DE1576853C2

DE1576853C2 - Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Nassdampf und zum anschliessenden UEberhitzen des Dampfes

Info

Publication number: DE1576853C2
Application number: DE1576853A
Authority: DE
Inventors: Durrer Dipl-Ing Hermann
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1967-09-21
Filing date: 1967-09-28
Publication date: 1975-01-23
Also published as: CH480591A; NL6714038A; DE1576853B1; FR1578590A; GB1189268A; BE721098A; ES358319A1; US3508527A; SE331284B

Description

Die F.rfindung betrilft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Naßdampf nd zum anschließenden Überhitzen des Dampfes mit in einem zylindrischen Gefäß in mehreren Schichten übereinander angeordneten filterartigen Absclieidereicmcnlen und einem in der Dampfströmung nachgeschaltelen Überhitzer sowie mit parallel zur Gefäüacli.se angeordneten Trennwänden, welche die durch die einzelnen Schichten verlaufende Dampfströmung !begrenzen.

Vorrichtungen dieser Art sind bereits für geothermische Dampfkraftanlagen vorgeschlagen worden, in denen Hochdruck-Sattdampf in einer Hochdruckstufe teilcntspannt wird. Dieser teilentspannte Dampf wird von Wassertropfen befreit und dann mittels eines Teilstromes von Hochdruck - Sattdampf überhitzt, bevor er einer zweiten Druckstufe der Kraftmaschine zugeführfwird.

In der Regel sind Abscheiderelemente mit einem Haufwerk von metallischen Fäden nach der Art von Stahlwolle oder Stahlwatte oder einem Gewirk aus (derartigen Fäden versehen. Zur Erzielung einer guten Abscheidewirkung ist dabei eine mäßige, nicht allzu hohe Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes durch die filterartigen Elemente erforderlich. Es besteht dabei jedoch die Schwierigkeit, daß sich die Dampfströmung auf den Querschnitt des Wasserabscheiders nicht gleichmäßig verteilt. Es entstehen insbesondere in größeren Gefäßen Stellen, wo im Wasserabscheider die Dampfgeschwindigkeit zu hoch wird, während sie an anderen Stellen dafür niedriger ist.

Die Erfindung hat eine Ausbildung der Vorrichtung zum Ziel, durch welche dieser Nachteil G5 behoben ist und eine Vcrglcichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeiten des Dampfes durch die einzelnen Teile des Wasserabscheiders erreicht wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Trennwände durch den Raum zwischen den Abscheiderelementen und dem Überhitzer fortgesetzt sind und in durch den Überhitzer führende weitere Trennwände übergehen, derart, daß die so gebildeten Kanäle Quersehnittsfläehen der Abscheiderelemente und des Überhitzers miteinander verbinden, die jeweils zueinander im selben Verhältnis stehen wie die gesamte Querschnittsliäche aller Abscheiderelemente zur gesamten Querschnittsfläche des Überhitzers.

Auch können senkrecht zur Gefäßachse zusätzliche Trennwände angeordnet sein. Dadurch wird eine Vergleichmäßigung der Dampfströmung durch die Abscheiderelemente :n Richtung der Längsachse des Gefäßes erzielt, was insbesondere bei längeren zylindrischen Gefäßen wichtig ist sowie bei Gefäßen, bei welchen die Zufuhr und die Entnahme des Dampfes an den Stirnseiten erfolgen.

Die Erfindung wird an Hand einer w der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführung erläutert. Fs zeigt

Fig 1 ein Anlageschema einer geothermischen Dampfkraftanlage, bei welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird.

Fig. 2 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend dem Schnitt H-Il in F i g. 3 und

F i g. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung nach dem Schnitt IlMIΓ in Fig. 2.

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 Lrde 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 ! strömt. Der in der Hochdnicktuibine teilentspannle Dampf strömt über eine Leitung 7 in eine Vorrichtung 10, auf die sich die Erfindung bezieht und in der dieser Dampf von seinen VVassertröpff-hcn befreit und dann mit Hilfe von über eine Leitung 8 abgezweigtem Hochdruck-Sattdampf überhitzt wird, woraufhin der teilenispannte Dampf zur Arbeitsleistung der Niederdrucklurbine 2 zugeführt wird.

Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung enthält ein zylindrisches Gefäß 11 mit Stirnwänden 12 und 13. Die Stirnwand 12 ist mit zwei Einströmrohren 14 versehen, die Stirnwand 13 mit einem Ausströmrohr J5. Innerhalb des Gefäßes 11 sind Rohrbündel eines Überhitzers 16 angeordnet, die an einen Rohrboden 17 angeschlossen sind. Der Rohrboden 17 ist mit Rohrleitungen 18 und 19 für die Zufuhr bzw. Ableitung des zur Überhitzung dienenden Hochdruckdampfcs versehen. Unterhalb des Überhitzers 16 befinden sich in mehreren Schichten übereinander Elemente 20 eines Wasserabscheider». Die Elemente 20 sind plattenförmig ausgebildet und enthalten ein filtcrartiges Haufwerk von metallischen Fäden, das in entsprechenden Rahmen 21 befestigt ist. Das Haufwerk in den Rahmen 21 kann entweder nach der bekannten Stahlwolle oder Stahlwatte ausgebildet oder auch ein Gewirk sein. Die Rohrbündel des Überhitzers 16 sind seitlich mit Trennwänden 22 (F i g. 3) versehen, an welche sich Trennwände 23 und 24 anschließen. Die Trennwände 22, 23 und 24 begrenzen den Strömungsraum, A-clcher an das Aus-

strömrohr 15 angeschlossen ist, gegenüber seitlieh angeordneten Hinsirömräumeii 25, die an die Binslrömrohie 14 angeschlossen sind. Zwischen den beiden seitlichen Trennwänden 24 belinden sich noch Trennwände 26 und 27, welche zur Führung des Dampfes bei der Durchströmung durch die einzelnen Schichten der Abscheidelelemente 20 dienen. An d'c Trennwände 26 und 27 schließen sich Trennwände 28 und 29 an, welche /wischen den einzelnen Rohrbündeln des Überhitzers Hindurch- ^1Q führen.

Die Trennwände 24, 26 und 27 sowie 22, 28 und 29 wie auch die Trennwände 31 sind so angeordnet, daß die durch sie gebildeten Kanäle Teilquerschnitte des Abscheiders mit Teilquerschnitten des Überhitzers verbinden, die zu den gesamten Strömungsquerschniüsflächen des Abscheiders und des Überhitzers proportional sind. Hs ist somit gemäß der Darstellung in I" i g. 3 bei gleicher Tiefe der Kanäle in Achsenriclmmg des Gefäßes 11 in allen Kanälen das Verhältnis der Breiten /■ 7 konstant ι nd gleich dem Verhältnis der gesamten Strömungsquerschnitte des Abscheiders und des Überhitzers.

In Längsrichtung ist die Vorrichtung mil senkrecht zur Zylinderachse des Gefäßes 11 verlaufenden Trennwänden 30 (Fig. 2) versehen, an die sich im Überhit/er die Trennwände 31 anschließen. Im unteren Teil ist das Gefäß 11 mit einem Wasserraimi 32 versehen, aus welchem das Wasser durch ein Abflußrohr 33 abgeleitet wird. Die Trennwände 30 3« sind im unteren Teil mit Veibindungsöffnungen 34 versehen, welche ein Abströmen des abgeschiedenen Wassers ermöglichen.

Der zu trocknende und zu überhitzende Naßdampf wird im Betrieb der Vorrichtung durch die i-.mstromrohrc 14 zugeführt und gelangt in die Räume 25. \us den Räumen 25 strömt der Dampf durch die einzelnen Abscheiderelemente 20. Aus diesen ,iclangt der Dampf durch die y.wische.i den Trennwänden 24, 26, 27 und 30 gebildeten Kanäle zu den Rohrhündeln des Überhitzers 16, wobei er im Überhitzer durch die anschließenden Kanäle strömt, die durch die Trennwände 22, 28, 29 und 31 sowie die Außenwände des Gefäßes gebildet ■.'.erden. Nach dem Überhitzer wird der üherhitzte Dampf durch das Ausströmrohr 15 abgeleitet.

Bei der dargestellten Vorrichtung haben die Abscheiderelemente einen verhältnismäßig niedrigen Strömungswiderstand, der Überhitzer hingegen einen bedeutend höheren. Durch die Verbindung der einzelnen Teilquerschnitte des Abscheiders mit Tcilquerschnilten des Überhitzers auf die Weise, daß (lurch die Kanäle Strömungsquersehnittsflächen des Abscheiders und des Überhitzers miteinander verbunden werden, die zu den gesamten Strömurigsqueisehnitlsflüchen des Abscheiders und des tiberhii/ers proportional sind, wird in.r höhere Strömungswiderstand des Überhitzers zu einer gleichmäßigeren Verteilun» der Dampfströmuim durch den Abscheider ausgenützt. Die Dampfströmung verteilt sich dabei gleichmäßig über dem größeren Strömungswidersland des Überhitzers, wobei zwangiäufig auch eine gleichmäßigere Strömung durch die verschiedenen Abseheiderelemente 20 erfolgt.

Fs- \ersteht sich, daß je nach der Ausbildung der Vorrichtung und insbesondere der Form des Gefäßes die zur Zylinderachse des Gefäßes 1 senkrechten Trennwände 30 und die zu dieser Achse parallelen Trennwände 24. 26 und 27 entweder allein oder gemeinsam verwendbar sind. Die Γ rennwände können auch eine andere als die dargestellte Form haben und z. B. gewölbt sein. Die plattenförmigen Ahscheiderelemcnte können auch mit einer Neigung, vorzugsweise nach außen, versehen sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: I 3

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser jius Naßdampf und zum anschließenden Überhitzen des Dampfes mit in einem zylindrischen Cefäß in mehreren Schichten übereinander angeordneten filterartigen Abscheiderelementen und einem in der Dampfströmung nachgeschalteten Überhitzer sowie mit parallel zur Gefäßachse angeordneten Trennwänden, welche die durch die einzelnen Schichten verlaufende Dampfttrömung begrenzen, dadurch gekenn-

1 e i c h η e t, daß die Trennwände (26, 27) durch den Raum zwischen den Abscheiderelementen (20) und dem Überhitzer (16) fortgesetzt sind «nd in durch den Überhitzer (16) führende weitere Trennwände (28, 29) übergehen, derart, daß die so gebildeten Kanäle Querschnittsflächen der Abscheiderelemente und des Überhitzers miteinander verbinden, die jeweils zueinander im selben Verhältnis stehen wie die gesamte Querschnittsfläche aller Abscheiderelemente zur gesamicn Querschnittsfläche des Überhitzers.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekcnnzeichnte, daß senkrecht zur Gefäßachse zusätzliche Trennwände (30, 31) angeordnet sind.