DE1519637A1

DE1519637A1 - Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichmaessigen Fluessigkeitsverteilung auf die Heizrohre von Fallstromverdampfern,insbesondere fuer die Zuckerindustrie

Info

Publication number: DE1519637A1
Application number: DE19661519637
Authority: DE
Inventors: Heinrich Prenzler
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1966-11-10
Filing date: 1966-11-10
Publication date: 1970-11-05
Also published as: GB1206643A; BE706199A; DE1519637C3; AT280179B; NL6715098A; FR1550297A

Description

Stichwort: "Flüssigkeitsüberlauf¹¹

Gutehoffnungshütte Sterkrade

Aktiengesellschaft 42 Ob.-Sterkrade, den 8.11.1966

St. Pat
Ca/Pa2046 -( 51 9637

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleiehmässigen Flüssigkeitsverteilung auf die Heizrohre von Fallstromverdampfern, insbesondere für die Zuckerindustrie.

Beim Eindampfen von wärmeempfindlichen Flüssigkeiten, z.B. Zuckersaft, ist man bestrebt, die Aufenthaltszeit im Verdampferapparat, insbesondere in der beheizten Zone, so kurz wie möglich zu halten. Bei Fallstromverdampfern ist diese Forderung weitgehend erfüllt, denn die Flüssigkeit fliesst nur einmal als dünne Schicht von oben nach unten durch die Heiarohre. Die Fliessgeschwindigkeit wird dabei durch die entstehenden Brüden, die mit nach unten durch die Heizrohre strömen, stark erhöht. Um in den Rohren keine Ansätze oder Verkrustungen zu bekommen, die dadurch entstehen können, dass einzelne Rohre nicht genügend mit Flüssigkeit beaufschlagt werden, ist die wichtigste Forderung eine gleichmässige Beaufschlagung sämtlicher Heizrohre mit Flüssigkeit. Besonders wichtig ist diese Forderung bei hoher Konzentration der Flüssigkeit und bei grossem Eindiekungsverhältnis.

Für die Verteilung von Flüssigkeiten in Verdampferapparaten gibt es verschiedene Vorrichtungen, wie Düsen, Lochplatten, Brausen, Einhängekörper usw..

Die meisten dieser Vorrichtungen beruhen darauf, dass 009845/1691 " ² "

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die Flüssigkeit dem Apparat überhitzt zugeführt wird,$ so dass in einer Entspannungskammer Brüden frei werden kann, der mit der tropfenförmigen Flüssigkeit iucammen in die iiohre eintritt. Der Brüden soll durch Wirbelbildung an den Innenwänden der Heizrohre einen gleichmassigen Flüssigkeitcfilm bilden.

Die Erfindung geht von der Anordnung übereinanderliegender Lochplatten aus, die in einem von einer Haube umgebenen Raum oberhalb der Heizrohre untergebracht r.ind, wobei die Durchtritt^öffnungen der - vorzugsweise zwei - Lochplatten gegeneinander versetzt und im Sinne eines mit Bezug auf die laufend sugeführte Flüs;;igkietsmenge gedrosselten Durchflusses so bemessen sind, dass auf jeder Lochplatte ein bestimmter Flüssigkeitsstand gehalten wird. Auf diese Weise ist ein gleichmäesig verteilter Flüssigkeitsdurchfluss bei den Lochplatten möglich und gleichzeitig die Voraussetaung für eine ebenfalls gleichmässige Verteilung der Flüssigkeit auf alle Heizrohre gegeben. Erfahrungsgemäss kann aber die für einen ordnungogemässen Betrieb derartiger Verdampfer entscheidende gleichmässige Verteilung der Flüsigkeit auf alle Heiarohre mittels der Lochplatten dadurch beeinträchtigt werden, dass einzelne Durch trit tr, öffnung en dieser Platten durch von der Flüssigkeit mitgeführte feste Bestandteile verstopft werden. Dies ist umsomehr möglich, als die einzelnen Durchtrittsöffnungen wegen der erforderlichen Drosselwirkung relativ klein nein müssen.

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Um diesen Mangel zu beseitigen, sind erfindungsgemäss in dem Raum über den Lochplatten schalen- bzw. rinnenförmige Überlaufkörper zum Auffangen der von der Flüssigkeit bei ihrem Eintritt in den Verdampfer etwa mitgeführten festen Bestandteile und gleichzeitig zum Verteilen der zentral zugeführten Flüssigkeit angeordnet. Diese Anordnung ist nach weiteren Merkmalen der Erfindung zweckmässig so getroffen, dass sich unterhalb des Eintrittsstutzens des Verteilerkopfes eine im Grundriss kreisförmige Schale und unter dem Rand dieser Schale eine ringförmige Rinne befindet, während gegebenenfalls zwei weitere ringförmige Rinnen unter dem inneren bzw. äusseren Rand der ersteren angeordnet sind. Alle Überlaufkörper liegen im Grundriss innerhalb einer die Lochplatten an ihrem äusseren Rand verbindenden und über die obere Lochplatte hinausragenden ringförmigen Zwischenwand und haben, wie vorstehend angegeben, eine doppelte Aufgabe.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 den oberen Teil eines Fallstromverdampfers im Querschnitt,

Fig. 2-4 verschiedene Formen der Durchtrittsöffnungen einer Lochplatte, ebenfalls im Querschnitt,

und

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Pig. 5 die Grössenverhältnisse und die gegenseitige Versetzung der Durchtrittsöffnungen der beiden Lochplatten zueinander und zu den Heizrohren im Grundriss.

Der Fallstromverdampfer besteht zur Hauptsache aus einem zylindrischen Hantel 1, der nach Art an sich bekannter Wärmetauscher eine Heizkammer bildet, in der sich ein Bündel paralleler, vertikaler Heizrohre 2 befindet. Diese Heizrohre münden mit ihren Enden in je einen Rohrboden, ron denen in fig· 1 nur der obere Rohrboden 3 dargestellt ist. An diesen schliesst sich ein mit einem zentralen Eintrittsstutzen 4 für die Flüssigkeit versehener haubenartiger Terteilerkopf 5 an.

In dem von dem Terteilerkopf umgrenzten Raum befinden sich ein nach unten konisch verjüngter Trichter 6, eine kreisrunde Schale 7, drei ringförmige Rinnen 8 bzw. 9 und zwei Lochplatten 10, 11 mit Durchtrittsöffnungen 12 bzw. 15·

Durch den an der Unterseite des Terteilerkopfes 5 zentral angebrachten Trichter 6 wird die durch den Stutzen 4 zugeführte Flüssigkeit zunächst in die ebenfalls zentral angeordnete Schale 7 geleitet. Im unteren Teil dieser Schale setzen sich die von derFlüssigkeit mitgeführten festen Bestandteile ab, während die Flüssigkeit an dem gezackten Rand der Schale überfliesst und in die darunterliegende ringförmige Rinne 8 gelangt. Zur weiteren,

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möglichst gleiehmäseig über die ganze Fläche der oberen Lochplatte 10 rerteDLten FlüssigkeitBzuführung erfolgt der Oberlauf vom inneren und äusseren Band der Rinne 8 in die beiden weiteren Rinnen 9» die noch etwa tiefer und entsprechend seitlich versetzt angeordnet sind und erforderlichenfalls weitere feste Bestandteile auffangen.

Nach dem Oberlauf von den unteren Binnen 9 auf die obere Lochplatte 10 sammelt sich die Flüssigkeit dort, bedingt durch die Drosselwirkung derselben, bis zu einer die etwas erhöhten oberen Mündungen der Durchtrittsöffnungen 12 überragenden Höhe an. Das gleiche trifft für die untere Lochplatte zu, auf der sich die Flüssigkeit nach dem Durchtritt der oberen Lochplatte ebenfalls bis zu einer bestimmten Höhe staut.

Die Durchtrittsöffnungen der unteren Lochplatte sind nicht nur gegenüber den Durchtrittsöffnungen 12 der oberen Lochplatte 10, sondern auch gegenüber den Heizrohren 2 versetzt. Die Zahl der unteren Durchtrittuöffnungen 13 ist etwa dreimal so gross wie die Zahl der oberen Durchtrittsöffnungen und etwa gleich der Zahl der Heizrohre 2, die jedoch einen erheblich grösseren Durchmesser haben (s.Fig. 5).

Eine ringförmige Zwischenwand 14 verbindet beide Lochplatten 10, 11 am äusseren Rand und erstreckt sich über die obere Lochplatte hinaus, so dass die auf beiden Lochplatten gestaute Flüssigkeit nicht am Umfang der Platten abfliessen kann. Der Ringraum 15 zwischen der Wand 14

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und dem Hantel 1 dient dazu, den sich aus der zugeführten Flüssigkeit absondernden Brüden unter Umgehung beider Lochplatten direkt den Heizrohren 2 zuzuführen.

Um einen Druckausgleich zwischen dem von den beiden Lochplatten 10, 11 nach oben bzw. unten begrenzten Raum und dem ausserhalb der Wand 14 liegenden Raum zu schaffen, sind im unteren Bereich dieser Wand mehrere über den Umfang verteilte öffnungen 16 vorgesehen. Entsprechende Druckausgleichsöffnungen 17 befinden sich in der './and des Trichters 6.

Die besonderen Formen der Durchtrittsöff nungen 12, 13 der beiden Lochplatten 10, 11 gemäss den Fig.2-4 haben insofern eine besondere Bedeutung, als ein solcher sich in Durchflussrichtung erweiternder Querschnitt mit scharfkantigem Rand an der Eintrittsseite einen verhältnismässig geringen Durchflussfaktor von nur etwa 75 i» hat. Diese an sich bekannte Eigenschaft derartiger Durchtrittsöffnungen hat im vorliegenden F»lle entsprechend dem mit der Erfindung zu erreichenden Zweck den Torteil, dass die betreffenden Öffnungen einerseits ohne Beeinträchtigung der gewünschten Drosselwirkung grosser als bei anderer Formgebung gewählt werden können und andererseits wegen ihres vergleichsweise grösseren Querschnittes nicht der Gefahr einer Verstopfung durch feste Bestandteile ausgesetzt sind, falls sahne Bestandteile trotz der vorgeschalteten Überlauf-

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körper 7-9 τοη derFlüssigkeit noch bis zu den Lochplatten aitgeführt werden· Es handelt sich also um eine zusätzliche Sicherungsmassnahme.

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Claims

Stichwort: «Flüssigkeitsüberlauf" Oberhausen, den 8.11.1966 15U637 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichmässigen Flüssigkeitsverteilung auf die Heizrohre von Fallstromverdampfern mit übereinanderliegenden Lochplatten, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum über den Lochplatten (10, 11) schalen- bzw. rinnenförmige Überlaufkörper (7-9) zum Auffangen der von der Flüssigkeit bei ihrem Eintritt in den Verdampfer etwa mitgeführten festen Bestandteile und gleichzeitig zum Verteilen der zentral zugeführten Flüssigkeit angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des zentralen Eintrittsstutzens (4) des Verteilerkopfes (5) eine im Grundriss kreisförmige Schale (7) und unter dem Hand dieser Schale eine ringförmige Rinne (8) befindet, während gegebenenfalls zwei weitere ringförmige Rinnen (9) unter dem inneren bzw. ausβeren Rand der ersteren angeordnet sind.

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3. Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Überlaufkörper (7-9) im Grundriss innerhalb einer die Lochplatten (10, 11) an ihrem äusseren Rand miteinander verbindenden und über die obere Lochplatte hinausragenden ringförmigen Zwischenwand (14) liegen.

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