DE2615520A1 - Wasserabscheider der zyklonbauart fuer ein dampf/wassergemisch - Google Patents

Description

• Wasserabscheider der Zyklonbauart für ein Damof/Wassergemisch
• Die Erfindung betrifft einen Wasserabscheider der Zyklonbauart für ein Dampf/Wassergemisch, mit einem eine vertikale Achse aufweisenden Gefäss, das mit seinem oberen Bereich einen Dampfraum, mit seinem unteren Bereich einen Wasserraum und mit einem Bereich dazwischen eine Abscheidezone umschliesst, wobei das Dampf/Wassergemisch tangential in die Abscheidezone eintritt und das Gefäss im Bereich des Dampfraumes wie auch des Wasserraumes mit je mindestens einem Austritt versehen ist.
• Bei einem Wasserabscheider dieser Art schiesst das an die Wand des Gefässes geschleuderte Wasser dieser Wand entlang nach unten zum Wasserraum, während der Dampf nach oben in den Dampfraum strömt.
• Durch Versuche mit suchen Wasserabscheidern wurde festgestellt, dass vom Gemischeintritt aus sich ein dünner, unter normalen Verhältnissen nicht sichtbarer Wasserfilm der Gefässwand entlang auch nach oben ausbreiten kann. Dieser Wasserfilm kann durch die Dampfströmung, deren Verlauf noch nicht vollständig geklärt ist, zum Dampfaustritt geschoben werden, wo er von den hier starken Strömungskräften des Dampfes der Wand der am Austritt angeschlossenen Leitung entlang mitgeschleppt oder aufgeteilt in Tröpfchen mit dem Dampf abgeführt werden kann. Der Abscheidegrad dieser Wasserabscheider ist also für verschiedene Anwendungsfälle unbefriedigend.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abscheidegrad der eingangs genannten Wasserabscheider auf einfache und wirksame Art zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch# gelöst, dass zum Abführen von sich filmartig über die den Dampfraum umschliessende Gefässwand ausbreitendem Wasser mindestens ein Absaugkanal vorgesehen ist, dessen Eintritt an der inneren Gefässwand zwischen Gemischeintritt und Dampfaustritt liegt und dessen Austritt sich im Gefäss in einem Gebiet unterhalb des Gemischeintritts und oberhalb des Wasseraustritts befindet. Durch diese Gestaltung des Wasserabscheiders wird für das Wasser ein Bypass geschaffen, über den der längs Schraubenlinien aufsteigende Wasserfilm mit Hilfe eines Teils des Dampfstromes abgesaugt und in einen tieferen Bereich des Wasserabscheiders zurückgeführt wird. Das in den Absaugkanal eintretende Wasser strömt also in diesen Kanal nicht nur unter dem Einfluss der Schwerkraft sondern wird auch durch die Kräfte des strömenden Dampfes in den Absaugkanal hineingezogen.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 teilweise in Ansicht und teilweise als Axialschnitt einen Wasserabscheider nach der Erfindung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch den oberen Teil eines abgewandelten Wasserabscheiders und Fig. 3 einen Querschnitt durch den Abscheider nach Fig. 2 im Bereich des Gemischeintrittes.
• Gemäss Fig. 1 weist der Wasserabscheider ein zylindrisches Gefäss 1 auf, dessen Mittelachse vertikal steht. Das Gefäss 1 setzt sich aus einem Rohrabschnitt 7, einem oberen Halbkugelboden 2 und einem unteren Halbkugelboden 3 zusammen. Am oberen Ende des Gefässes 1 ist ein axialer Dampfaustrittsstutzen 4 vorgesehen, der den Halbkugelboden 2 durchdringt und dessen unteres Ende ein Stück weit in das Innere des Gefässes hineinragt. Der untere Halbkugelboden 3 ist mit einem zentralen Mannlochstutzen 5 versehen, der durch einen Deckel 15 verschlossen ist. Auf der Innenseite des Deckels 15 sind Schikanen 8 vorgesehen, um die Drehströmung der Flüssigkeit lokal zu stören. Am Halbkugelboden 3 ist eine Wasseraustrittsöffnung 13 vorgesehen, an die eine Abführleitung 12 etwa tangential angeschlossen ist.
• Das Gefäss 1 umschliesst mit seinem unteren Bereich, der etwa bis zur strichpunktierten Linie A reicht, den Wasserraum des Abscheiders, während von der Linie A bis etwa zur strichpunktierten Linie B sich die Abscheidezone im Gefäss 1 erstreckt. Das obere Ende des Gefässes umschliesst den Dampfraum des Abscheiders. Im Bereich der Abscheidezone ist im Rohrabschnitt 7 eine Eintrittsöffnung 11 für das zu trennende Dampf/Wassergemisch vorgesehen. An die Eintrittsöffnung ist eine Zufuhrleitung 10 ungefähr tangential angeschlossen.
• Erfindungsgemäss ist am Abscheider ein Absaugkanal vorgesehen, der gemäss Fig. 1 in Form einer sich ausserhalb des Gefässes 1 erstrekkenden Leitung 20 ausgebildet ist. Die Eintrittsöffnung 21 der Absaugleitung 20 liegt in der Gefässwand zwischen der Gemischeintrittsöffnung 11 und dem Dampfaustrittsstutzen 4. Die Absaugleitung 20 endet in einer in der Gefässwand befindlichen Austrittsöffnung 22, die unterhalb der Gemischeintrittsöffnung 11 und oberhalb der Wasseraustrittsöffnung 13 liegt, und zwar etwas oberhalb des Wasserraumes. Der vertikale Abstand a der Eintrittsöffnung 21 von der Gemischeintrittsöffnung 11 ist kleiner als der vertikale Abstand b der Austrittsöffnung 22 der Absaugleitung 20 von der Gemischeintrittsöffnung 11. Mit Hilfe der Absaugleitung 20 wird es möglich, Wasser, das sich filmartig aus der Abscheidezone nach oben an der Gefässwand ausbreitet, daran zu hindern, dass es Ueber die Oeffnung 21 hinaus steigt. Das filmartig aufsteigende Wasser wird nunmehr von einem Teildampfstrom in die Absaugleitung 20 gezogen und nahe dem unteren Ende der Abscheidezone in das Gefäss zurückgeführt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3, das hinsichtlich der Eónstruktion des Abscheidergefässes 1 gleich ausgebildet ist wie das Beispiel nach Fig. 1 ist der Absaugkanal innerhalb des Gefässes 1 angeordnet und zwischen einem im Gefäss angeordneten Futterblech 30 und der Gefässwand gebildet. Im Bereich des Futterbleches 30 sind im Gefäss 1 mehrere, z. B. acht, Distanzleisten 31 vorgesehen, die gleichmässig über den Umfang des Gefässes verteilt und mit dem Gefäss verschweisst sind. Die Distanzleisten 31 verlaufen etwa nach Schraubenlinien, und zwar in Drehrichtung des Dampf/Wassergemisches absteigend. Das-Futterblech 30 ist an den Distanzleisten 31 durch nicht dargestellte Loch-Punktschweissungen befestigt. Im Bereich der Gemischeintrittsöffnung 11 ist das 33 Futterblech 30 durchbrochen und der Rand/der so gebildeten Oeffnung des Futterbleches ist nach aussen ausgebogen, so dass er, die Oeffnung 11 umgebend, an der Gefässwand anliegt. Eine Dichtschweissung zwischen diesem Rand und der Gefässwand ist im allgemeinen nicht notwendig.
• Der obere Rand 32 des Futterbleches 30 ist etwas nach aussen gebördelt, so dass sich ein verengter Spalt als Eintrittsöffnung des Absaugkanals ergibt. Durch diese Verengung tritt im Spalt eine erhöhte Dampfgeschwindigkeit auf, die ein sicheres Mitnehmen des am Futterblech aufsteigenden Wassers gewährleistet. Die axiale Länge des Futterbleches beträgt in Fig. 2 etwa das 1,5-fache des Innendurchmessers des Futterbleches. Im allgemeinen wird man die Länge nicht über das 4-fache des Innendurchmessers bemessen.
• Abweichend von den beschriebenen Beispielen ist es neben anderen Varianten auch möglich, den Dampfaustrittsstutzen 4 bündig im Halbkugelboden 2 enden zu lassen, so dass der in das Gefässinnere ragende Stutzenabschnitt wegfällt. Weiter ist es möglich, anstelle eines axialen Dampfaustrittes einen oder mehrere tangentiale oder radiale Austrittsstutzen am Gefäss anzubringen. Desgleichen können anstelle einer Gemischzufuhrleitung 10 mehrere solcher Leitungen tangential am Gefäss angeschlossen sein, und zwar auf dem selben Niveau und/oder in verschiedenen Höhenlagen. Der jeweilige vertikale Abstand der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des Absaugkanals vom Gemischeintritt bemisst sich dann zwischen der obersten Eintrittsöffnung des Gemisches und dem Eintritt des Absaugkanals bzw. zwischen der untersten Eintrittsöffnung des Gemisches und dem Austritt des Absaugkanals.
• Ausserdem können bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 statt einer Absaugleitung 20 auch zwei oder drei Absaugleitungen über den Umfang des Gefässes verteilt vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Patentansr>rüche 1. Wasserabscheider der Zyklonbauart für ein Dampf/Wassergemisch, mit einem eine vertikale Achse aufweisenden Gefäss, das mit seinem oberen Bereich einen Dampfraum, mit seinem unteren Bereich einen Wasserraum und mit einem Bereich dazwischen eine Abscheidezone umschliesst, wobei das Dampf/Wassergemisch tangential in die Abscheidezone eintritt und das Gefäss im Bereich des Dampfraumes wie auch des Wasserraumes mit je mindestens einem Austritt versehen ist, dadurch gekennzeichnet dass zum Abführen von sich filmartig über die den Dampfraum umschliessenden Gefässwand ausbreitendem Wasser mindestens ein Absaugkanal vorgesehen ist dessen Eintritt an der inneren Gefässwand zwischen Gemischeintritt und Dampfaustritt liegt und dessen Austritt sich im Gefäss in einem Gebiet unterhalb des Gemischeintritts und oberhalb des Wasseraustritts befindet.
2. 2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugkanal von einer am Gefäss angeschlossenen und sich ausoberhalb des Gefässes erstreckenden Leitung gebildet ist.
3. 3. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden des Absaugkanals im Gefäss ein mit Abstand von der Gefässwand angeordnetes, im Bereich des Gemischeintritts durchbrochenes Futterblech vorgesehen ist.
4. 4. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Abstand der Eintrittsöffnung des Absaugkanals vom Gemischeintritt kleiner ist als der vertikale Abstand der Austrittsöffnung des Absaugkanals vom Gemischeintritt.
5. 5. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung mit ihrem Eintritt etwa tangential am Gefäss angeschlossen ist und von dieser Stelle aus etwa in Drehrichtung des Dampfiwassergemisches geführt ist.
6. 6. Abscheider nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung mit ihrem Austritt etwa tangential so am Gefäss angeschlossen ist, dass das in der Leitung strömende Medium in Drehrichtung des Dampf/Wassergemisches in das Gefäss eintritt.
7. 7. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Futterblech an mehreren, über den Umfang des Gefässes verteilten und mit dem Gefäss verschweissten Distanzleisten befestigt ist.
8. 8. Abscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Futterblech an den Distanzleisten durch Loch-Punktschweissungen befestigt ist.
9. 9. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Abmessung des Futterbleches mindestens das 1,5-fache des Innendurchmessers des Futterbleches beträgt.