DE2333055B2

DE2333055B2 - Device for separating a heterogeneous mixture of a gaseous and a drop-shaped liquid component

Info

Publication number: DE2333055B2
Application number: DE19732333055
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Bulang; Ulrich Dr.-Ing. Regehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2333055A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Trennung eines heterogenen Gemisches aus einer gasförmiger, und einer tropfenförmigen flüssiger.The invention relates to an apparatus for separating a heterogeneous mixture from one gaseous, and a teardrop-shaped liquid.

Komponente, insbes. zur Tropfenabscheidung aus nassem Dampf, z. B. vor Zwischenüberhitzern bei Dampfkraftwerken, bestehend aus zylindrischem, mit vertikaler Achse aufgestelltem Abscheiderbehälter, im Behältorunterteil angeordnetem Grobabscheider und im Behälteroberteil angeordnetem Feinabscheider, wobei der Grobabscheider einen zylindrischen Einströmtopf mit radialem Eintrittsstutzen und axialem, durch ein Einbauaggregat abgedecktem AbflußstutzenComponent, esp. For droplet separation from wet steam, e.g. B. in front of reheaters Steam power plants, consisting of a cylindrical separator tank set up with a vertical axis, in the Container lower part arranged coarse separator and Fine separator arranged in the upper part of the container, the coarse separator having a cylindrical inflow pot with radial inlet connection and axial drain connection covered by a built-in unit

ίο für die abgeschiedene flüssige Komponente, der Feinabscheider einen axialen Strömungskanal mit umgebenden Feinabscheiderelementen aufweisen und der Strömungskanal des Feinabscheiders an einen in den zylindrischen Einströmtopf hineinragenden Strömungsleitzylinder angeschlossen ist, der im Einströmtopf einen Ringraum bildet — Der Ausdruck Einströmtopf impliziert, daß der darin durch den Strömungsleitzylinder gebildete Ringraum zum Feinabscheider hin durch einen kreisringscheibenförmigen Deckel oder auf andere Weise abgeschlossen istίο for the separated liquid component, the Fine separators have an axial flow channel with surrounding fine separator elements and the flow channel of the fine separator to a flow guide cylinder protruding into the cylindrical inflow pot is connected, which forms an annular space in the inflow pot - the term inflow pot implies that the annular space formed therein by the flow guide cylinder towards the fine separator is closed by a circular disk-shaped cover or in some other way

Bei einer bekannten Vorrichtung der beschriebenen Gattung (vgl. DE-GBM 71 22 464) ist der Ringraum ein umlaufend ireier Raum, der Strömungsleitzylinder besitzt eine zum Ringraum offene, etwa die halbe Breite des Ringraumes ausnehmende rinnenförmigc Umbiegung, die mit dem Boden des Einströmtopfes einen im Radialschnitt trompetenförmigen Strömungskanal bildet Über dem Abflußstutzen befindet sich ein kappenförmiges Einbauaggregat, welches in diesen trompetenförmigen Strömungskanal integriert ist, aber den Abfluß von abgeschiedener Flüssigkeit zuläßt. Anscheinend hält man die beschriebene, gleichsam stromlinienförmige Ausbildung für erforderlich, um im Einströmtopf die Druckverluste klein zu halten. Das alles ist verbesserungsbedürftig. Zwar hält die gleichsam stromlinienförmige Ausbildung die Druckverluste klein, der Abscheidegrad befriedigt jedoch nicht. — Bei einer sehr ähnlichen Einrichtung (CH-PS 5 33 997) ist das den Abflußstutzen abdeckende Einbauaggregat als Platte mit zentraler Ausnehmung über dem Abflußstutzen und darunter mit Abstand angeordneter Abdeckung ausgeführt In a known device of the type described (cf. DE-GBM 71 22 464) the annular space is a all around a space, the flow guide cylinder has an open to the annular space, about half the width of the annular space extending groove-shaped bend, which with the bottom of the inflow pot an im Radial section forms trumpet-shaped flow channel A cap-shaped installation unit is located above the drainage nozzle, which is inserted into it Trumpet-shaped flow channel is integrated, but allows the drainage of separated liquid. Apparently one considers the described, streamlined training to be necessary to im Inlet pot to keep the pressure losses small. All of this is in need of improvement. It holds, as it were streamlined design, the pressure losses are small, but the degree of separation is unsatisfactory. - At a A very similar device (CH-PS 5 33 997) is the built-in unit covering the drainage pipe as a plate Executed with a central recess above the drainage connection and underneath a spaced cover

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Trennung eines heterogenen Gemisches aus einer gasförmigen und einer tropfenförmigen, flüssigen Komponente zu schaffen, die ohne störende Erhöhung des Druckverlustes wesentlich verbesserte Abscheidegrade aufweist und insbes. auch die feinen Tropfen eines vorgegebenenIn contrast, the invention is based on the object of providing a device for separating a heterogeneous mixture of a gaseous and a drop-shaped, liquid component create, which has significantly improved degrees of separation without a disruptive increase in pressure loss and especially the fine drops of a given one

Drop spectrum is eliminated

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung besteht die Erfindung darin, daß der Ringraum im Einströmtopf auf der dem Eintrittsstutzen gegenüberliegenden Seite durch einen Strö- mungsteiler in zwei Halbringräume geteilt ist — Überraschenderweise bewirkt der Strömungsteiler — ohne störende Erhöhung der Druckverluste — eine beachtliche Verbesserung des Abscheidegrades. Ein im Radialschnitt gleichsam trompetenförmiger Strömungskanal im Bereich des Bodens des Einströmtopfes mit entsprechend gestaltetem Einbauaggregat, bei dem das den Abflußstutzen abdeckende Einbauaggregat aus einer Platte mit zentraler Ausnehmung über dem Abflußstutzen und darüber mit Abstand angeordneterBased on the device of the type described above, the invention consists in that the annular space in the inlet pot on the side opposite the inlet nozzle through a flow flow divider is divided into two half-ring spaces - surprisingly, the flow divider - without a disruptive increase in pressure losses - a considerable improvement in the degree of separation. An im Radial section, as it were, trumpet-shaped flow channel in the area of the bottom of the inflow pot accordingly designed built-in unit, in which the built-in unit covering the drain nozzle a plate with a central recess above the drain pipe and above it at a distance

«s Abdeckung besteht wirkt sich positiv aus, wenn die Ausbildung so getroffen ist, daß der Querschnitt der Platte den Einströmtopf bis auf einen Ringspalt ausfüllt wobei die Platte auf sternförmig angeordnete Steghle-«S coverage is beneficial when the Training is made so that the cross-section of the The plate fills the inflow pot except for an annular gap, the plate being placed on a star-shaped bar.

ehe aufgesetzt ist, die Strömungsdurchtritte aufweisen, während außerdem die Platte unter dem Strömungsteiler in (etwa) der Breite des Ringraumes einen Ausschnitt aufweist, wozu die genannte Platte beispielweise in diesem Bereich sekantal abgeschnitten JsL So entstehen druckverlustarme Strömungsschikanen, die den Abscheidegrad verbessern, und zwar für das gesamte Tropfenspektrum. Dazu trägt außerdem bei, daS in weiterer Ausbildung im Eintrittsstutzen ein Drallerzeuger sowie eine zylindrische Fangschürze mit Durchtrittsöffnungen für die flüssige Komponente angeordnet sind.before it is put on, the flow passages have, while, in addition, the plate under the flow divider has a cutout in (approximately) the width of the annular space has, for which the said plate is created, for example, cut off secantally in this area JsL So Flow baffles with low pressure loss, which improve the degree of separation, for the whole Drop spectrum. This is also helped by the fact that a swirl generator in the inlet nozzle is being developed in further training and a cylindrical apron with passage openings for the liquid component are.

Der Drallerzeuger im Eintrittsstutzen besteht im einfachsten Falle aus einem Einbaukörper mit radial angeschlossenen Drallschaufeln. Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. So weist nach bevorzugter Ausfühningsform der Erfindung der Strömungsteiler, in radialer Richtung beti achtel, die Form eines gleichschenkligen Dreiecks und die Länge des Strömungsleitzylinders auf, er ist dabei mit der Spitze nach unten angeordnet Im allgemeinen erfährt die Strömung in der beschriebenen Vorrichtung auch eine ausreichende Gleichrichtung, so daß der Feinabscheider gleichmäßig beaufschlagt wird. Man kann aber erforderlichenfalls im Strömungsleitzylinder auch einen Strömungsgleichrichter anordnen und diesen ?' Agglomerator ausbilden. — Ein weiterer Agglomerated kann den Ringraum zum Einströmtopf hin mit dem Einströmtopf verbinden. — Es versteht sich von selbst, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung überall dort, wo Tropfen abgeschieden werden, entsprechende Abläufe eingerichtet sind. Die Gestaltung des Feinabscheiders ist weitgehend beliebig. Im allgemeinen arbeitet man mit an sich bekannten Abscheiderkolonnen, die aus einer Mehrzahl von vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten, gewellten, mit Fangrinnen versehenen Platten o. dgL bestehen. Der Strömungsleitzylinder kann im Rahmen der Erfindung sowohl zentrisch als auch exzentrisch angeordnet sein, wobei sich die exzentrische Anordnung empfiehltIn the simplest case, the swirl generator in the inlet nozzle consists of an installation body with radially connected swirl blades. In particular, there are several possibilities for further training and design of the device according to the invention. Thus, according to a preferred embodiment of the invention, the flow divider, in the radial direction beti eighth, the shape of an isosceles triangle and the length of the flow guide cylinder, it is arranged with the tip down.In general, the flow in the device described also experiences sufficient rectification so that the fine separator is evenly loaded. If necessary, however, a flow straightener can also be arranged in the flow guide cylinder and this ? ' Form agglomerator. - Another agglomerated can connect the annular space to the inflow pot with the inflow pot. It goes without saying that in the device according to the invention, appropriate processes are set up wherever droplets are deposited. The design of the fine separator is largely arbitrary. In general, one works with separator columns which are known per se and which consist of a plurality of corrugated plates or the like, which are arranged vertically and at a distance from one another, and which are provided with guttering. The flow guide cylinder can be arranged both centrally and eccentrically within the scope of the invention, the eccentric arrangement being recommended

Die erreichten Vorteile sind in dem ausgezeichneten Abscheidegrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen, der bei geringen Druckverlusten erreicht wird. Dabei werden auch feine und feinste Tropfen abgeschieden. Durch die Agglomeratoren wird nämlich das Tropfenspektrum gleichsam in den Bereich gröberer Tropfen geshiftet, während gleichzeitig die Tropfenanzahl reduziert und Tropfen ausgeschieden werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer DarstellungThe advantages achieved are in the excellent degree of separation of the device according to the invention see, which is achieved with low pressure losses. Fine and extremely fine droplets are also separated out. The agglomerators actually do that Drop spectrum shifted into the area of coarser drops, while at the same time the number of drops reduced and drops are excreted. In the following the invention is based on only one Exemplary embodiment illustrated drawing explained in more detail It shows in a schematic representation

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße VorrichtungF i g. 1 shows an axial section through a device according to the invention

Fig.2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 12 shows a section in the direction AA through the object according to FIG. 1

F i g. 3 den Einströmtopf aus dem Gegenstand nach Fig. 1 perspektivisch, Feinabscheider und Abdeckung entfernt, — ohne Strömungsgleichrichter und Agglomerator im Ringraum.F i g. 3 the inflow pot from the object according to FIG. 1 in perspective, fine separator and cover removed, - without flow straightener and agglomerator in the annulus.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Trennung eines heterogenen Gemisches aus einer gasförmigen und einer tropfenförmigen flüssigen Komponente. Es mag sich im Ausführungsbeispiel und insbes. um eine Vorrichtung zur Tropfenabscheidung aus nassem Dampf vor Zwischenüberhitzern bei Dampfkraftwerken handeln. Die Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem zylindrischem, mit vertikaler Achse 1 aufgestellten Abscheiderbehälter 2, im Behälterunterteil 3 angeordnetem Grobabscheider 4 und im Behälteroberteil 5 angeordnetem Feinabscheider 6. Der Grobabscheider 4 weist einen zylindrischen Einströmtopf 7 mit radialem Eintrittsstutzen 8 und axialem durch ein Einbauaggregat abgedecktem Abflußstutzen (9) für die abgeschiedene flüssige Komponente auf. Der Feinabscheider 6 besitzt einen axialen Strömungskanal 10 mit umgebenden Feinabscheiderelementen 11. Der Strömungskanal 10 des Feinabscheiders 6, der kaskadenförmig verengt sein kann, ist an einen in den zylindrischen Einströmtopf 7 hineinragenden Strömungsleitzylinder 12 angeschlossen. Der Strömungsleitzylinder 12 bildet im Einströmtopf 7 einen Ringraum 13. Aus Fig.2 entnimmt man, daß im Ausführungsbeispiel der Strömungsleitzylinder 12 exzentrisch zur Behälterachse 1 angeordnet ist
Insbes. in der F i g. 3 erkennt man, daß der RingraumThe device shown in the figures serves to separate a heterogeneous mixture of a gaseous and a drop-shaped liquid component. In the exemplary embodiment, and in particular, it may be a device for separating droplets from wet steam upstream of reheaters in steam power plants. The basic structure of the device consists of a cylindrical separator container 2 set up with a vertical axis 1, a coarse separator 4 arranged in the lower part 3 of the container and a fine separator 6 arranged in the upper part 5 of the container covered drainage nozzle (9) for the separated liquid component. The fine separator 6 has an axial flow channel 10 with surrounding fine separator elements 11. The flow channel 10 of the fine separator 6, which can be narrowed in a cascade, is connected to a flow guide cylinder 12 protruding into the cylindrical inflow pot 7. The flow guide cylinder 12 forms an annular space 13 in the inflow pot 7. From FIG
Esp. in FIG. 3 you can see that the annulus

13 im Einströmtopf 7 auf der dem Eintrittsstutzen 8 gegenüberliegenden Seite durch einen Strömungsteiler13 in the inflow pot 7 on the side opposite the inlet connection 8 by a flow divider

14 in zwei Halbringräume 13a, 136 geteilt ist Im Strömungsleitzylinder 12, vor dem Strömungskanal 10 des Feinabscheiders 6, befindet sich ein Strömungsgleichrichter 15. Darüber hinaus ist gleichsam der Boden 16 des Einströmtopfes 7 in besonderer Weise gestaltet Er besitzt ein Einbauaggregat 18, 19, 20, welches den Abflußstutzen 9 abdeckt Das Einbauaggregat besteht aus einer den Querschnitt des Einströmtopfes 7 bis auf einen Ringspalt 17 ausfüllenden Platte 18 mit zentraler Ausnehmung 19 über dem Abflußstutzen 9 und darüber mit Abstand angeordneter Abdeckung 20. Die Platte 18 ruht auf sternförmig angeordneten Stegblechen 21, die ihrerseits Strömungsdurchtritte 22 aufweisen. Die Platte 18 ist im Bereich unter dem Strömungsteiler 14 mit einem Ausschnitt 23 versehen, der etwa der Breite des Ringraumes 13 an dieser Stelle entspricht14 is divided into two half-ring spaces 13a, 136 Im A flow guide cylinder 12, in front of the flow channel 10 of the fine separator 6, is a flow straightener 15. In addition, the bottom is, as it were 16 of the inflow pot 7 designed in a special way He has a built-in unit 18, 19, 20, which the Drain connection 9 covers the installation unit consists of a cross section of the inflow pot 7 up to a plate 18 filling an annular gap 17 with a central recess 19 above the discharge nozzle 9 and above spaced cover 20. The plate 18 rests on web plates 21 arranged in a star shape, which in turn have flow passages 22. The plate 18 is in the area below the flow divider 14 with a cutout 23 is provided which corresponds approximately to the width of the annular space 13 at this point

Von besonderer Bedeutung ist nach bevorzugter Ausfühningsform der Erfindung der Drallerzeuger im Eintrittsstutzen 8, der mit einer zylindrischen Fangschürze 25 mit Durchtrittsöffnungen 26 für die flüssige Komponente versehen istAccording to a preferred embodiment of the invention, the swirl generator is of particular importance Inlet nozzle 8 with a cylindrical apron 25 with passage openings 26 for the liquid Component is provided

Der Drallerzeuger 24 erzeugt eine Drallströmung, die zunächst bewirkt, daß Zentrifugalkräfte auf die mitgeführten Tröpfchen ausgeübt werden, die folglich an die Wandung des Strömungskanals im Eintrittsstutzen 8 geschleudert werden, von der Strömung mitgerissen werden und an der Fangschürze 25 abgeschieden werden. Die Drallströmung strömt weiter in den I Einströmtopf 7 hinein. Sie findet hier jedoch keineThe swirl generator 24 generates a swirl flow, which initially causes centrifugal forces on the entrained Droplets are exerted, which consequently stick to the wall of the flow channel in the inlet connection 8 be thrown, carried away by the current and deposited on the apron 25 will. The swirl flow continues into the I inflow pot 7. However, she does not find any here

so jRandbedingungen, die die Drallströmung stabil machen könnten. Es entsteht vielmehr eine weitgehend instabile !statistische Strömung, die sich an dem Strömungsteiler 14 teilt, wenn auch eine Strömungskomponente überlagert ist, die in Richtung des in F i g. 3 eingezeichneten Pfeiles 27 strömt Jedenfalls erreicht man bei geringen Druckverlusten eine sehr weitgehende Abscheidung von Tropfen des gesamten Spektrums. Dieser Effekt wird durch die Tatsache unterstützt, daß im Einströmtopf 7 stromlinienförmige Strömungskanäleso j boundary conditions that make the swirl flow stable could. Rather, a largely unstable! Statistical flow arises, which is located at the flow divider 14 divides, even if a flow component is superimposed in the direction of the in F i g. 3 drawn Arrow 27 flows. In any case, a very extensive separation is achieved with low pressure losses of drops of the entire spectrum. This effect is supported by the fact that im Inflow pot 7 streamlined flow channels

to praktisch nicht vorhanden sind. Der Strömungsteiler 14 besitzt, in radialer Richtung betrachtet die Form eines gleichschenkligen Dreiecks und die Länge des Strömungsleitzylinders 12. Er ist im Ringraum 13 mit der Spitze nach unten angeordnet Der schon erwähnte Strömungsgleichrichter 15 im Strömungsleitzylinder 12 ist als Agglomerator ausgebildet Der Agglomerator bewirkt eine Tropfenabscheidung und zugleich einen Shift des Tropfenspektrums zu den gröberen Tröpfchento are practically nonexistent. The flow divider 14 has, viewed in the radial direction, the shape of a isosceles triangle and the length of the flow guide cylinder 12. It is in the annular space 13 with the Tip arranged downwards. The already mentioned flow straightener 15 in the flow guide cylinder 12 is designed as an agglomerator The agglomerator causes droplet separation and at the same time one Shift of the droplet spectrum to the coarser droplets

hin. Das gilt auch für den weiteren Agglomerator 28, der den Ringraum 13 zum Einströmtopf 7 hin verbindet. Der Drallerzeuger 24 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Einbaukörper 29 der radial angeschlossene Drallschaufeln 30 aufweist.there. This also applies to the further agglomerator 28, which connects the annular space 13 to the inflow pot 7. Of the Swirl generator 24 consists in the embodiment of an installation body 29 of the radially connected Has swirl blades 30.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for separating a heterogeneous mixture of a gaseous and a droplet-shaped liquid component, in particular for the separation of droplets from wet steam, consisting of a cylindrical separator container set up with a vertical axis, a coarse separator arranged in the lower part of the container and a fine separator arranged in the upper part of the container, the coarse separator being a cylindrical Inflow pot with radial inlet connection and axial drain connection for the separated liquid component covered by a built-in unit, the fine separator has an axial flow channel with surrounding fine separator elements and the flow channel! of the fine separator is connected to a flow guide cylinder protruding into the cylindrical inflow pot, which forms an annular space in the inflow pot, characterized in that the annular space (13) in the inflow pot (7) on the side opposite the inlet nozzle (8) is divided into two by a flow guide (14) Half-ring spaces (13a, 13b) is divided.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the built-in unit covering the drain connection a plate with a central recess above the drain pipe and above it at a distance Cover consists, characterized in that the cross section of the plate (18) the inflow pot fills up to an annular gap (17), the plate (18) on web plates (21) arranged in a star shape. is placed, the flow passages (22), and that the plate (18) in the area under the Flow divider (14) has a cutout (23) in the width of the annular space (13).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that in the inlet connection (8) a swirl generator (24) and a cylindrical apron (25) with openings (26) for the liquid component are arranged.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the swirl generator (24) in the inlet connection (8) from an installation body (29) with radial connected swirl blades (3).

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the flow divider (14), viewed in the radial direction, the shape of an isosceles triangle and the length of the Has flow guide cylinder (12), and is arranged with the tip down.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the flow guide cylinder (12) a flow straightener (15) and the flow straightener (15) as an agglomerator is trained

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that a further agglomerator (28) connects the annular space (13) to the inflow pot (7)