DE2523874C3

DE2523874C3 - Steam generator with vertical pressure vessel

Info

Publication number: DE2523874C3
Application number: DE19752523874
Authority: DE
Inventors: Richard Frederick von Manchester Conn. Hollen (V.StA.)
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1974-06-20
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1977-03-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit in einem vertikalen Druckgefäß angeordneten horizontalen Rohrboden, von dem aus vertikale innen von einem Heizmedium durchströmte und außen von einer verdampfbaren Flüssigkeit umströmte Rohre nach oben führen, wie es im einzelnen im Oberbegriff des Anspruchs 1 umschrieben ist. Solche Dampferzeuger sind aus der US-PS 38 11 498 und der DT-AS 22 17 575 bekanntThe invention relates to a steam generator with horizontal ones arranged in a vertical pressure vessel Tube sheet, from which a vertical heating medium flowed through on the inside and a heating medium on the outside Vaporizable liquid flow around pipes lead upwards, as described in detail in the preamble of Claim 1 is circumscribed. Such steam generators are from US-PS 38 11 498 and DT-AS 22 17 575 known

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Reinigungsprozeß im Abschlämmraum zu verbessern und wirtschaftlicher zu gestalten.The object of the invention is to improve the cleaning process in the blowdown room and to make it more economical to design.

Zu diesem Zweck wird der Abschlämmraum — wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 definiert — durch senkrechte Wände in mehrere unabhängige Teilräume geteilt, von denen jeder eine Auslaßleitung mit Ventil besitztFor this purpose, the Abschlämmraum - as defined in the characterizing part of claim 1 - by vertical walls divided into several independent compartments, each of which has an outlet pipe with a valve owns

Wenn das Druckgefäß die Form eines Zylinders hat, so empfiehlt es sich, die senkrechten Wände des Abschlämmraumes radial anzuordnen, so daß als Teilräume voneinander unabhängige Sektoren entstehen. If the pressure vessel is in the form of a cylinder, it is advisable to use the vertical walls of the To arrange blow-down space radially, so that sectors that are independent of one another arise as sub-spaces.

Der Reinigungsvorgang wird dadurch wirtschaftlieher. Man kann sich nämlich zwischen einem Optimum an Reinigung und einer Ersparnis an Reinigungsflüssigkeit je nach Bedarf entscheiden.This makes the cleaning process more economical. You can choose between optimum cleaning and saving on cleaning fluid decide as needed.

Diese Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels klarer erkennbar, die nachfolgend anhand der Darstellung in den Fig. 1 und 2 erfolgt. Es stellt darThese features and advantages of the invention will become apparent through the description of a preferred embodiment can be seen more clearly, which is carried out below with reference to the illustration in FIGS. 1 and 2. It represents

Fig. t einen senkrechten Schnitt durch das Druckgefäß eines Dampferzeugers, bei dem die Erfindung benutzt wird,Fig. T shows a vertical section through the pressure vessel a steam generator in which the invention is used,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1.F i g. 2 shows a section along line 2-2 of FIG. 1.

In der Fig. 1 ist ein Dampferzeuger gezeigt, der als Wasserraum-Dampferzeuger mit Heizrohren ausgebildet ist. Er besteht aus einem länglichen sich vertikal fts erstreckenden Druckgefäß, das aus einem unteren zylindrischen Teil 12 und einem oberen Teil 14 besteht, die beide aus einem Stück bestehen und durch einen konischen Teil 16 miteinander verbunden sind. Die Enden des Druckgefäßes sind unten durch einen halbkugelförmigen Abschlußkopf 18 und oben nach Art eines Dampfdomes 20 mh einem Dampfauslaßstatzen 22 abgeschlossen. Das Innere des Druckgefäßes enthält mehrere Leitbleche von ringförmigem Querschnitt nämlich 24, 26 und 28; das Leitblech 24 hat einen zylindrischen Querschnitt und ist koaxial zu, aber im Abstand von der Wandung des unteren Teiles 12 angeordnet und wirkt mit diesem in der Weise zusammen, daß eine innere Dampferzeugerkammer 30 und ein äußerer Fallraum 32 von ringförmigem Querschnitt entsteht Das untere Ende des Druckgefäßes ist durch die Rohrplatte 34 verschlossen, die zwischen dem unteren Ende des Teiles 12 und dem unteren Abschlußkopf 18 angeordnet ist Die Rohrplatte 34 erstreckt sich senkrecht zur Achse des Druckgefäßes und verbindet an ihrem Umfang den unteren Teil 12 und den Abschlußkopf 18. Die Rohrplatte 34 enthält viele Rohröffnungen, um die Enden der als umgekehrtes U gestalteten Wärmeübertragungsrohre 38 aufzunehmen. Diese bilden ein sich senkrecht und länglich nach oben erstreckendes Rohrbündel 40. das die Dampferzeugerkammer 30 des Druckgefäßes im wesentlichen ausfüllt. Die Rohrenden sind offen und führen durch die Rohrplatte hindurch, um die Rohre 38 in Verbindung mit der Heizmediumkammer zu bringen, die sich im Kopf 18 befindet und durch die Teilungswand 48 in eine Einlaßkammer 44 und eine Auslaßkammer 46 geteilt ist. Die Kammer für das Heizmedium wird ihrerseits mit einer Quelle für das Heizmedium verbunden, und zwar über die Stutzen 50 und 52, so daß von dieser Quelle über die Kammern 44 und 46 ein Kreislauf des Heizmediums durch die Rohre 38 entstehtIn Fig. 1, a steam generator is shown, which is designed as a water room steam generator with heating pipes. It consists of an elongated vertically extending pressure vessel which consists of a lower cylindrical part 12 and an upper part 14, both of which consist of one piece and are connected to one another by a conical part 16. The ends of the pressure vessel are closed at the bottom by a hemispherical closing head 18 and at the top by a steam outlet pawl 22 in the manner of a steam dome 20 mh. The interior of the pressure vessel contains a plurality of baffles of annular cross-section namely 24, 26 and 28; the baffle 24 has a cylindrical cross-section and is coaxial to, but spaced from, the wall of the lower part 12 and cooperates with this in such a way that an inner steam generator chamber 30 and an outer fall space 32 of annular cross-section is created The pressure vessel is closed by the tube plate 34, which is arranged between the lower end of the part 12 and the lower end head 18 contains multiple tube openings to receive the ends of the inverted U-shaped heat transfer tubes 38. These form a tube bundle 40 which extends vertically and elongated upwards and which essentially fills the steam generator chamber 30 of the pressure vessel. The tube ends are open and pass through the tube plate to bring the tubes 38 into communication with the heating medium chamber, which is located in the head 18 and is divided by the partition wall 48 into an inlet chamber 44 and an outlet chamber 46. The chamber for the heating medium is in turn connected to a source for the heating medium, namely via the connection 50 and 52, so that a circulation of the heating medium through the pipes 38 is created from this source via the chambers 44 and 46

Durch einen Eintrittsstutzen 54, der den oberen Teil 14 des Druckgefäßes durchdringt wird Speisewasser zugeführt. Ein ringförmiger Verteiler 56 ist mit dem Stutzen 54 verbunden und dient dazu, Speisewasser vom Stutzen auf den nach unten führenden Fallraum 32 zu lenken. Zu diesem Zwecke sind Austrittsöffnungen 58 vorgesehen. Die Strömung des Speisewassers aus dem FaIh aum 32 in die Dampferzeugerkammer 30 wird durch den Abstand ermöglicht der zwischen dem zylindrischen Leitblech 28 und der Oberfläche der Rohrplatte 34 gebildet ist. In der Dampferzeugerkammer fließt das Speisewasser im Wärmeaustausch mit den Rohren 38, so daß Wärme des die Rohre 38 durchströmenden Heizmediums die Verdampfung des Speisewassers — das zur Gänze in Dampf überführt werden soll — einleitet. Die dabei entstehende Dampfflüssigkeitsmischung strömt in den oberen Bereich der Dampferzeugerkammer 30, wo eine Sammelkammer 60 das Gemisch aufnimmt Viele Dampfabscheider 62 sind auf dem Leitblech 28 montiert und stehen durch öffnungen mit dem Innern der Sammelkammer 60 in Verbindung. Die Dampfabscheider oder auch Wasserabscheider 62 können von irgend einer bekannten Bauart sein; dargestellt sind solche, die nach dem Zentrifugalprinzip arbeiten. Sie führen das abgeschiedene Wasser abwärts auf die Platte 28, von wo es durch den nach unten führenden Fallraum 32 abgeführt und mit dem ankommenden Speisewasser gemischt wird und erneut durch den Dampferzeuger geführt wird. Der abgeschiedene Dampf dagegen wird von den Dampfabscheidern 62 nach oben geleitet, um aus dem Dampfauslaßstutzen 22 auszutreten und von dort einem Verbraucher zugeführt zu werden.Feed water is fed through an inlet connection 54 which penetrates the upper part 14 of the pressure vessel fed. An annular manifold 56 is connected to the nozzle 54 and is used to feed water from To steer nozzle on the downward falling space 32. Outlet openings 58 are provided for this purpose intended. The flow of the feed water from the FaIh aum 32 into the steam generator chamber 30 is the distance between the cylindrical baffle 28 and the surface of the Tube plate 34 is formed. The feed water flows with heat exchange in the steam generator chamber the tubes 38, so that heat of the heating medium flowing through the tubes 38, the evaporation of the Feed water - which is to be converted entirely into steam - initiates. The resulting vapor-liquid mixture flows into the upper area of the steam generator chamber 30, where a collecting chamber 60 takes up the mixture Many vapor separators 62 are mounted on the baffle 28 and protrude Openings with the interior of the collection chamber 60 in connection. The steam separator or water separator 62 can be of any known type; those shown are those after Centrifugal principle work. They lead the separated water down onto the plate 28, from where it passes through the downwardly leading fall space 32 is discharged and mixed with the incoming feed water and is passed through the steam generator again. The separated steam, on the other hand, is used by the steam separators 62 passed upwards to exit from the steam outlet nozzle 22 and from there one Consumers to be fed.

Um Ablagerungen im unteren Bereich der Dampfer-To remove deposits in the lower area of the steamer

zeugerkammer zu verhindern, ist ein Leitblech 64 vorgesehen, das senkrecht zur Achse des Druckgefäßes parallel zur Rohrplatte 34 angeordnet ist. Die Platte 64 ist z. B. durch Schweißung an ihrem Umfang mit dem Druckgefäß verbunden, und zwar an dessen unterem ; Ende. Die Platte 64 hat gegemioer der Rohrplatte 34 einen gewissen Abstand und ist etwa in der Mitte zwischen dem unteren Ende des zylindrischen Leitblechs 24 und der Rohrplatte 34 angeordnet Der Abstand zwischen dem Leitblech 64 und der Rohrplatte 34 definiert einen Abschlämmraum 66. Viele auf dessen Umfang im Abstand angeordnete Abschlämmleitungen 68 mit Betätigungsventilen 70 sind an den Abschlämmraum 66 angeschlossen. Sie verbinden den Abschlämmraum 66 mit einem Abschlämmsammler, der hier als Ringleitung 72 ausgebildet ist.A baffle plate 64 is to prevent the generation of chambers provided, which is arranged parallel to the tube plate 34 perpendicular to the axis of the pressure vessel. The plate 64 is z. B. connected by welding at its periphery with the pressure vessel, namely at its lower; End. The plate 64 has a certain distance from the tube plate 34 and is approximately in the middle arranged between the lower end of the cylindrical baffle 24 and the tube plate 34 Distance between the baffle 64 and tube plate 34 defines a blowdown space 66. Many of these Circumferentially spaced drain lines 68 with actuating valves 70 are attached to the drain space 66 connected. You connect the blowdown room 66 with a blowdown collector, here as Ring line 72 is formed.

Das Leitblech 64 besitzt öffnungen, durch die die Rohre 38 hindurchführen. Es ist ferner mit einer Anzahl von Bohrlöchern versehen, die <Jx:h zwischen der regelmäßigen Anordnung der Rohrlöcher befinden und die einen Austausch des zu verdampfenden Wassers zwischen dem Inneren des Abschlämmraums 66 und der Dampferzeugerkammer 30 ermöglichen sollen. Die Anordnung des Leitbleches 64 wird so gewählt, daß die normale Strömung des zu verdampfenden Wassers und der Ablagerungsvorgang oberhalb davon erfolgt. Andererseits wird der Durchmesser der Löcher so gewählt, daß bei öffnung der Ventile 70 eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Abschlämmraum 66 entsteht, um Ablagerungen aus der Dampferzeugerkammer 30 zu entfernen und aus dem Kampferzeuger herauszuführen. Der Abstand zwischen dem Leitblech 64 und der Rohrplatte 34 ist gering, z. B. 25 bis 50 mm. Der Abstand ist gerade so groß, daß eine genügende Geschwindigkeit des Wassers durch den Abschlämmraum erzeugt wird, um eine erneute Ablagerung in diesem Raum zu verhindern.The guide plate 64 has openings through which the tubes 38 pass. It is further provided with a number of wells, the <Jx: h are between the periodic arrangement of the tubular holes and the exchange to enable water to be evaporated from the interior of the Abschlämmraums 66 and the steam generator 30 of the chamber. The arrangement of the baffle 64 is chosen so that the normal flow of the water to be evaporated and the deposition process takes place above it. On the other hand, the diameter of the holes is chosen so that when the valves 70 are opened, a sufficient flow rate of the water arises in the blowdown space 66 to remove deposits from the steam generator chamber 30 and lead them out of the camp generator. The distance between the baffle 64 and the tube plate 34 is small, e.g. B. 25 to 50 mm. The distance is just so great that a sufficient speed of the water is generated through the blowdown space to prevent redeposition in this space.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, kann der Abschlämmraum 66 mit Hilfe von radial angeordneten Trennwänden 80, die sich von der Rohrplatte 34 nach oben bis zum Leitblech 64 erstrecken, in Sektoren geteilt werden, die auf dem Umfang nebeneinander angeordnet aber gegeneinander abgeschlossen sind. Die Abschlämmleitungen 68 bedienen dann je einen Sektor und die Ventile 70 können einzeln betätigt werden, um den Abschlämmvorgang nur in einem ausgewählten Sektor zu veranlassen. Auf diese Weise können höhere Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers durch die Löcher in dem Leitblech 64 erzielt werden; bei einer gegebenen Gesamtströmung können auf diese Weise die Geschwindigkeiten durch die Löcher des Leitbleches auf einen maximalen Wert gebracht werden.As best seen in Fig. 2 can be seen, the blowdown chamber 66 can be arranged with the help of radially Partition walls 80, which extend from the tube plate 34 upwards to the baffle 64, in sectors are divided, which are arranged next to one another on the circumference but are closed off from one another. the Drain lines 68 then each serve a sector and the valves 70 can be operated individually to to initiate the draining process only in a selected sector. That way you can get higher Flow rates of the water are achieved through the holes in the baffle 64; at a The given total flow can in this way the velocities through the holes of the baffle be brought to a maximum value.

Bei Betrachtung des Ausführungsbeispiels ergibt sich noch deutlicher, daß mit Hilfe der Erfindung eine sehr wirkungsvolle Lösung für das Problem der Entfernung von Ablagerungen in einem Dampferzeuger mit Heizrohren gefunden wurde. Auch der Verlust an Heizfläche ist minimal, weil keine besonderen Rohre für den Abschlämmvorgang nötig sind. Solche Rohre konnten bisher nur in dem Raum untergebracht werden, in dem sich Heizrohre des Wärmeaustauschers befinden. Beim Abschlämmvorgang ergibt sich auch eine sehr gute Spülung in allen Bereichen des Rohrbündels, weil sich öffnungen in der Nähe aller Rohre befinden.When considering the embodiment it is even more clear that with the help of the invention a very effective solution to the problem of deposit removal in a steam generator using Heating pipes was found. The loss of heating surface is also minimal because there are no special pipes for it the blowdown process are necessary. Such pipes could previously only be accommodated in the room in which there are heating pipes of the heat exchanger. The blow-down process also produces a very good flushing in all areas of the tube bundle because there are openings close to all tubes.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Steam generator with a horizontal tube sheet arranged in a vertical pressure vessel, from which vertical pipes, through which a heating medium flows, lead upwards, from one vaporizable liquid are flowed around, in which a with passages above the tube sheet provided plate-shaped guide part arranged -is that extends over the entire tube-lined area of the tube sheet, and with the one between the tube plate and the plate-shaped! Guide part is formed from a blowdown space from which pipes are led out for the discharge of impurities, characterized in that, that the Abschlämmmum (66) through vertical walls (80) in several independent sub-spaces is divided, each of which has an outlet line (68) with valve (70)

2. Steam generator according to claim 1, characterized in that the vertical walls (80) are arranged radially so that independent sectors arise.

2525th