DE1576878B2

DE1576878B2 - Trennsammler in zwangdurchlauf-dampferzeugern zur schwerkraft- und fliehkrafttrennung von dampf-wasser-gemischen

Info

Publication number: DE1576878B2
Application number: DE19671576878
Authority: DE
Inventors: Klaus 8520 Erlangen; Kramer Erwin 8510 Fürth Ruthrof
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-11-21
Filing date: 1967-11-21
Publication date: 1973-08-09
Also published as: DE1576878C3; DE1576878A1

Description

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Wandung der Trennkammer in mehreren Umläufen da dann das Wasser lediglich aus dem unteren Be-

entlang geschleudert und strömt nach außen in Rieh- reich aus der Trennkammer 5 durch die Ring-

tung auf die beiden Trennwände 2 zu. Während die- schlitze 8 abläuft.

ses Umlaufs des Gemisches trennt sich der Dampf Um ferner einen gleichmäßigen Dampfaustritt

von dem Wasser, so daß der Dampf durch die 5 durch Abführungsrohre 10 zu erreichen, ist es vor-

Tauchrohr 8 abströmt, während das Wasser über den teilhaft, wenn in die Tauchrohre 8 Strömungsgleich-

Ringspalt 7 in die wasserführende Kammer 4 ausge- richter etwa in Form von Leitblechen eingebaut wer-

schleudert wird. Das abgeschiedene Wasser strömt den.

dann aus der wasserführenden Kammer 4 über die Der wesentliche Vorteil einer derartigen Trennung

Wasserabführungsrohre 9 zurück in den Kreislauf, io von Dampf-Wasser-Gemischen liegt darin, daß die

während der über die Tauchrohre 8 abströmende axiale Strömungskomponente des spezifisch leichte-

Dampf von den dampfführenden Kammern 3 über ren Mediums zu der des schwereren Mediums gleich

Dampfabführungsrohre 10 abgeleitet wird. ist. Dadurch werden Verwirbelungen wie in her-

Da es bei geringen oder sehr hohen Durchsatz- kömmlichen Zyklonen und ein Mitreißen des schwe-

mengen möglich ist, daß aus der Trennkammer mit 15 reren Mediums durch das leichtere sicher vermieden,

dem Wasser gleichzeitig auch Dampf durch den Darüber hinaus verhindert der Ringspalt 7, der das

Ringspalt 7 ausgeschleudert wird, ist es vorteilhaft, Tauchrohr 6 umgibt, Staubildungen des abgetrennten

wenn die Wasserabführungsleitung 9 zunächst in ein Wassers und gewährleistet somit einen besseren Ab-

Wasser-Dampf-Trenngefäß mit konstantem Wasser- scheidegrad.

spiegel eingeleitet wird. Der Dampf über diesem 20 Da sich bei ungeteilten und längeren Sammlerroh-Wasserspiegel kann dann über die Leitung 11 in die ren der Einbau von einzelnen Trennwänden sowie dampfführende Kammer 3 zurückgeleitet werden, so der entsprechenden Trennkammern als schwierig erdaß damit auch ein Druckausgleich mit der wasser- weisen kann, ist es auch möglich, die wasserführende führenden Kammer 4 hergestellt wird. Darüber hin- Kammer mit den Trennwänden und den Trennkamaus kann durch diese Leitung 11 auch Spritzwasser, 25 mem als bauliche Einheit zusammenzufassen und in das durch die Tauchrohre 8 in die dampfführende den Sammler bis an die entsprechende Zuführungs-Kammer 3 gelangt, abfließen. stelle einzuschieben. Ein derartiges Ausführungsbei-

Im allgemeinen bildet sich in der Trennkammer spiel ist in den F i g. 2 und 3 dargestellt. Dort sind die entlang der Innenwandung eine ungleichmäßige Ver- Trennwände 2 zusammen mit der Trennkammer 5 teilung des ausgeschleuderten Wassers aus. Im Be- 30 und einem Teil der Gemischzuführungsrohre 6 und reich des Gemischzuführungsrohres 6 wird eine dik- 13 zunächst in ein Rohrstück 12 fest eingeschweißt, kere Wasserschicht die Trennkammerwandung bedek- Dieses Rohrstück 12, das somit die wasserführende ken als im Bereich der Ringspalte 7. Zum Ausgleich Kammer 4 umschließt, kann dann direkt als Ganzes dieser ungleichen Verteilung kann es vorteilhaft sein, in den Sammler 1 eingeschoben werden,
die Trennkammer rotationssymmetrisch derart aus- 35 Mit der Unterteilung der herkömmlichen Sammler zubilden, daß deren Durchmesser in der Mitte im Be- und dem Einbau der beschriebenen Abscheider könreich des Gemischzuführungsrohres am größten ist nen somit die bisher üblichen Wasser-D ampf-Trenn- und nach außen abnimmt. Darüber hinaus kann die gefäße hinter dem Verdampfer eingespart werden. Trennkammer im Bereich des tangentialen Gemisch- Dabei ist es nicht einmal erforderlich, die Sammler zuführungsrohres zusätzlich noch nach außen aufge- 40 im Volumen zu vergrößern, sondern es ist völlig ausweitet sein. reichend, wenn die bisher üblichen Sammler mit der

Bei Anordnung mehrerer Gemischzuführungsrohre beschriebenen Trenneinrichtung versehen werden,

ist es zweckmäßig, wenn diese zur Erhöhung des Selbstverständlich dienen derartige Trennsammler

Dralles auf ein und derselben Kreislinie am Umfang nicht nur zur Trennung von Dampf-Wasser-Gemi-

in die Trennkammer einmündet. 45 sehen hinter dem Verdampfer, sondern sie können

Da geringe Durchsatzmengen und geringe Strö- auch an jeder beliebigen anderen Stelle, an der eine mungsgeschwindigkeiten in der Trennkammer nur Trennung von Dampf und Wasser erforderlich ist, einen geringen Drall ausüben, so daß die Fliehkraft- eingebaut werden. Das gilt insbesondere für Dampfwirkung nur sehr gering ist, wirkt die beschriebene erzeuger von Kernkraftwerken, bei denen der Dampf Trennkammer gleichzeitig als Schwerkraftabscheider, 50 im allgemeinen eine hohe Nässe aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Dabei ist es erforderlich, daß die Sammler erheblich Patentansprüche: größer gebaut werden, so daß sich dadurch keine we- , . . , sentliche Einsparung gegenüber den gesondert an-

1. Trennsammler in Zwangdurchlauf-Dampfer- geordneten Abscheideflaschen mehr ergibt. "-"'
zeugern zur Schwerkraft- und Fliehkrafttrennung 5 Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung von Dampf-Wasser-Gemischen mit seitlicher tan- die Aufgabe zugrunde, die Trennung des anfallenden gentialer Zuführung des Dampf-Wasser-Gemi- Dampf-Wasser-Gemisches sowie die Abführung des sches, einer Dampf abführung von seinem oberen abgeschiedenen Wassers direkt, in den waagerechten Bereich und einer Wasserabführung von seinem Austrittssammlern der Verdampferheizfläche vorzuunteren Bereich,, dadurch gekennzeich- io nehmen, wobei darüber hinaus noch eine Trennung net, daß die waagerecht angeordneten Samm- , - der beiden Phasen so erfolgen soll, daß eine'nachler (1) durch senkrechte Trennwände (2) in trägliche Wiedervermischung auch bei sehr 'hohen dampf führende· und-in wasserführende Kammern Strömungsgeschwindigkeiten und starken Verwirbe-(3, 4) unterteilt und in die wasserführenden Kam- lungen nicht mehr möglich ist.

mern (4) parallel zur Achse des Sammlers (1) ro- 15 Die Erfindung besteht dabei darin, daß die^vaagetationssymmetrische.. Trennkammern (5) mit je- recht angeordneten Sammler durch senkrechte weils mindestens einem tangentialen Einlaßrohr Trennwände in dampfführende und in wasserfüh-(6) in der Mitte ihrer axialen Länge für die Zu- rende Kammern unterteilt und in die wasserführenführung des Dampf-Wasser-Gemisches derart den Kammern parallel zur Achse des Sammlers rotaeingebaut sind, daß zwischen den Enden der 20 tionssymmetrische Trennkammern mit jeweils minde-Trennkammern (5) und den senkrechten Trenn- stens einem tangentialen Einlaßrohr in der Mitte ihrer wänden (2) jeweils ein Ringspalt (7) zur Wasser- axialen Länge für die Zuführung des Dampf-Wasabführung freibleibt und daß die Trennwände (2) ser-Gemisches derart eingebaut sind, daß zwischen koaxial zu den eingesetzten Trennkammern (5) den Enden der Trennkammern und den senkrechten von Tauchrohren (8) zur Dampfabführung in die 25 Trennwänden jeweils ein Ringspalt zur Wasserabfühdampfführende Kammer (3) durchbrochen sind. rung frei bleibt und daß die Trennwände koaxial zu

2. Trennsammler nach Anspruch 1, dadurch den eingesetzten Trennkammern von Tauchrohren gekennzeichnet, daß die wasserführenden Kam- zur Dampf abführung in die dampf führenden Kammern (4) einschließlich Trennwänden (2) und mern durchbrochen sind.

Trennkammern (5) als bauliche Einheit innerhalb 30 Durch diese Unterteilung der Sammler durch senk-

eines in den Sammler (1) einschiebbaren Rohr- rechte Trennwände und Einbau von sehr einfach auf-

stückes (12) ausgebildet sind. gebauten Trennkammern wird einerseits eine sichere

3. Trennsammler'nach Anspruch 1 oder 2, da- Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches in Dampf durch gekennzeichnet, daß die rotationssymme- und Wasser sowohl bei hohen als auch bei sehr getrischen Trennkammern (5) in der Mitte, im Be- 35 ringen Strömungsgeschwindigkeiten erreicht und anreich des Gemischzuführungsrohres (6) den groß- dererseits wird durch Abführung der einzelnen Phaten Durchmesser und in Richtung auf die Trenn- sen in getrennte Räume verhindert, daß sich diese wände (2) abnehmenden Durchmesser aufweisen. Phasen nach der Abtrennung wieder vermischen

4. Trennsammler nach Anspruch 3, dadurch können.

gekennzeichnet, daß die Trennkammern (5) im 40 Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in

Bereich des Gemischzuführungsrohres (6) zusatz-,, den Unteransprüchen genannt.

Hch nach außen aufgeweitet sind. An Hand einer schematischen Zeichnung sind Auf-

5. Trennsammler nach Anspruch 1, dadurch bau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels gekennzeichnet, daß in die Tauchrohre (8) Strö- nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt
mungsgleichrichter eingebaut sind. 45 F i g. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Sammlerabschnittes mit eingebauten Trennwänden und Trenn-

kammern,

F i g. 2 eine als Baueinheit einschiebbare wasser-

Bei Zwangdurchiäüf-Dampferzeugern fällt im all- führende Kammer mit eingebauter Trennkammer

gemeinen beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb 5° ^un(ä

hinter dem Verdampfer eine größere Menge Wasser F i g. 3 einen entsprechenden Querschnitt entspre-

zusammen mit dem schon erzeugten Dampf an. Um chend der Schnittlinie III-III nach F i g. 2.

zu vermeiden, daß dieses Wasser in die nachgeschal- Nach F i g. 1 sind in den waagerecht angeordneten

teten Überhitzerheizflächen eindringt, war es bisher Sammlern 1 senkrechte Trennwände 2 eingeschweißt,

üblich, aufwendige und teuere Wasser-Dampf-Trenn- 55 so daß der Sammler in einzelne Kammern 3 und 4

gefäße hinter dem Verdampfer in den Kreislauf ein- unterteilt ist. In jede zweite Kammer 4 sind nunmehr

zuschalten (Zeitschrift »Brennstoff-Wärme-Kraft«, zwischen die Trennwände 2 rotationssymmetrische

(1967), Nr. 5, S. 240). Trennkammern 5 eingesetzt, in die tangential das Zu-

Es sind in diesem Zusammenhang auch bereits führungsrohr 6 für das Dampf-Wasser-Gemisch ein-

Trennsammler zur Schwerkraft- und Fliehkrafttren- 60 mündet. Die Trennkammern 5 sind dabei etwas kür-

nung bekanntgeworden (deutsche Patentschriften zer als der Abstand der beiden Trennwände 2, so daß

640 und 1 002 760), bei denen das zu trennende sich zwischen den Enden der Trennkammern 5 und

Dampf-Wasser-Gemisch seitlich tangential zugeführt den Trennwänden 2 ein Ringspalt 7 ergibt. Die

wird, während der Dampf vom oberen Bereich des Trennwände 2 sind darüber hinaus noch koaxial zur

Sammlers und das Wasser vom unteren Bereich ab- 65 Trennkammer 5 von Tauchrohren 8 durchbrochen,

geführt werden. Diese Sammler sind jedoch senk- Wenn nun das Dampf-Wasser-Gemisch durch das

recht angeordnet und mit entsprechenden Leit- und Zuführungsrohr 6 tangential in die Trennkammer 5

Prallblechen zur Fliehkrafttrennung versehen sind. einmündet, so wird dieses Gemisch zunächst an der