DE2425539A1

DE2425539A1 - Kombinierter feuchtigkeitsabscheider und ueberhitzer

Info

Publication number: DE2425539A1
Application number: DE19742425539
Authority: DE
Inventors: Lars Dipl Ing Bratthaell; Lars-Olof Dipl Ing Ingesson
Original assignee: Stal Laval Apparat AB
Current assignee: Stal Laval Apparat AB
Priority date: 1973-06-07
Filing date: 1974-05-27
Publication date: 1975-01-02
Also published as: GB1461660A; DE2425539B2; CH572189A5; SE373429B; SE7308010L; ATA474074A; AT348549B; DE2425539C3; FR2232734B1; NL7407502A; FR2232734A1

Description

Patentanwälte

DipL-lng. Helmut Missling 63 Giessen 13· 5. 1974

Dipl.-lng. Richard Schiee Bismarckstrasse 43

^₁, , „ , Telefon: (0641) 71019

Dr.-Ing. Joachim Boecker

Boe/Prs 12.120

SlPAIr-XAYAIi Apparat Aktiebolaget Linköping

Kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kombinierten Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer für Dampf.

Bei derartigen kombinierten Anordnungen ist es oft schwierig, den Druckabfall auf annehmbare Werte zu halten. Ferner hat es,sich als schwierig erwiesen, den Frischdampf in geeignete Strömungswege aufzuteilen. Außerdem bestehen Korrosionsgefahren infolge der unzureichenden und allzu schwachen Strömung in den Bohren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer zu entwickeln, bei dem die eben genannten Nachteile im wesentlichen vermieden sind.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer für Dampf vorgeschlagen, der die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches und ergänzend die in den Uhteransprüchen genannten Merkmale aufweist·

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausfuhrungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 zwei Seitenansichten und eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß der Erfindung,

die Figuren 2 und 3 Schnitte durch die Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 2.

In Fig. 1 und detaillierter in den Fig. 2-5 ist eine Ausführungsform der Erfindung in ihrer vertikalen Konstruktion gezeigt, bei der der untere Teil als Feuchtigkeitsabscheider 11 und der obere Teil als Überhitzer 12 ausgebildet ist. Der Feuchtigkeitsabscheider 11 besteht aus einer Anzahl parallel geschalteter Abschnitte 14, im Beispiel zehn Abschnitte, die

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übereinander angeordnet sind. Jeder der Abschnitte enthält Feuchtigkeitsabscheider 15, beispielsweise vom wire-mesh-Typ, die durch Gitterwerkversteift und von strömungsleitenden Blechen 16 umgeben sind. Die Abschnitte 14 sind durch schräggestellte Bleche 16 voneinander abgegrenzt, die das aus dem Dampf ausgeschiedene Wasser ableiten. Diese Bleche bilden außerdem eine Scheidewand zwischen feuchtem und entfeuchtetem Dampf.

Das abgeschiedene Wasser wird in ein vertikales Dränierungsrohr 17 geleitet, das für alle Abschnitte 14 gemeinsam ist und das in ein Wasserschloß 18 mündet. Die kreisförmigen Feuchtigkeitsabscheiderabschnitte 14 sind von einem inneren Mantel 19 umgeben. Der Ringspalt 20 und 20' zwischen dem inneren 19 und dem äußeren 21 drucktragenden Mantel bildet den Ein- bzw. Ausströmungskanal zu den Feuchtigkeitsabscheidern. Diese Kanäle sind durch vertikale Bleche 22 zwischen dem inneren und dem äußeren Mantel voneinander getrennt. Dadurch, daß man den Querschnitt der Kanäle schrittweise variiert, erhält man eine nahezu konstante Geschwindigkeit sowohl an der Ein- als auch an der Ausströmungsseite. Eine gleichmäßige Verteilung zwischen den verschiedenen Abschnitten erhält man mit richtig angepaßten Drosselungen in Form perforierter Bleche im Einlauf 23 und Auslauf 24 zu diesen Abschnitten 14.

Vom Feuchtigkeitsabscheiderteil 11 wird Dampf zum Überhitzerteil 12 (bei 25) hochgeleitet und gleichmäßig auf zwei im Y/inkel zueinander aufgestellte. Rohrbündelabschnitte 26, 27 verteilt. Der ganze Raum zwischen den Rohrbündelabschnitten und der äußeren

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drucktragenden Hülle dient als Einströmungskanal 28. Die Rohrbündelabschnitte sind auf ihren Seiten von Blechen 29 umgeben, die an den inneren Ausströmungskanal 30 angeschlossen sind. Durch die Winke1stellung der Rohrbündel 26, 27 erhält man einen zum Auslauf hin zunehmenden Strömungsquerschnitt. Dieser ist so bemessen, daß man eine ungefähr konstante Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Durch diese Anordnung wird nur die obere halbsphärische Stirnwand 31 von dem überhitzten Dampf berührt. Im übrigen hat der Mantel eine konstant niedrige Temperatur, was die Wärmeexpansion und einen Wärmeverlust durch den Mantel reduziert.

Der Srhitzungsdampf wird auf zwei parallelgeschaltete Rohrbündelabschnitte 26, 27 verteilt, die aus je zwei Rohrbündeln 32, 33 und 34 bestehen. Jeder Abschnitt ist in drei in Reihe geschaltete Strömungswege 32, 33» 34 aufgeteilt, die untereinander mit Rohrleitungen, u.a. den Überströmleitungen 35 und 36, verbunden sind. Der erste Strömungsweg geht durch das Rohrbündel 32, während das andere Rohrbündel 33 und 34 in zwei Strömungswege 33, 34 aufgeteilt ist (siehe die Scheidewände 37). Durch diese Aufteilung und eine geringere Entlüftung, beispielsweise ca. 1 fo_t wird eine eindeutige Strömung in allen Rohren aufrechterhalten. Die Entlüftung soll über eine feste Drosselung 38 zum Mantel hin geschehen. Auf diese Weise wird die Gefahr der Gasansammlung in den Rohren und damit eine Korrosionsgefahr beseitigt.

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Die Dränage der drei Strömungswege führt zu separaten Leitungen 39, 40, 41 zu einem außerhalb liegenden Mveaugefäß 42 (Fig. 1).

Die drucktragenden Teile sind entsprechend den geltenden Normen dimensioniert, und alle wesentlichen Details sind über nicht gezeigte Mannlöcher, Inspektionsöffnungen und Stege zwecks Inspektion zugänglich. Die Konstruktion ist gegenüber thermischer Expansion flexibel, so daß eine schnelle Erwärmung zulässig ist.

Wie bereits erwähnt, besteht der Feuchtigkeitsabscheider aus beispielsweise zehn identischen Abschnitten 14, die von einem zylindrischen Mantel 19 umgeben sind. Die Ein- und Ausströmöffnungen sind durch perforierte Bleche 23, 24 reguliert. Die Feuchtigkeitsabscheiderabschnitte 14 sind in eine geeignete Anzahl Teile aufgeteilt, welche von einem nicht dargestellten, mit dem Mantel verbundenen Gitterwerk getragen werden. Das Material der Matten der Feuchtigkeitsabscheider in den Abschnitten 14 ist rostfrei; im übrigen wird zweckmäßigerweise als Material Kohlenstoffstahl verwendet.

Die Rohrbündel 26, 27 im Überhitzerteil 11 können aus geraden, gewalzten Kammrohren bestehen, die an beiden Enden an die Rohrbleche geschweißt sind. Die Rohre sind durch Tragbleche 43 versteift, deren Abstand so bemessen ist, daß Vibrationen und unzulässige Durchbiegungen verhindert werden.

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Die Rohrbündel sind auf zwei identische Rohrbündelabschnitte 26, 27 verteilt, die in separaten Rahmen 44 befestigt sind, so daß jeder Abschnitt austauschbar ist. Die Rohrbündelabschnitte ruhen auf Zonsolen 45 im Mantel und können nach unten frei expandieren. Die Dränierungsieitungen 39, 40, 41 sind flexibel angeordnet, um die Wärmedehnung der Rohrbündel 26, 27 aufnehmen zu können. Das Material der Rohrbündel ist beispielsweise Kohlenstoffstahl.

Die schrittweise Verkleinerung des Einlaufes 20^f mittels der Wand 22 bzw. die schrittweise Vergrößerung des Auslaufes 20 im Feuchtigkeitsabscheiderteil gibt die Möglichkeit einer relativ konstanten Durchströmungsgeschwindigkeit. Beim Einströmen nimmt die Dampfmenge im Einlauf infolge der Ableitung zu den verschiedenen Abschnitten 14 allmählich ab, und beim Auslauf 20 ist es genau umgekehrt, und durch eine Querschnittsänderung (siehe die lage der Wand 22) erhält man hierfür eine Kompensation.

Durch den Winkel in der Anordnung zwischen den Rohrbündeln und 27 im Überhitzerteil erhält man eine erwünschte fortlaufende Querschnittszunahme im Auslauf.

Die Rohrbündel 26, 27 sind nach dem Abnehmen des Mantels und zugehöriger Teile individuell austauschbar. Dieser Austausch kann sehr schnell durchgeführt werden. In Pig. 5 wird die Reihenschaltung der Strömungswege (Rohrbündel 32 - 34) de-

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taillierter gezeigt. Das Niveaugefäß 42 ist im rechten Teil von Pig. 1 zu sehen.

Me zylindrischen Kammern ("headers", oben und unten in Pig. und 3) sind dünnwandig. Der Druck innerhalb derselben ist wesentlich höher als außerhalb (60 - 70 bzw. 10-12 Bar, um ein Beispiel zu nennen), und daxlurch, daß diese "headers" einen kleinen Durchmesser haben, kann die Dicke des Guts und damit das Gewicht niedrig gehalten werden. Aufgrund der geringen Dicke des Guts ist eine schnelle Erwärmung auf Betriebstemperatur zulässig.

Der Mantel- ist für inneren Überdruck und Vakuum konstruiert. Die Vakuumstabilität erhält man durch zweckmäßig angepaßte Ringverstärkungen 13· Die Fußsäulen des Mantels sind für das Gesamtgewicht der Anlage einschließlich des Wassergewichts beim Probedrücken dimensioniert. Das Material des Mantels ist normalerweise Kohlenstoffstahl. Als Beispiel für die Maße der Konstruktion kann eine Gesamthöhe von 23,9 m und ein maximaler Durchmesser von 5*0 einschließlich der Verstärkungsringe 13 genannt werden, und die Konstruktion ist beispielsweise bei einer 1300 MW Turbine verwendbar.

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Claims

Patentansprüche;

1J Kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer für Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer vertikalen Konstruktion besteht, deren unterer Teil aus einem Feuchtigkeitsabscheider (11) und deren oberer Teil aus einem Überhitzer (12) mit sich vorwiegend vertikal erstreckenden Rohrbündeln (26, 27) besteht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsabscheider (11) aus einer Anzahl parallel geschalteter, übereinander angeordneter Abschnitte (14) besteht, die untereinander durch schräggestellte Bleche (16) zur Ableitung des aus dem Dampf ausgeschiedenen Wassers abgegrenzt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schräggestellten Bleche (16) eine Scheidewand zwischen feuchtem und entfeuchtetem Dampf bilden.
4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsabscheiderabschnitte (14) von einem inneren Mantel (19) umgeben sind, der von einem äußeren Mantel (21) umgeben ist, wobei beide Mantel den Ein- und'Ausströmungskanal (20», 20) zu und von den Beuchtigkeitsabscheiderabschnitten bilden.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausströmungskanäle (20¹, 20) voneinander durch vertikale Bleche (22) getrennt sind. 409881/0 3 40
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalquerschnitt auf der Ein- beziehungsweise Austrittsseite (2O¹, 20) in Ströraungsrichtung derart variiert, daß man eine im wesentlichen konstante Strömungsgeschwindigkeit erhält.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- und/oder Auslauf zu den Feuchtigkeitsabscheiderabschnitten (14) mit Drosselungen versehen ist, wie perforierte Bleche (23, 24), welche so bemessen sind, daß sich die gewünschte Verteilung auf die Abschnitte (14) einstellt.'
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der tJberhitzerteil mindestens 2 im Winkel zueinander angeordnete Bohrbündel (26, 27) für Erhitzungsdampf enthält .
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der überhitzerteil von einem äußeren, drucktragenden Mantel umgeben ist, wobei der gesamte Raum zwischen diesem und den Rohren als Einströmkanal (28) dient.
10. Anordnung nach den Ansprüchen 8-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel (26, 27) derart im Winkel zueinander stehen, daß man zum Auslauf in der Spitze hin einen erweiterten Strömungsquerschnitt erhält.

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11, Anordnung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohrbündel (26, 27) aus mehrerem Strömungsteilen (32, 33, 34) besteht, die untereinander in Reihe geschaltet sind, wobei der in der Schaltung später liegende Teil vorzugsweise vor den vorhergehenden verlegt ist.

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