DE1913228A1 - Water separator superheater - Google Patents
Water separator superheaterInfo
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Description
83/68 DrW/uk83/68 DrW / uk
Aktiengesellschaft Brown, Boverl & Cie., Baden (Schweiz)Aktiengesellschaft Brown, Boverl & Cie., Baden (Switzerland)
. Wasserabscheider-Ueberhitzer. Water separator superheater
In Nuklearkraftwerken heutiger Konstruktion verlässt der Dampf die HD-Turbine meist schon nass. In einem Wasserabscheider-Ueberhitzer wird das Wasser aus diesem Dampf abgeschieden und der entwässerte Dampf anschliessend in einem Wärmeaustauscher mittels Frischdampf überhitzt, bevor er in den ND-Zylinder der Turbine geführt wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad verbessert und vermieden, dass die ND-Schaufeln erodiert werden. Die Wasserabscheidung aus Nassdampf mittels Drahtgeflechtmatratze und anschliessendes Ueberhitzen mittels Röhrenwärmetauscher ist bekannt, beispielsweise nach folgenden Anordnungen:In today's nuclear power plants, the steam leaves the HP turbine mostly wet. In a water separator superheater the water is separated from this steam and the dehydrated steam is then transferred to a heat exchanger superheated by means of live steam before it enters the LP cylinder Turbine is guided. This improves efficiency and prevents the LP blades from being eroded. The water separation from wet steam using a wire mesh mattress and subsequent overheating using a tubular heat exchanger is known, for example according to the following arrangements:
a) Axiale Dampfeinführung in die untere Hälfte des horizontalliegenden, zylinderischen Behälters, der durch, eine Drahtgeflechtsroatratze in der Horizontalebene'durch seine Längsachse geteilt ist. In der oberen Hälfte ist ein Wärmetauscher mit IJ-Rohren angeordnet, der Dampf tritt vertikal nach oben aus. - Nachteile? Schlechte Ausnutzung des Behälterquersehnitts, dadurch grosse Abmessungen? das im horizontal liegenden Rohrbündel anfallende Kondensat benötigt Spüldampf zur Abführung (Wirkungsgradverlust der Anlage).a) Axial steam introduction into the lower half of the horizontal, cylindrical container, which is carried by a wire mesh mattress in the horizontal plane 'through its longitudinal axis is divided. In the upper half is a heat exchanger arranged with IJ tubes, the steam emerges vertically upwards the end. - Disadvantage? Bad utilization of the cross section of the container, therefore large dimensions? that in the horizontally lying tube bundle Accumulating condensate requires flushing steam for discharge (Loss of efficiency of the system).
12- 83/68 ;12- 83/68;
b) Dampfeinführung von unten oder axial in den horizontal liegenden, zylindrischen Behälter. In die untere Behälterhälfte sind zwei genau übereinander angeordnete Drahtgeflechtsmatratzen, in die obere Behälterhälfte sind Wärmetauscher mit horizontal liegenden Rohren eingebaut, wobei die Dampfführung längs der Rohre erfolgt. Der Dampfaustritt erfolgt nach oben. -. Nachteile: Grosse axiale Dampfanstromgeschwindigkeit zu den Drahtmatratzen; zahlreiche Dampfumlenkungen und damit erhöhter Druckverlust; Auswirkung der horizontalen Lage der Rohre wie unter a).b) Steam introduction from below or axially into the horizontal, cylindrical container. In the lower half of the container are two wire mesh mattresses arranged exactly one above the other, Heat exchangers with horizontally positioned pipes are installed in the upper half of the container, with the steam duct takes place along the pipes. The steam escapes upwards. -. Disadvantages: Large axial steam flow velocity to the Wire mattresses; numerous steam diversions and thus increased Pressure loss; Effect of the horizontal position of the pipes as under a).
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Nachteile zu beheben und eine technisch und wirtschaftlich günstigere Lösung zu finden. Sie ist gekennzeichnet durch Abschirmmittel zwischen dem Nassdampfeinlass und dem Zuströmraum vor den Drahtgeflechtsmatratzen und durch eine treppenförmig ineinandergeschachtelte Anordnung der Drahtgefleehtmatratzen, deren Eintrittsbereich,jeweils mit dem Austrittsbereieh der darüber angeordneten Matratze durch ein Tropfenabdeekbleeh verbunden ist, sowie gekennzeichnet durch den im Abströmraum unmittelbar anschliessend an die Mafcratzenaustritte angeordneten Röhrenwärmeaustauscher mit, zwecks Selbstenwässerung, stark geneigten Rohren.The aim of the present invention is to remedy the disadvantages and to find a technically and economically more favorable solution. It is characterized by shielding means between the Wet steam inlet and the inflow space in front of the wire mesh mattresses and through a staircase nested arrangement the wire mesh mattresses, their entry area, respectively with the exit area of the mattress arranged above is connected by a drop masking sheet, as well as characterized by the in the outflow space immediately following the Mafcratzen exits arranged tubular heat exchanger with, in order to Self-watering, steeply sloping pipes.
Ein AusführungsBeispiel des Erfindungsgegenstandes wird an-SGlaiiessemct anhand einer Figur erläutert, welche in rein scheiüiatisoher Darstellung einen Querschnitt dun?h einen Wasserab-An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is provided by an-SGlaiiessemct explained using a figure, which in purely scheiüiatisoher Representation of a cross section of a water drain
tser seigt. 0 0 9 8 0 8/1071tser seigt. 0 0 9 8 0 8/1071
··- 3 - 83/68 .·· - 3 - 83/68.
Der in der Figur dargestellte trommeiförmige Wasserabscheider-Ue"berhitzemantel 1 1st kreiszylindriseh mit einer Längsachse 2. Der Eintritt des Nassdampfes erfolgt durch eine Einlassöffnung 3 in einem Troiomelboden des Wasserabscheider-Ueberhitzers, während der überhitzte Dampf durch einen Austrittsstutzen 4, der an einer beliebigen Stelle längs der Trommel angeordnet sein kann» ausströmt. Eine Absehinnwand 5 ist zwischen der Einlass-Öffnung 2 und einem Zuströmraum 7 eingebaut. Im tiefsten Punkt des Wasserabscheider-Ueberhitzers befindet sich eine Entwässerungsleitung 9. Drahtgeflechtmatratzen 11,12,13 und 14, gegeneinander versetzt und Übereinander angeordnet, dienen dem Entwässern des Nassdampfes. Zwischen diesen Drahtgeflechtmatratzen 11-14 sind Tropfenabdeckbleehe 17-19 vorgesehen, welche den Einstrombereich der einen Matratze mit dem Abströmbereich der darüber angeordneten Matratze verbinden, derart, dass je zwei sich folgende Matratzen mit dem zugehörigen Tropfenabdeckblech im Querschnitt Z-förmig erscheinen. Die Breiten A1B,C, und D der Matratzen 11-14 stehen mit den Dampfeinströmquerschnitten AB,BC,CD und DO in propotionalem Verhältnis. Damit wird erreicht, dass die Dampfeintrittsgeschwindigkeiten in die Räume zwischen den Drahtgeflechtmatratzen gleich gross werden. Hinter den Drahtgeflechtmatratzen 11-14 ist ein Dampfabströmraum 21 vorgesehen, in welchem sich stark geneigt angeordnete Ueberhltzerrohre 22 befinden. Diese verlaufen in Normalebenen zur Längsachse 2. Die üeberhitzerrohre 22 werden über einen Heizdampfeintrittsstutzen 24 und einen Verteiler beaufschlagt. Unten im Ueberhitzer istThe drum-shaped water separator Ue "superheat jacket 1 shown in the figure 1st circular cylinder with a longitudinal axis 2. The entry of the wet steam occurs through an inlet opening 3 in a Troiomelboden of the water separator superheater, while the superheated steam through an outlet 4, which at any point A protective wall 5 is installed between the inlet opening 2 and an inflow space 7. At the lowest point of the water separator superheater there is a drainage line 9 Arranged one above the other, serve to dewater the wet steam. Between these wire mesh mattresses 11-14, drop cover plates 17-19 are provided, which connect the inflow area of one mattress with the outflow area of the mattress arranged above, in such a way that two subsequent mattresses with the associated drop cover plate in each case Qu cut appear Z-shaped. The widths A 1 B, C and D of the mattresses 11-14 are proportional to the steam inflow cross sections AB, BC, CD and DO. This ensures that the steam entry speeds into the spaces between the wire mesh mattresses are the same. Behind the wire mesh mattresses 11-14 a steam outflow space 21 is provided in which there are overheating pipes 22 which are arranged at a steep incline. These run in normal planes to the longitudinal axis 2. The superheater tubes 22 are acted upon via a heating steam inlet connection 24 and a distributor. Down in the superheater is
00 9808/107 100 9808/107 1
- 4 - 83/68- 4 - 83/68
ein Kondensat-Austrittsstutzen 25 zur Ableitung des anfallenden Kondensates vorgesehen.a condensate outlet nozzle 25 for discharging the accumulating Condensate provided.
Beim Betrieb der Anlage strömt der Nassdampf aus dem Hochdruckteil der Dampfturbinenanlage durch die Einlassöffnung 5 in denWhen the system is in operation, the wet steam flows out of the high-pressure section of the steam turbine system through the inlet opening 5 into the
■ Wasserabscheider-Ueberhitzer, in dem er durch die Abschirmwand 5 grösstenteils umgelenkt wird, um in den Zuströmraum 7 zu gelangen. Die freie Durchströmfläche zwischen der Abschirmwand 5 und dem Wasserabscheider-Ueberhitzermantel 1 ist ungefähr gleich gross wie der Querschnitt der Einlassöffnung 3· Durch den Einbau der Abschirmwand 5 wird verhütet, dass der Nassdampf mit hoher Geschwindigkeit direkt in den Baum unter die Drahtgeflechtmatratze 11-14 strömt. Auch wird dadurch eine gleichmässigere Beaufschlagung dieser Räume mit Nassdampf erreicht, sowie eine Strömungsrichtung des Dampfes, welche es gestattet, praktisch ohne weitere, wesentliche Umlenkung den Wasserabscheider-Ueberhitzer zu durchströmen. Im Kaum 7 können noch Weitere Einbauten zur Gleichrichtung und gleichmässigen Verteilung des Dampfes entlang dem Behälter vorgesehen werden, wie z.B. Umlenk-Leitbleche, Loch- ■ Water separator superheater, in which it is largely deflected by the shielding wall 5 in order to get into the inflow space 7. The free flow area between the shielding wall 5 and the water separator superheater jacket 1 is approximately the same size as the cross-section of the inlet opening 3. The installation of the shielding wall 5 prevents the wet steam from flowing at high speed directly into the tree under the wire mesh mattress 11-14 . This also results in a more uniform application of wet steam to these spaces, as well as a direction of flow of the steam which allows it to flow through the water separator superheater with practically no further, significant deflection. Hardly 7 additional fixtures can be provided for rectifying and evenly distributing the steam along the container, such as deflection baffles, perforated
bleche oder ähnliches. Mittels der eingebauten Drahtgeflechtmatratzen wird das im Nassdamp enthaltene Wasser grösstenteils ausgeschieden. Dieses gelangt in die Entwässerungsleitung 9 und wird von dort dem Dampfkreislauf wieder zugeführt. Der nahezu wasserfreie Dampf umströmt hernach die Ueberhitzerrohre 22, in welchen der durch den Stutzen 24 einströmende Heizdampf seine Wärme an den entwässerten Dampf abgibt und kondensiert, wobeisheet metal or the like. Using the built-in wire mesh mattresses most of the water contained in the wet steam is excreted. This gets into the drainage line 9 and is fed back into the steam cycle from there. The almost anhydrous steam then flows around the superheater tubes 22, in which the heating steam flowing in through the connection 24 gives off its heat to the dewatered steam and condenses, with
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das Kondensat durch die geneigten Ueberhitzerrohre 22 in einen Kollektor abfliesst, von. welchen es durch den Stutzen 25 ebenfalls dem Dampfkreislauf zugeführt wird. Auf diese Weise wird der die Ueberhitzerrohre 22 umstreichende entwässerte Dampf überhitzt und gelangt durch den Austritt 4 in den Niederdruckteil der Dampfturbinenanlage. ·the condensate through the inclined superheater tubes 22 in a Collector drains from. which it through the nozzle 25 also is fed to the steam cycle. That way will the dehydrated steam sweeping around the superheater tubes 22 is superheated and passes through the outlet 4 into the low-pressure part of the Steam turbine plant. ·
Wie aus der Figur ersichtlich., wird bei dem beschriebenen Wasserabscheider-Üeber hitzer der Nassdampf in einem Durchgang durch die Drahtgeflechtmatratzen 11-14 geführt und anschliessend direkt, zwecks Üeberhitzung, durch den Röhrenwärmeäustauseher geleitet., Sowohl die Drahtgeflechtmafcfätzen als auchjder tJeberhitzer erstrecken sich über die ganze Länge des Wasserabscheider -Ueber-As can be seen from the figure, in the case of the water separator superheater described, the wet steam is passed through in one pass the wire mesh mattresses 11-14 and then directly, for the purpose of overheating, passed through the tubular heat exchanger., Both the wire mesh sections and each superheater extend over the entire length of the water separator
Diese Ausführung weist gegenüber1 den bisher bekannt gewordenen Konstruktionen die folgenden tföfteile aufίThis version has the following tföfteile compared to 1 the previously known constructions
- Die Zufuhr des Nassdampfes kann auf kürzer Strecke und ohne vorherige Entwässerung erfolgen.- The supply of wet steam can over a short distance and without prior drainage take place.
- Der Druckverlust im beschriebenen Wasserabscheider -. Ueberhit z.er ist minimal s da der Nassdampf sehr wenig umgelenkt wird und die Dampfgeschwindigkeit beim Durchströmen des Wasserabscheiderüeberhitzers. möglichst kontstand gehalten wird.- The pressure loss in the described water separator -. Overheating z.er is minimal s because the wet steam is deflected very little and the steam speed when flowing through the water separator superheater. is kept as constant as possible.
- Die Entnahme des überhitzten Dampfes kann an einer oder an mehreren, für die Turbine passenden Stellen entlang dem Apparat erfolgen.- The extraction of the superheated steam can be done at or at several places along the apparatus suitable for the turbine take place.
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- Der kreisrunde Querschnitt des Behälters wird optimal ausgenutzt .- The circular cross-section of the container is optimally used .
- Das Kondensat des kondensiertenden Heizdampfes läuft selbsttätig ab, so dass kein Spüldampf für dessen Abfluss benötigt wird.- The condensate of the condensing heating steam runs off automatically, so that no flushing steam is required for its drainage will.
Die beschriebene Ausführung eines Wasserabseheider-Ueberhltzers bedarf bei gleichen Leistungen nur ungefähr 2/3 des bisher benötigten Flatzbedärfes und wiegt auch nur 2/3. If ist zudem StrSrtungsniä&sig und im Aufbau einfach* so dass auch bezüglich Reinigung günstige Verhaltnisse entstehen*The described execution of a water separator overheater requires only about 2/3 of what was previously required for the same performance Flatzbedärfes and weighs only 2/3. If is also Difficult to disrupt and simple in structure * so that also with regard to Cleaning favorable conditions arise *
Ö0S8Ö8/1071Ö0S8Ö8 / 1071
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