DE2104355A1 - Vorrichtung zur Abscheidung von Wasser oder anderen Beladungen strömender Dämpfe und Gase - Google Patents

Description

WSSTIJfSHOUSS Erlangen, 29.1.71

ns

Electric Corporation Werner-von-Sieinens-Straße SO

Pittsburgh Pa. USA werner-von-biemens-btraße 50

WE 40 069

Mein Zeichen:

VPA 71/8931 Skn/Di

Vorrichtung zur Abscheidung von Wasser oder anderen Beladungen strömender Dämpfe und Gase

Es wird die Priorität der USA-Anmeldung Serial No. 7 694 vom 2.2.1970 in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abscheidung von Wasser oder anderen Beladungen strömender Dämpfe und Gase mit im Strömungsweg befindlichen zickzackförmig angeordneten lamellen. Beispielsweise bei Dampfturbinen hat es sich vielfach als notwendig erwiesen, den Dampf, der vom Kessel kommt, zu entwässern, ehe er in die Turbine eingeleitet wird. Im allgemeinen hat man dabei den Dampf zunächst durch einen Zentrifugalabscheider geleitet und ihn dann einem Lamellenabscheider unmittelbar vor dem Dampfeintritt in die Turbine zugeführt. Die Erfindung bezieht sich auf die letztgenannte Ausbildungsform von Abscheidevorrichtungen, wobei die Erfindung darüber hinaus auch für alle anderen Fälle Bedeutung hat, bei denen aus Dämpfen und Gasen Wasser oder andere Beladungen auszuscheiden sind, wie z.B. bei chemischen oder Naturgasprozessen.

Ein solcher Lamellenabscheider enthält im allgemeinen innerhalb eines Gehäuses mit Ein- und Austritt für das in zahlreichen parallelen Wegen hindurchströmende Medium Jeweils eine Vielzahl von Lamellen, die einander gegenüberstehen und, abwechselnd in verschiedener Richtung angeordnet, alle zusammen im Querschnitt einen Zickzack-Aufbau bilden. Durch eine solche Anordnung muß

109843/1046

die Strömung also einen hin- und hergehenden "»eg durchlaufen, wodurch infolge stetigen Richtungswechsels Wasser oder andere Beladungen abgeschieden werden. Die Herstellung einer solchen Trennvorrichtung ist aber umständlich und kostspielig, da die Vielzahl der einzelnen Lamellen eine aufwendige Halterung erfordert und zahlreiche Punktschweißstellen notwendig sind, um die einzelnen Teile miteinander zu verbinden. Es läßt sich dabei nicht vermeiden, daß gewisse Fertigungsabweichungen auftreten und dadurch der Abscheideeffekt beeinträchtigt wird.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung erlaubt auch bei sehr langen Lamellen eine exakte Einhaltung der gesamten Geometrie der Anordnung, ohne daß umständliche und kostspielige Schweißarbeiten notwendig werden. Die Erfindung besteht darin, daß längs eines jeden Strömungskanals die vorzugsweise senkrecht angeordneten, in"Zick"-Richtung und die entsprechenden in "Zack"-Richtung verlaufenden Lamellen zusammen aus einem einzigen Blechstück bestehen, das durch Stanzen, Pressen, Drücken, Biegen, Knicken, Abkanten, Falten, Rollen usw. in der Weise geformt ist, daß an jeder Richtungsänderungs-Kante Sammelkanäle für die abzuscheidende Beladung mit jeweils der Strömung entgegengerichteten Öffnungsschlitzen gebildet werden.

Die Sammelkanäle sind mit besonderem Vorteil mit U-förmigem oder taschenförmigem Querschnitt gestaltet. Sie befinden sich weiterhin mit Vorteil abwechselnd jedoch auf der Prallseite, also dort, wo die Strömung nach vorhergehender Richtungsumlenkung hingeleitet wird. Die der Strömung zugewandte Lippe der taschenförmigen Kanäle läßt sich durch Falzen des Blechstückes bilden. Mit den einzelnen Prallblechen braucht daher lediglich eine beschränkte Anzahl von Abstandsstücken, beispielsweise durch Punktschweißen, verbunden werden, sodaß die gesamte Prallblechanordnung nur aufeinander geschichtet und von außen her zusammengepreßt werden braucht.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

_ 3 109843/1046

- 3 - VPA 71/8931

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch den oberen Teil eines Reaktor-Dampferzeugers veranschaulicht, der mit Feuchtigkeitsabscheidern nach der Erfindung ausgestattet ist. Der Dampferzeuger 5 befindet sich in einem Außengehäuse 10 und kann von üblicher Bauart sein, die im einzelnen für die Erfindung ohne Bedeutung ist. Der erzeugte Dampf gelangt zunächst durch A den Einlaß 12 in einen Zentrifugalabscheider 14, von dem aus er in Pfeilrichtung zur Kammer 16 von im wesentlichen ringförmiger Gestalt strömt. Diese Ringkammer umgibt eine Abscheidevorrichtung, die aus vier Einzelsystemen besteht und im ganzen mit dem Bezugsseichen 18 versehen ist.

Wie aus Figur 2, die einen waagerechten Schnitt längs der Linie II-II von Figur 1 veranschaulicht, hervorgeht, umfaßt der Abscheider 18 die vier Einzelsysteme 20 A, 20 B, 20 C und 20 D mit Lamellenpaketen 22. Der von der Kammer 16 kommende, die Lamellenpakete 22 in den Systemen 20 A bis 20 D durchsetzende Dampf gelangt in einen im wesentlichen rechteckigen Raum 24 * und tritt dann nach oben hin durch eine perforierte Platte W (Siebplatte) 26 zum Dampfauslaß 28 hin aus (Fig. 1).

Beim Durchgang durch die Lamellenpakete 22 der Systeme 20 A bis 20 D wird die Feuchtigkeit vom Dampf entfernt, sodaß, wenn der Dampf den Austritt 28 erreicht, er im wesentlichen trocken ist. Die Lamellenpakete 22 sind an Lochblechen oder ähnlichen perforierten Platten 30 gehalten, die sich unterhalb eines jeden Systems 20 A bis 2C D befinden. Die aufgefangene Feuchtigkeit an den Lamellenpaketen 22 wird durch die perforierten Platten nach unten in eine Kammer 32 geleitet und gelangt dann in ein Auffangbecken 34, von wo aus das Wasser durch einen Ablauf 36

1 098^3/ 1 CU6

- 4 - VPA 71/8931

weggeführt oder einem geeigneten Teil des Dampferzeugers 5 in nicht näher dargestellter Weise zugeleitet wird. Andererseits kann das Kondensat auch unmittelbar von der Kammer 32 aus zum unteren Teil des Dampferzeugers 5 durch eine Leitung 38 hinabgeführt werden. Zusätzliche Abläufe 40 und 42 dienen der Ableitung von sich im Raum 24 der Systeme 20 A bis 20 D ansammelndem Wasser.

Die Wände 40 A und 40 B trennen die mit noch flüssigkeitsbeladenem Dampf erfüllte Ringkammer 16 vom Raum 24 mit der aus vier Systemen bestehenden Trennvorrichtung 18 sowie von der Kammer oberhalb der Trennvorrichtung, die wiederum mit dem Auslaß 28 in Verbindung steht und trockenen Dampf führt. Falls es als wünschenswert oder notwendig erachtet wird, kann auch eine perforierte Platte 44 unmittelbar vor jeder Vorderseite der Lamellenanordnungen der Abscheidevorrichtung 18 angeordnet sein, sodaß das feuchtigkeitsbeladene Gas beim Aufprall auf dieses Sieb oder diese Lochplatte bereits einen Teil seiner Feuchtigkeit verliert, ehe es in die Lamellenpakete 22 eintritt. Die Siebplatte 44 vergrößert auch den Druckabfall und bewirkt damit eine gleichmäßigere Verteilung der Strömung über die gesamte Fläche des Abscheiders. Eine zweite Siebplatte 26 kann am Austritt hinzugefügt werden, um ebenfalls zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Flusses längs der Querschnittsfläche des Abscheiders beizutragen. Die Siebplatte 44 kann natürlich nicht nur zusätzlich zur Siebplatte 26, sondern auch für sich allein Verwendung finden.

Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer vollständigen Lamellenanordnung für eines der in Figur 1 dargestellten Systeme, wobei ein Gehäuse die einzelnen Lamellen paketartig in ihrer vorgeschriebenen Lage halternd umschließt. Das Gehäuse 46 besteht aus Endplatten 48 und 50, die durch obere Stege 51 und untere Stege 52 (Figur 1) miteinander verbunden sind. In Figur 3 sind hiervon nur die unteren Stege 52 veranschaulicht. Große öffnungen

109843/1046

- 5 - VPA 71/8931

54 an den Seitenwänden eines jeden Systems gestatten einen weitgehend unbehinderten Eintritt der Gas- oder Dampfströmung durch das System hinduroh in Richtung des Pfeiles 55· Das Lamellenpaket 22 ist durch eine Druckplatte 56 auf der einen Seite und durch die Endplatte 4-8 auf der anderen Seite zusammengehalten.

Abstandsstücke 58 sind einerseits an der ersten lamellenanordnung 22 A und andererseits mit ihrem entgegengesetzten Ende auch an der Druckplatte 56 angeschweißt. Auf diese Weise können die Lamellenanordnung 22 A, die Druckplatte 56 und die Abstandsstücke 58 in das Gehäuse 4-6 als ein einheitliches Stück hineingebracht oder aus diesem herausgezogen werden, wie auch aus Figur 4 näher ^k ersichtlich ist. Figur 4 zeigt einen Längsschnitt, der im wesent- w liehen längs der Linie IV-IV von Figur 3 gelegt ist.

Weitere Abstandsstücke 60 und 62 sind jeweils nur einseitig an der zugehörigen Lamellenanordnung, wie z.B. an der Lamellenanordnung 22 B angeschweißt, wobei aber keine Schweißverbindung zur nächstfolgenden Lamellenanordnung 22 C (in Figur 3 nicht näher dargestellt) besteht. Die Lamellenanordnung 22 B kann zusammen mit ihren Abstandsstücken 60 und 62 eingebracht oder entfernt werden und in gleicher Weise jede weitere Lamellenanordnung mit den jeweils an ihr befindlichen Abstandsstücken. Lediglich die letzte Lamellenanordnung 22 N enthält zusätzlich mit den Abstandsstücken 60 und 62 noch Abstandsstücke 64, die φ als Anschlag dienen, wenn mit Hilfe der Schrauben 66 die Druckplatte 56 das gesamte geschichtete Paket von Lamellenanordnungen zus ammendrückt.

Die gesamte Anordnung wird von der Siebplatte 30 getragen, wie in Figur 1 erkennbar ist. Wenn alle Lamellenanordnungen in ihre vorgeschriebene Lage gebracht sind, werden sie unverrückbar zwischen der Druckplatte 56 und der Endplatte 48 des Gehäuses 46 eingespannt. Dies ist auch aus Figur 4 zu ersehen.

109843/1048

- 6 - VPA 71/3931

Figur 5 zeigt schließlich in vergrößertem Maßstab den oberen Teil eines Lamellenpaketes 22. Im Sinne der Erfindung ist jede Lamellenanordnung aus einem einzigen Blechstück geformt, sodaS sich die gezeigte Gestaltung ergibt. Jede der einzelnen Lamellenanordnungen 22 A bis 22 D enthält eine Vielzahl von schräg gestellten Eintrittsabschnitten 68 A, die in einem 7/inkel zur Strömungsrichtung angeordnet sind, um den Anfang eines Zickzackaufbaues zu bilden. Jeder auf den Eingangsabschnitt folgende Abschnitt 68 B enthält wiederum einen Bereich 70, der mit einen bestimmten Winkel längs der Kante 72 mit dem nachfolgenden Teil 68 G in Verbindung steht, wobei der Abschnitt 70 durch Faltung des Blechstückes mit einer gegen die Strömungsrichtung nach vorne vorspringenden Lippe 74 entstanden ist, die sich längs der gesamten vertikalen Länge der Lamellenanordnung erstreckt. Durch diese Faltung der Lippe 74 wird ein Kanal 76 mit U-förmigem Querschnitt gebildet, der sich ebenfalls längs der gesamten Länge der Lamellenanordnung erstreckt, wobei der eine U-Schenkel durch die Faltung mit der Lippe 74 gebildet ist. Die Kanäle 76 sind dabei taschenartig abwechselnd an der Seite der Lamellen angeordnet, an die die Strömung jeweils anprallt.

Beim Durchtritt des mit Flüssigkeit beladenen Gasstromes findet an den Kanten der Zickzack-Anordnung jeweils eine Umlenkung der Strömungsrichtung statt. Außerdem bewirken die Lippen 74 eine weitere Turbulenz der Strömung, sodaß die Flüssigkeitsteilchen abgeschieden werden und in die taschenförmig gestalteten Kanäle 76 gelangen. Durch die vertikale Anordnung dieser Kanäle können die abgeschiedenen Flussigkeitsteilchen in den Kanälen 76 nach unten fließen und zu den Kammern 32 gelangen, von wo die abgeschiedene Flüssigkeit dann in das in Figur 1 dargestellte Becken 18 geleitet wird.

Die Erfindung gestattet, die Lamellenanordnung mit außerordentlich guter Maßhaltigkeit zu bauen. Die in Figur 5 mit D bezeichnete Weite für die Kanäle 76 kann wesentlich exakter eingehalten wer-

109843/1046

- 7 - "PA 71/8931

den, als dies bei früheren Punktschweißkonstruktionen möglich war. Bei geschweißten Lamellen mit einer Soll-Weite von z.B. 0,150 Zoll mußte bisher mit Abweichungen von diesem Maß innerhalb von Werten von ungefähr 0,180 Zoll bis 0,120 Zoll gerechnet werden. Dies bedeutet eine Toleranz von ungefähr + 20 #. Andererseits kann man aber durch die Erfindung die Weite D für einen Soll-Wert von 0,130 Zoll, der sonst nur im Bereich von etwa 0,150 bis 0,110 Zoll zu verwirklichen wäre, jetzt innerhalb von Werten zwischen 0,140 bis 0,120 Zoll halten; dies ergibt jedoch nur eine Abweichung von ungefähr ± 8 #. Derartig geringe Toleranzwerte sind aber außerordentlich bedeutsam, weil die Weite der Kanalabschnitte, die mit D bezeichnet ist, die Abscheideeigenschaften und die Leistungsfähigkeit des Trenners erheblich beeinflussen.

4 Patentansprüche

5 Figuren

1098A3/10A6

Claims (4)

1. Patentansprüche

   - 8 - VPA 71/8931

   /!^.Vorrichtung zur Abscheidung von Wasser oder anderen BeIa- ^- düngen strömender Dämpfe und Gase mit im Strömungsweg befindlichen zickzackförmig angeordneten Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß längs eines jeden Strömungskanals die in "Zick"-Richtung und die in "Zack"-Richtung verlaufenden Lamellen aus einem einzigen Blechstück bestehen, das durch Stanzen, Pressen, Drücken, Biegen, Knicken, Palten, Rollen usw. in der Weise geformt ist, daß an jeder Richtungsanderungs-Kante Sammelkanäle für die abzuscheidenden Beladungen mit jeweils der Strömung entgegengerichtetem Öffnungsschlitz gebildet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle abwechselnd auf der jeweiligen Prallseite der Lamellen angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellenanordnungen lediglich mit Abstandsstücken verbunden, insbesondere verschweißt sind und das gesamte Lamellenpaket geschichtet und zusammengepreßt ist.

   109843/10^6

   Leerseite