppe von Dampferzeugungselementen ist dabei an die Vorabscheider 2,3 und weitere angeschlossen.

Die Fig.2 und3 zeigen eine erste Ausführungsform des Vorabscheiders 2; 3, der als langgestreckter zylindrischer Behälter ausgebildet und hier im wesentlichen waagerecht angeordnet ist. Die von den Dampferzeugerelementen 8,9; 16 kommenden, das Dampf-Wassergemisch führenden Steig- oder Siederohre 11, 9'; 14 münden in das eine Ende des Behälters oberhalb des Wasserstandes ein, während die wasserführenden Fallrohre 6; 15 zu den Dampferzeugerelementen an das andere Ende des Behälters angeschlossen sind. Das zur gemeinsamen Dampf-Wassertrommel 1 führende Steigrohr 13; 18 für den Dampf ist dem Fallrohr 6; 15 gegenüberliegend (oben am Behälter) angeordnet. Das von der Dampf-Wassertrommel 1 kommende, wasserführende Fallrohr 12; 17 ist benachbart dem Fallrohr 6; 15 an den Boden des Behälters angeschlossen. Unterhalb des Anschlusses des Steigrohres 13; 18 ist eine im wesentlichen waagerechte und sich vom Ende über einen Teil der Länge des Behälters erstreckende Abschirmplatte 20 vorgesehen, die den Vorabscheider 2; 3 etwa in seiner mittleren Höhe in eine obere und eine untere Endkammer teilt und verhindert, daß große Wassermengen in das Steigrohr 13; 18 eingesaugt werden, während andererseits Dampf daran gehindert wird, in das Fallrohr 6; 15 zu den Dampferzeugerelementen zu gelangen. Bei diesem Vorabscheider ergibt sich eine einzige Strömungsrichtung in Längsrichtung des Behälters sowohl für das Dampf-Wassergemisch als auch für das Wasser. Nur aus dem Fallrohr 12; 17 in den Vorabscheider eintretendes Wasser hat eine aufwärts gerichtete Richtung, und eventuell mitgeführte Dampfblasen können an dem freien Wasserspiegel leicht abgeschieden werden. Durch diese Gleichrichtung der Ströme wird eine sehr regelmäßige Strömungsbewegung im Vorabscheider erreicht, was die Schichtung des Gemisches in Dampf und Wasser sehr begünstigt. Der Auslaß für das Steigrohr 13; 18 ist hier mit einer größeren Querschnittsfläche als das Steigrohr selbst ausgeführt, wodurch die Neigung des austretenden Dampfes, Wasser mit abzuführen, vermindert wird.

In Fig.4 und5 ist eine weitere Ausführung des Vorabscheiders 2; 3 dargestellt, der ebenfalls aus einem im wesentlichen waagerecht angeordneten, langgestreckten zylindrischen Behälter besteht. Die von den Dampferzeugerelementen 8,9; 16 kommenden, das Dampf-Wassergemisch zuführenden Steigoder Siederohre 11, 9'; 14 münden in das linke Ende des Behälters oberhalb des Wasserstandes ein, während die wasserführenden Fallrohre 6; 15 zu den Dampferzeugerelementen an das gegenüberliegende untere Teil des Behälters angeschlossen sind. Zwischen diesen beiden Anschlußstellen ist hier eine waagerechte Trennplatte 21 etwa in der Höhe der Mitte des Behälters vorgesehen, die verhindert, daß der Dampf aus den Steig- oder Siederohren 11, 9'; 14 in die Fallrohre 6; 15 gelangt. Das zur Dampf- und Wassertrommel 1 führende Steigrohr 13; 18 geht vom oberen Teil des rechten Endes des Behälters ab, während das von der Dampf- und Wassertrommel 1 kommende, wasserzuführende Fallrohr 12; 17 im Abstand von den Fallrohren 6; 15 von unten in den Behälter einmündet.

Auch bei diesem Vorabscheider 2; 3 nach F i g. 4 und 5 fließt somit das aus den Steig- oder Siederohren 11, 9'; 14 von den Dampferzeugerelementen kommende Dampf-Wassergemisch etwa waagerecht in Längsrichtung durch den Behälter und trennt sich dabei allmählich in eine obere Dampfschicht und eine untere Wasserschicht. — Das Wasser strömt jedoch um die rechte Kante der Trennplatte 21 und fließt unterhalb derselben zurück und nach unten in

ίο die Fallrohre 6; 15 zu den Dampferzeugerelementen, zusammen mit dem durch das Fallrohr 12; 17 der Dampf- und Wassertrommel 1 zugespeisten Wasser.

Unterhalb des Steigrohres 13; 18 ist wiederum die im wesentlichen waagerechte, sich vom Ende über einen Teil der Länge des Behälters erstreckende Abschirmplatte 20 vorgesehen, die auch hier verhindert, daß Wasser intermitterend mit dem durch das Steigrohr 13; 18 abgehenden Dampf in größeren Mengen als beabsichtigt zusammentrifft. Der Dampfeinlaß in waagerechter Richtung zu der Endkammer oberhalb der Abschirmplatte 20 hat einen wesentlich größeren Querschnitt als derjenige des Auslasses des Steigrohres 13; 18 so daß der Dampf verzögert wird und dadurch ein Teil des dem Dampf beigemischten Wasser abgeschieden wird.

Der in F i g. 6 und 7 dargestellte Vorabscheider 2; 3 besteht ebenfalls aus einem langgestreckten Behälter, der hier jedoch eine etwas schräg geneigte Lage hat. Der Neigungswinkel beträgt vorzugsweise etwa 5°. Der Dampf entweicht durch das am rechten oberen Ende des Behälters angeschlossene Steigrohr 13; 18 und das Wasser tritt durch die zu den Dampferzeugerelementen führenden Fallrohre 6; 15 am unteren Ende des Behälters aus. Die von den Dampferzeugerelementen kommenden, das Dampf-Wassergemisch zuführenden Steig- oder Siederohre 11, 9'; 14 treten mit einem waagerechten Endteil in den Behälter in der Höhe der Mittellinie des Behälters zwischen den Anschlußstellen für das Steigrohr 13; 18 und für die Fallrohre 6; 15 ein. Die Abschirmplatte 20 unterhalb des Steigrohres 13; 18 bildet auch hier ein Hindernis für das Wasser, das einen Durchgang durch das Steigrohr 13; 18 verhindert.

Die beabsichtigte selbsttätige Regelung des Wasserstandes innerhalb der erfindungsgemäßen Vorabscheider 2; 3 ergibt sich wie folgt: Das durch die Dampf-Wassertrommel 1, das Fallrohr 12; 17, den Vorabscheider 2; 3 und das wiederum zur Dampf-Wassertrommel 1 über das dampfseitige Steigrohr 13; 18 jeweils gebildete äußere Umlaufsystem gemäß F i g. 1 ist für eine bestimmte maximale Dampfmenge durch das Steigrohr 13; 18 und für eine entsprechende Wassermenge durch das wasserseitige Fallrohr 12; 17 ausgelegt, so daß die Wassermenge in kg/sec ein bestimmtes Vielfaches der Dampfmenge, z. B. das Zwei- oder Dreifache, der Dampfmenge in kg/sec beträgt. Wenn in einem bestimmten Augenblick mehr Wasser durch das Steigrohr 13; 18 abgeführt wird, entsteht plötzlich ein größerer Strömungswiderstand in dem Steigrohr 13; 18 als der verfügbaren treibenden Kraft für den Umlauf in diesem Umlaufsystem entspricht. Die treibende Kraft besteht in der Druckdifferenz zwischen dem Druck der Wassersäule im Fallrohr 12; 17 und dem Druck der Dampf-Wassersäule in dem Steigrohr 13; 18. Wenn eine außergewöhnliche Wassermenge in das Steigrohr 13; 18 eingesaugt wird, ist also die Folge davon, daß die Umlaufgeschwindigkeit plötzlich vermindert

409523/1

wird, so daß weniger Wasser als normal durch das Fallrohr 12; 17 in den Vorabscheider 2; 3 gelangt. Dies führt einerseits zu einer plötzlichen Absenkung des Wasserstandes im Vorabscheider 2; 3 bis zu einem Stand unterhalb der Abschirmplatte 20. Wasser und Dampf werden jetzt in der mittleren Zone des Vorabscheiders besser voneinander getrennt, so daß weniger Wasser als normal mit dem Dampf durch das Steigrohr 13; 18 abgeführt wird. Der Strömungswiderstand in dem Steigrohr 13; 18 kann hierdurch auf einen unterhalb des normalen Werts liegenden Wert vermindert werden. Die treibende Kraft

wird dadurch schnell auf einen größeren Wert als der Stromungswiderstand vergrößert, was wiederum ein schnelles Ansteigen der umlaufenden Wassermenge bewirkt, die in den Vorabscheider 2; 3 durch das Fallrohr 12; 17 eintritt. Auf diese Weise tritt eine oszillierende Bewegung mit. ziemlich hoher Frequenz auf, so daß der Wasserspiegel nach vorgenommenen Messungen bis zu zwei vollständigen Oszillationen/ Sekunde erfährt. Die Tatsache, daß die Oszillation eine solch hohe Frequenz hat, bewirkt eine erhöhte Sicherheit dafür, daß die Änderungen des Wasserstandes um den mittleren Stand sehr gering sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Dampferzeugungsanlage mit Naturumlauf und mit einer der Anlage gemeinsamen, zur mögliehst vollständigen Abscheidung des Dampfes vom Umlaufwasser vorgesehenen Dampf-Wassertrommel, bei der hierzu räumlich entfernt angeordnete Dampferzeugerelemente jeweils einzeln oder gruppenweise an ihnen räumlich benachbarte, nur zur teilweisen Abscheidung des Umlaufwasser vom Dampf vorgesehene Vorabscheider angeschlossen sind, wobei die Vorabscheider dampfseitig über Steigrohre und wasserseitig über Fallrohre mit der in bezug auf die Vorabscheider höher gelegenen und auch wesentlich größeren, der Anlage gemeinsamen Dampf-Wassertrommel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorabscheider (2; 3) in an sich bekannter Weise als langgestreckter, im wesentlichen waagerecht oder leicht schräg angeordneter Behälter mit an seinem einen Ende mit nach oben abzweigendem Steigrohr (13; 18) ausgebildet ist und daß unterhalb des Steigrohranschlusses eine im wesentlichen waagerechte und sich vom Ende über einen Teil der Länge des Behälters erstreckende Abschirmplatte (20) vorgesehen ist, die den Vorabscheider etwa in seiner mittleren Höhe in eine obere und eine untere Endkammer teilt, wobei die Dampf-Wassereinleitung (11, 9'; 14) des aus den zugehörigen Dampferzeugerelementen (8,9; 16) kommenden Dampf-Wassergemisches mit einem eine waagerechte Strömung im Vorabscheider ermöglichenden Abstand vor der Abschirmplatte (20) erfolgt.

2. Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf-Wassereinleitung (11, 9'; 14) an dem dem Steigrohr (13; 18) entgegengesetzten Ende des Vorabscheiders (2; 3) und die Wasserzuleitung (6; IS) zu den Dampferzeugerelementen (8,9; 16) unter der Abschirmplatte (20) angeordnet ist.