DE1576847C3 - Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Nassdampfund zum anschliessenden Überhitzen des Dampfes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Naßdampf und zum anschließenden Überhitzen des Dampfes mit einem zylindrischen Behälter, in dem plattenförmige, horizontal angeordnete Abscheiderelemente und im Dampfstrom hinter diesen ein Rohrbündel als Überhitzerheizfläche untergebracht sind.

Solche Vorrichtungen werden beispielsweise in geothermischen Dampfkraftanlagen verwendet, in denen Hochdrucksattdampf in einer Hochdruckstufe teilentspannt wird. Dieser teilentspannte Dampf wird von Wassertropfen befreit und dann mittels eines Teilstromes von Hochdrucksattdampf überhitzt, bevor er einer zweiten Druckstufe der Kraftmaschine zugeführt wird.

Es ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Abscheiderelemente im unteren Teil des Behälters in einer einzigen Schicht angeordnet sind und der zu trocknende Naßdampf unterhalb dieser Schicht in den Behälter eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Vorrichtung den Behälterraum besser als bei dem bekannten Behälter auszunutzen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Abscheiderelemente in mindestens zwei Etagen gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei zwischen je zwei Etagen eine die beiden Etagen im Dampfstrom parallel schaltende Wand vorgesehen ist.

Mit der neuen Vorrichtung wird der Behälterraum besser ausgenutzt, indem bei gleichen Behältervolumen eine größere Abscheiderfläche untergebracht werden kann oder bei gleicher Leistung ein kleineres Behältervolumen benötigt wird. Die erstgenannte Möglichkeit ergibt einen größeren Wirkungsgrad, die zweite Möglichkeit bringt — abgesehen von den verringerten direkten Baukosten — den Vorteil, daß das die Anlage umgebende Gebäude kleiner werden kann, was auch die indirekten Baukosten vermindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Anlageschema einer geothermischen Dampfkraftanlage, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet wird,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung und

F i g. 4 einen Schnitt entsprechend dem Linienzug A-B in Fig. 3.

Gemäß F i g. 1 wird in der aus Hochdruck- und Niederdruckturbine 1 und 2 bestehenden Dampfkraftanlage der aus einem unterirdischen Vorkommen stammende Dampf ausgenutzt. Der unter der Erde mittels einer Leitung 3 gefaßte Naßdampf gelangt über ein Verteilkreuz 4 in einen Sattdampfabscheider 5, in dem der Dampf getrocknet wird und dann über eine Leitung 6 in die Hochdruckturbine 1 strömt. Der in der Hochdruckturbine 1 teilentspannte Dampf strömt über eine Leitung 7 in eine Vorrichtung 10, auf die sich die Erfindung bezieht und in der dieser Dampf von seinen Wassertröpfchen befreit und mit Hilfe von über eine Leitung 8 abgezweigtem Hochdrucksattdampf überhitzt wird, woraufhin der teilentspannte Dampf zur Arbeitsleistung der Niederdruckturbine 2 zugeführt wird.

Gemäß F i g. 2 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen liegenden zylindrischen Behälter 11 auf, der an seiner Vorderseite durch eine ebene Wand 12 und an seiner Rückseite durch einen Halbkugelboden 13 (Fig. 4) begrenzt ist. Die Wand 12 ist außen durch radiale Rippen 14 versteift und mit drei Deckeln 15 und 16 versehen, die je ein Loch verschließen, durch das hindurch ein Rohrbündel 17 bzw. Abscheiderelemente 18 ein- und ausgebaut werden können. Während sich das Rohrbündel 17 in der oberen Hälfte des Behälterraumes befindet, sind die

ίο Abscheiderelemente 18 in zwei Etagen treppenartig in der unteren Hälfte des Behälterraumes untergebracht.

Gemäß Fig. 3 liegt das Rohrbündel 17, in dessen

Rohren der Hochdrucksattdampf strömt und dabei den teilentspannten und von Wassertröpfchen befreiten Dampf überhitzt, zwischen zwei Trennwänden 20, die von der Wand 12 ausgehend sich über die gesamte zylindrische Länge des Behälters 11 erstrecken und innerhalb des Halbkugelbodens 13 keilförmig gegeneinander laufen und an der Stelle ihres Zusammentreffens miteinander dicht verbunden sind, z. B. durch Schweißen (F i g. 4). Die Trennwände 20 reichen in F i g. 3 über das Rohrbündel 17 nach oben hinaus bis an den Behälter 11, der oben mit zwei Austrittsstutzen 21 versehen ist, von denen in F i g. 4 der Einfachheit halber nur einer dargestellt ist. Diagonal durch das Rohrbündel 17 erstrecken sich zum Dämpfen von Rohrschwingungen mehrere Stäbe 22.

Im Halbkugelboden 13 ist beidseitig der vertikalen Mittelebene des Behälters 11 je ein Lenkblech 24 angeordnet. Diese beiden symmetrisch angeordneten Lenkbleche sind zueinander und zur horizontalen Mittelebene geneigt, wobei die Kante 24', in der die beiden Lenkbleche in der vertikalen Mittelebene zusammentreffen, durch den Mittelpunkt des HaIbkugelbodens verläuft. Im Halbkugelboden 13 oberhalb der Lenkbleche 24 ist ein Stutzen 25 (s. strichpunktierte Linie in Fig. 4) vorgesehen, durch den der teilentspannte Dampf in den Behälter 11 einströmt.

An die Trennwände 20 nach unten anschließend sind leicht abgekantete Wandteile 23 vorgesehen, die sich ebenfalls von der Wand 12 ausgehend durch den ganzen Behälter erstrecken und innerhalb des Halbkugelbodens in die Lenkbleche 24 übergehen. Zwisehen jedem Wandteil 23 und dem benachbarten Mantel des Behälters 11 ist in dem Raum vor den Abscheiderelementen 18 eine nach dem Behälterinnern hin geneigte Wand 26 vorgesehen, die über ihre Länge gleichmäßig verteilt schlitzartige Öffnungen 27 aufweist. Diese Öffnungen 27 sind derart geformt, daß die von dem Dampfstrom zuerst berührte Schlitzkante nach unten ausgebogen ist. Zwischen jeder Wand 26 und dem benachbarten Wandteil 23 sind Rinnen 28 vorgesehen,' die ausgeschiedene Wassertröpfchen sammeln und über nichtdargestellte Rohre zum tiefsten Punkt des Behälters leiten. Mit ihren unteren Enden halten die Wandteile 23 die obere Etage der Abscheiderelemente 18, die hier in zwei Reihen angeordnet sind, zwischen denen ein Abstand belassen ist, so daß zwischen diesen Reihen hindurch der aus der unteren Etage austretende Dampf zum Rohrbündel 17 strömen kann. Die obere und die untere Etage sind gegeneinander versetzt und über schräge Wände 30 miteinander so verbunden, daß sich eine treppenartige Anordnung der Abscheiderelemente 18, die z. B. in bekannter Weise aus Drahtgeflecht bestehen, ergibt und die Elemente der beiden Etagen vom Naßdampf parallel durchströmt werden.

Die untere Etage von Abscheiderelementen 18 ist an den schrägen Wänden 30 abgestützt, die sich ebenfalls von der Wand 12 aus bis zum Beginn des Halbkugelbodens 13 erstrecken. Auch die Wände 30 wei-, sen je eine Wasserrinne 31 auf, die über nichtdargestellte Rohre das in den Rinnen aufgefangene Wasser ableiten. An der tiefsten Stelle des Behälters 11 erstreckt sich über die Länge des Behälters eine Wand 32, die nach oben bis in den Bereich der unteren Etage von Abscheiderelementen 18 reicht und auf der sich über ein aufgesetztes kopfstehendes T-Profil 33 die in zwei nahe beieeinanderliegenden Reihen angeordneten Abscheiderelemente 18 dieser Etage abstützen. Über die Länge des Behälters gleichmäßig verteilt sind Querwände 41 angeordnet, durch die die untere Behälterhälfte in mehrere vom teilentspannten Naßdampf parallel durchströmte Räume unterteilt wird. Diese Räume sind untereinander durch Öffnungen 45 für das Durchschieben der Abscheiderelemente 18 sowie Öffnungen 46 für das abgeschiedene Wasser verbunden.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung tritt der teilentspannte Naßdampf durch den Stutzen 25 im Halbkugelboden 13 in den Behälter 11 ein und durchströmt in Richtung der Pfeile 35 im Parallelstrom die beiden beiderseits des Rohrbündels 17 befindlichen zwickelartigen Räume, von denen jeder von einer Trennwand 20, einem Wandteil 23, einer Wand 26 und der Behälterwand begrenzt wird. Über die schlitzartigen Öffnungen 27 strömt der Naßdampf in die untere Hälfte des Behälters 11, wobei infolge der nach innen geneigten Lage der Öffnungen der Dampf gegen die Behälterwand gelenkt wird, wodurch bereits große und mittlere Wassertröpfchen abgeschieden werden. Ein erster Teil jedes Dampfstromes strömt in Richtung der Pfeile 37, 38 durch die obere Etage der Abscheiderelemente 18 und gibt in diesen die feinen Wassertröpfchen ab, worauf der getrocknete Dampf das Rohrbündel 17 umströmt und dabei überhitzt wird. Der restliche Teil des in den unteren Behälterraum einströmenden Dampfes durchströmt in Richtung der Pfeile 39, 40 die untere Etage der Abscheiderelemente 18 und gelangt dann ebenfalls in die durch das Rohrbündel 17 gebildete Überhitzerheizfläche. Der überhitzte Dampf verläßt über die Austrittsstutzen 21 die Vorrichtung und gelangt zur Niederdruckstufe der Dampfkraftanlage. Das sich unten im Behälter 11 ansammelnde Wasser wird über einen nichtdargestellten Stutzen abgeführt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Naßdampf und zum anschließenden Überhitzen des Dampfes mit einem zylindrischen Behälter, in dem plattenförmige, horizontal angeordnete Abscheiderelemente und im Dampfstrom hinter diesen ein Rohrbündel als Überhitzerheizfläche untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheiderelemente (18) in mindestens zwei Etagen gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei zwischen je zwei Etagen eine die beiden Etagen im Dampfstrom parallel schaltende Wand (30) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Etage zwei Reihen von Abscheiderelementen (18) vorgesehen sind, von denen die Reihen der oberen Etage jeweils einen größeren Abstand voneinander haben als die Reihen der unteren Etage.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (23, 30) im Bereich jeder Etage die Abscheiderelemente (18) tragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem im Behälterboden angeordneten Stutzen für die Zufuhr des Naßdampfes, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Abscheiderelementen (18) eine mit Öffnungen (27) versehene Wand (26) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen