DE2425539C3 - Kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kombinierten Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer für Dampf gemäß dem Obert>:griff des Anspruches 1. Ein solcher kombinierter Feuchtigkeitsabscheider ist bekannt aus der DE-OS 21 30 244.

Bei dem aus der DE-OS 213^244 bekannten kombinierten Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer strömt der zu überhitzende Dampf über ein Rohrbündel, das sich parallel zur Behälterlängsachse über den Hauptteil des Querschnitts des zylindrischen Behälters erstreckt. Ein Nachteil dieser bekannten Konstruktion besteht einmal darin, daß die Behälterwandung von dem überhitzten Dampf stark erwärmt wird, wodurch Wärmespannungen entstehen. Außerdem wird bei dem bekannten Abscheider-Überhitzer keine konstante Strömungsgeschwindigkeit des das Überhitzeirohrbündel durchtretenden Dampfes erreicht

Aus der DE-AS 15 76 853 ist ein kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer bekannt, bei dem in einem rohrförmigen Körper mit horizontaler Längsachse der Überhitzerteil über dem Feuchtigkeitsabscheiderteil aufgebaut ist. Der Überhitzerteil besteht aus im wesentlichen horizontal verlaufenden Rohren, von denen jedes in U-Form das rohrförmige Gehäuse durchläuft. Auch bei diesem bekannten Abscheider-Überhitzer sind keine Maßnahmen getroffen, um den überhitzten Dampf von der Behälterwandung fernzuhalten und um die Strömungsgeschwindigkeit des zu überhitzenden Dampfs möglichst gleichmäßig zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kombinierten Feuchtigkeitsabscheider und Überhitzer nach dem Oberbegriff des Anspruches I derart weiterzuentwickeln, daß die Aufheizung der !Behälterwandung durch den überhitzten Dampf möglichst klein gehalten wird und durch entsprechende Ausbildung des Strömungswegs des zu überhitzenden Dampfs möglichst gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeiten im Überhitzerrohrbündel zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Oberhitzer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der

erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des

Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 genannt

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Abscheider-Überhitzers erhält man im Überhitzerteil eine, > zum

ίο Austritt hin zunehmenden Strömungsquerschnitt, der so bemessen ist, daß sich über das Bündel eine nahezu konstante Strömungsgeschwindigkeit einstellt Von dem abströmenden überhitzten Dampf wird unmittelbar nur die obere halbkugelförmige Abschlußstirnwand des

iS Behälters berührt, so daß die Wand des Behälters an den übrigen Stellen eine realtiv niedrige Temperatur annimmt, wodurch unerwünschte Wärmedehnungen vermieden werden.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh-

rungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

F i g. 1 zwei Seitenansichten und eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß der Erfindung, die Fig.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 dev Erfindung 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 übereinander angeordnet sind. Jeder der Abschnitte enthält Feuchtigkeitsabscheider 15, beispielsweise vom Drahtnetz-Typ, die durch Gitterwerke versteift und von strömungsleitenden Blechen 16 umgeben sind. Die Abschnitte 14 sind durch die schräggestellten strömungsleitenden B'eche 16 voneinander abgegrenzt, die das aus dem Dampf abgeschiedene Wasser ableiten. Diese Bleche bilden außerdem eine Scheidewand zwischen feuchtem und entfeuchtetem Dampf.

Das abgeschiedene Wasser wird in ein vertikales Entwässerungsrohr 17 geleitet, das für alle Abschnitte 14 gemeinsam ist und das in einen Wasserverschluß 18 mündet. Die kreisförmigen Feuchtigkeitsabscheiderab schnitte 14 sind von einem inneren Mantel 19 umgeben. Der Ringspalt zwischen dem inneren Mantel und dem äußeren drucktragenden Mantel des Behälterunterteils 21 bildet den Ein- bzw. Ausströmkanal 20 und 20' 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 Ausströmseite. 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 hochgeleitet (bei 25) und gleichmäßig auf zwei im Winkel zueinander angestellte Rohrbündel 26, 27 verteilt. Der ganze Raum zwischen den Rohrbündeln und der äußeren drucktragenden Hülle

dient als Einströmkanal 28. Die Rohrbündel sind von daß jeder Abschnitt austauschbar ist Die Rohrbündel Seitenblechen 29 umgeben, die an den inneren ruhen auf Konsolen 45 im Mantel und können nach Ausstromungskanal 30 angeschlossen sind. Durch die _gnte_n frei expandieren. Die Entwässeningsleitungen 39, Winkelstellung der Rohrbündel 26,27 erhält man einen 40,41 sind flexibel angeordnet, um die Wärmedehnung zum Auslauf hin zunehmenden Strömungsquerschnitt. 5 der Rohrbündel 26, 27 aufnehmen zu können. Das P^{ieser lst} _o ^s° bemessen, daß man eine ungefähr Material der Rohrbündel ist beispielsweise Kohlenstoß Konstante Strömungsgeschwindigkeit erreicht Durch stahL

diese Anordnung wird nur die obere halbsphärische Die schrittweise Verkleinerung des Eintritts 20' Stirnwand 31 von dem überhitzten Dampf berührt Im mittels der vertikalen Bleche 22 bzw. die schrittweise übrigen hat der Behältermantel eine relativ niedrige io Vergrößerung des Austritts 20 im Feuchtigkeitsabschei-Temperatur, was die Wärmespannungen im Mantel derteil ergibt auch dort eine relativ konstante reduziert Durchströmungsgeschwindigkeit Beim Einströmen

Der Erhitzungsdampf wird auf zwei parallelgeschal- nimmt die Dampfmenge im Einlauf infolge der tete Rohrbündel 26, 27 verteilt die je aus mehreren Ableitung zu den verschiedenen Abschnitten 14 Teilrohrbündeln 32, 33 und 34 bestehen, die in Reihe 15 allmählich ab, und im Austritt 20 ist es umgekehrt, und geschaltet sind, indem_ sie untereinander mittels durch eine Querschnittsänderung, siehe die Lage der Rohrleitungen, u. a. den Oberströmleitungen 35 und 36, vertikalen Bleche 22, wird dieser Mengenänderung verbunden sind. Der erste Strömungsweg geht durch Rechnung getragen.

das Teilbündel 32. während das andere Teilbündel in Durch den Winkel in der Anordnung zwischen den

zwei Strömungswege 33, 34 aufgeteilt ist siehe die 20 Rohrbündeln 26 und 27 im Überhitzern erhält man Seitenwände 37. Durch diese Aufteilung und eine eine erwünschte fortlaufende Ouerschrottszunahme im geringere Entlüftung, beispielsweise ca. 1%, w^:rd eine Auslauf.

eindeutige Strömung in allen Rohren aufrechterhalten. Die Rohrbündel 26,27 sind nach dem Abnehmen des Die Entlüftung soll über eine feste Drossel 38 erfolgen. Mantels und zugehöriger Teile individuell austauschbar. Auf diese Weise wird die Gefahr der Gasansammlung in 25 Dieser Austausch kann sehr schnell durchgeführt den Rohren und damit eine Korrosionsgefahr beseitigt werden, in F ig. 5 wird die Reihenschaltung der

Die Entwässerung der drei Strömungswege führt mit Strömungswege, Teilbündel 32 bis 34 detaillierter separaten Leitungen 39, 40, 41 zu einem außerhalb gezeigt
liegenden Niveaugefäß42, Fig. 1. Die zylindrischen Kammern an den Enden der

Wie bereits erwähnt, besteht der Feuchtigkeitsab- 30 Überhitzerrohre, F i g. 2 und 3, sind dünnwandig. Der scheider aus beispielsweise zehn identischen Abschnit- Druck innerhalb derselben ist wesentlich höher als ten 14, die von einem zylindrischen inneren Mantel 19 außerhalb, z. B. 60-70 Bar innen und !0-12 Bar außen, umgeben sind. Die Feuchtigkeitsabscheiderabschnitte Dadurch, daß die Kammern einen kleinen Durchmesser 14 sind m eine geeignete Anzahl Teile aufgeteiit welche haben, kann ihre Wanddicke und damit ihr Gewicht von einem nicht dargestellten, mit dem Mantel 35 niedrig gehalten werden. Aufgrund der geringen verbundenen Gitterwerk getragen werden. Das Mate- Wanddicke ist eine schnelle Erwärmung auf Betriebsrial der Matten der Feuchtigkeitsabscheider in den temperatur zulässig.

Abschnitten 14 ist rostfrei; im übrigen wird zweckmä- Der Druckbehälter ist für inneren Überdruck und

ßigerweise als Material Kohlenstoffstahl verwendet. Vakuum konstruiert. Die Vakuumstabilität erhält man

Die Rohrbündel 26, 27 im Uberhitzerteil 12 können 40 durch zweckmäßig angepaßte Ringverstärkungen 13. aus geraden, gewalzten Rohren bestehen, die an beiden Das Material des Druckbehälters ist normalerweise Enden an die Rohrboden geschweißt sind. Die Rohre Kohlenstoffstahl. Als Beispiel für die Maße der sind durch Tragbleche 43 versteift, deren Abstand so Konstruktion kann eine Gesamthöhe von 23,9 mund ein bemessen ist, daß Vibrationen und unzulässige Durch- maximaler Durchmesser von 5 m einschließlich der biegungen verhindert werden. ₄₅ Verstärkungsringe 13 genannt werden, und die Kon-

Die Rohre sind auf zwei identische Rohrbündel 26,27 struktion ist beispielsweise bei einer 1300 MW-Turbine verteilt, die in separaten Rahmen 44 befestigt sind, so verwendbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kombinierter Feuchtigkeitsabscheider und Oberhitzer für Dampf mit einem stehenden Behälter, in dessen unterem Teil der Feuchtigkeitsabscheider und in dessen oberem Teil der Oberhitzer, mit sich vorwiegend vertikal erstreckendem und im groben in Behälterlängsrichtung durchströmtem Rohrbündel, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberhitzer im wesentlichen aus mindestens zwei unter einem kleinen Winkel zueinander verlaufenden Rohrbündeln (26, 27) für Erhitzungsdampf besteht, zwischen denen ein Ausströmquerschnitt für den erhitzten Dampf gebildet wird, der sukzessiv zunimmt

2. Abscheider und Oberhitzer nach Anspruch 1 mit einem als Druckbehälter ausgebildeten Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Raum zwischen Druckbehälter-Mantel und den äußersten Rohren des Überhitzers als Einströmkanal (28) für den zu überhitzenden Dampf dient.

3. Abscheider und Oberhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohrbündel (26, 27) aus mehreren Teilbündeln (32, 33, 34) besteht, die untereinander in Reihe geschaltet sind.