DE1526957C3 - Fliehkraft-Dampf-Flüssigkeitsabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fliehkraft-Dampf-Flüssigkeitsabscheider gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem durch die GB-PS 13 371/1903 bekannten derartigen Abscheider, der normalerweise zum Entfernen von tropfenförmigen Verunreinigungen wie Wasser- oder ölspuren aus Abdampf bestimmt ist, ste"ht unterhalb des Schaufelkranzes für das rotierende Dampf-Flüssigkeits-Gemisch und für die abgeschiedene rotierende Flüssigkeit nur wenig Raum zur Verfügung. Er läßt keine. wirksame Trennung von Dampf und Flüssigkeit mit hohem Abscheidegrad zu, wenn bei hohem Durchsatz der Anteil der mitgeführten Flüssigkeitsmenge hoch ist.

Ferner ist durch die GB-PS 10 38 568 ein Fliehkraft-Dampf-Flüssigkeitsabscheider bekannt, bei dem das Dampf-Flüssigkeits-Gemisch durch eine Vielzahl von umfangsverteilt aus einem Steigrohr herausführenden Leitungen im wesentlichen tangential abgestrahlt wird. Die Leitungen sind im Bereich ihrer öffnungen L-förmig abgebogen, um dem ausströmenden Dampf-Flüssigkeits-Gemisch an der Innenwand eines Fangmantels eine Rotationsbewegung zu erteilen. Wegen der Zwischenräume zwischen ihren Austrittsöffnungen in tangentialer und axialer Richtung, bezogen auf das Steigrohr, beanspruchen die Leitungen im Vergleich zu der Bauart mit einem Schaufelkranz verhältnismäßig viel Raum. Der räumliche Bereich, in dem bei der bekannten Vorrichtung das Flüssigkeitsdampfgemisch gegen den Fangmantel strömt, wird von Dampf-Flüssigkeitsstrahlen durchsetzt. Die auf die rotierende Flüssigkeit auftreffenden Dampf-Flüssigkeitsstrahlen bringen Dampfteilchen in die Flüssigkeit hinein. Es werden auch infolge des Auftreffens der Dampf-Flüssigkeitsstrahlen auf die an dem Fangmantel rotierende Flüssigkeit Flüssigkeitströpfchen in den Dampfraum zurückgeschleudert so daß die dort vorhandene Dampfphase wieder mit Flüssigkeitströpfchen vermischt wird. Um eine saubere Trennung der Dampfphase von der Flüssigkeitsphase erzielen zu können, ist ein ungestörter Trennraum erforderlich. Aus den genannten Gründen stellt der räumliche Bereich, in welchem das Flüssigkeitsdampfgemisch strahlenförmig gebündelt gegen den Fangmantel strömt — als Beaufschlagungszone bezeichnet —, einen derart ungestörten Trennraum nicht dar. Ferner besteht der Nachteil, daß sich der in dem Trennraum unterhalb der Beaufschlagungszone von der Flüssigkeit bereits befreite Dampf beim Durchströmen dieser gestörten Zone wieder mit in diesem Bereich aus den geschilderten Gründen vagabundierenden Flüssigkeitspartikeln belädt, ein Nachteil, der sich mit

ίο zunehmendem Durchsatz wesentlich verstärkt, weil der zum Abströmen der Dampfphase verfügbare freie Ringraumquerschnitt zwischen dem Steigrohr und der ■ sich nach innen, verschiebenden Grenzfläche im quadratischen Verhältnis abnimmt, während die durchzusetzende Dampfmenge linear zunimmt.

Bei einem weiteren, durch die DE-AS 1188 614 bekannten Fliehkraft-Dampf-Flüssigkeitsabscheider ist in einem Steigrohr ein Schaufelkranz eingebaut, den das Dampf-Flüssigkeits-Gemisch in Richtung der Achse des Steigrohrs durchströmt. Die oberhalb des radial durchströmten Schaufelkranzes abgeschiedene Flüssigkeit strömt zwischen der äußeren Oberfläche des Steigrohrs und einem letzteres umgebenden Fangmantel nach unten und durch einen zweiten Schaufelkranz hindurch. Dieser lenkt sie um, so daß sie auf einen als Prallfläche dienenden zweiten Fangmantel auftrifft. Das wird als notwendig angesehen, weil die Flüssigkeit noch verhältnismäßig viel Dampf enthält, der von der Flüssigkeit noch getrennt werden soll. Dieser Abscheider ist baulich aufwendig.

Erfindungsgemäß soll ein Fliehkraft-Dampf-Flüssigkeitsabscheider ohne die genannten Nachteile der angeführten bekannten Abscheider geschaffen werden. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem an erster Stelle genannten bekannten Abscheider durch die im ^r' kennzeichnenden Teil des Anspruchs aufgeführten Maßnahmen gelöst. Auf diese Weise entsteht beim Betrieb des Abscheiders unterhalb der Unterseite des Schaufelkranzes eine einen Dampfsack begrenzende zweite Ausdampffläche. Aus dem Dampfsack wird der Dampf, gegen ein Zusammentreffen mit dem aus dem Schaufelkranz radial austretenden Dampf-Flüssigkeitsgemisch geschützt, abgeführt. Damit wird auf einfache Weise und ohne erhebliche Vergrößerung der Abmessungen des Abscheiders nach der GB-PS 13 371/1903 bei hohem Durchsatz ein guter Abscheidegrad erreicht. Auch gegenüber den anderen bekannten Vorrichtungen zeichnet sich die Gestaltungsweise nach der Erfindung durch einen erheblich besseren Abscheidegrad aus, der auch bei einer größeren Belastung durch einen höheren, Durchsatz weitgehend erhalten bleibt Gemäß der Erfindung wird der in dem ungestörten Ringraum unterhalb der Beaufschlagungszone abgeschiedene Dampf durch das oder die Dampfdurchlaßrohre räumlich völlig getrennt von dem Raum der gestörten Zone durch die Beaufschlagungszone hindurchgeführt, so daß dieser Dampfstrom mit dem ausströmenden Dampf-Flüssigkeitsstrom nicht mehr in Berührung gelangt und sich daher auch nicht, wie bei der durch die GB-PS 10 38 568 bekannten Vorrichtung, wiederum mit Flüssigkeitsteilchen beladen kann.

Die Erfindung kann bei allen Verdampferbauarten, bei Reaktoren mit Verdampfung und in allen anderen Fällen verwendet werden, in denen grundsätzlich die gleichen Verhältnisse wie bei den bekannten Fliehkraftabscheidern gegeben sind.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt

F i g. 1 schematisch einen Abscheider mit radial durchströmten Ablenkschaufeln im Schnitt gemäß 1-1 der F i g. 2,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß H-II der Fig. 1,

F i g. 3 die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Abscheiders,

F i g. 4 und 5 sinngemäß zu den F i g. 1 und 2 eine Abwandlung einer Ausführung mit radialdurchströmten Dampfdurchlaßrohren.

Das Steigrohr 1 ist an die Zuführungsleitung des Dampfflüssigkeitsgemisches angeschlossen und trägt am oberen Ende einen Schaufelkranz 2, deren Schaufeln 3 (F i g. 2) dem Gemischstrom eine Rotationsbewegung um die Steigrohrachse erteilen. Über dem Schaufelkranz 2 ist eine Haube 4 mit einem Dampfabströmrohr 5 angeordnet, das in eine (nicht dargestellte) Sammelkammer für den abgeschiedenen Dampf einmündet.

Im Fangmantel 6, der das Steigrohr 1 und den Schaufelkranz 2 umgibt, steigt die ausgeschleuderte Flüssigkeit in an sich bekanner Weise unter der Fliehkraftwirkung hoch und bildet einen Rotationsparaboioid7(Fig.3).

Die sich gleichzeitig unterhalb des Schaufelkranzes 2 ausbildende Flüssigkeitsschicht deuten in Fig.3 die Parabeln 8 an.

In den Schaufelkranz sind mehrere Dampfdurchlaßrohre 9 eingebaut, durch die der von den unteren Parabeln 8 im Ringraum 10 umschlossene Dampf ungehindert nach oben in die Haube 4 und das Abströmrohr 5 gelangen und deshalb von der ausgeschleuderten Flüssigkeit im Fangmantel 6 nicht

ίο abwärts mitgerissen werden kann.

Wie aus den F i g. 4 und 5 ersichtlich, bleibt man nicht darauf angewiesen, die Dampfdurchlaßrohre in den Schaufelkranz 2 einzubauen. Vielmehr ist es ebensogut möglich, Durchlaßrohre 9' vorzusehen, die in je eine Bohrung des Steigrohres 1 eingesetzt sind und den Dampf unterhalb des Schaufelkranzes 2 zunächst radial einwärts und anschließend axial aufwärts in das Abströmrohr 5 ableiten.

Die Erfindung bietet grundsätzlich dieselben Vorzüge beim Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gas oder einem Gasgemisch. Deshalb sind für die Erfindung Gase und Dämpfe gleichbedeutend.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Fliehkraft-Dampf-Flüssigkeitsabscheider mit einem das Dampfflüssigkeitsgemisch führenden Steigrohr, das am oberen Ende stirnseitig verschlossen und dort mit einem Kranz von vom Steigrohr radial nach außen gerichteten, Drall erzeugenden Schaufeln versehen ist, der mit radialem Abstand von einem konzentrischen Fangmantel für die Flüssigkeit umgeben ist, an dem über dem Steigrohr eine zentrale Dampfabströmöffnung sowie mit Abstand unterhalb des Schaufelkranzes eine Flüssigkeitsabströmöffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schaufelkranzes (2) ein innen vom Steigrohr begrenzter Ringraum (10) vorgesehen ist, der mittels mindestens eines Dampfdurchlaßrohres (9, 9') mit einem in die Dampfabströmöffnung führenden Dampfabströmrohr (5) verbunden ist, wobei das Dampfdurchlaßrohr entweder den Schaufelkranz durchsetzt oder in das Steigrohr (1) eingesetzt ist.