DE2714496C2

DE2714496C2 - Siebkörper zum Abscheiden von Feststoffen aus gasförmigen Medien

Info

Publication number: DE2714496C2
Application number: DE2714496A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Keller
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1986-03-06
Also published as: IT7821770A0; CH625713A5; DE2714496A1; JPS53124381A; IT1093725B; US4198220A

Description

Die Erfindung betrifft einen Siebkörper zum Abscheiden von Feststoffen aus gasförmigen strömenden Medien, insbesondere Dampf, wobei der Siebkörper kegelförmig ausgebildet und mi:, seiner Spitze entgegen der Strömungsrichtung in eine Rohrleitung eingebaut ist und aus Siebelementen mit angenähert stumpfwinkligem Dreiecksquerschnitt besteht, wobei die Siebelemente gestaffelt hintereinander mit von Stufe zu Stufe größer werdendem Durchmesser angeordnet sind, und jeweils zwei Siebelemente einen Strömungskanal begrenzen, der zunächst im Winkel geneigt zur Anströmrichtung verläuft und dann allmählich wieder in eine Ausströmrichtung parallel zur Anströmrichtung übereeht.

Ein derartiger Siebkörper ist aus der DE-OS 23 52 335 bekannt Bei diesem Siebkörper verlaufen die außenliegenden Dreiecksseiten der einzelnen Elemente parallel zur Strömungsrichtung des zuströmenden Dampfstromes. Durch diese Anordnung und Ausbildung der einzelnen Siebelemente wird zwar ein sicheres Zurückhalten größerer Feststoffe verhindert, es besteht jedoch die Gefahr, daß sich diese Fremdkörper, die nur wenig größer sind als der engste Querschnitt der Durchlaßöffnungen des Siebes, im konvergenten Teil des Durchflußkanals festsetzen. Das hat u. a. auch zur Folge, daß bei einer Reinigung des Siebes das gesamte Sieb ausgebaut oder von außen zugänglich gemacht werden muß, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Siebkörper zu schaffen, der zwar ähnlich ausgebildet ist bei dem jedoch ein Festsetzen von Fremdkörpern in den Durchflußkanälen weitgehend vermieden wird und bei dem außerdem ein leichtes Abführen abgeschiedener Feststoffe möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend von einem Siebkörper der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die jeweils außenliegende Dreiecksseite der Siebelemente schwach geneigt angenähert im Winkel des Siebkörpers verläuft und daß im Bereich des Siebfußes eine Auslaßöffnung für zurückgehaltene Feststoffe in der Rohrleitung vorgesehen ist.

Es ist dabei möglich, daß die Neigung der außenliegenden Dreiecksseite um ±5° vom Neigungswinkel des Siebkegels abweicht. Ein steilerer Winkel bedingt dabei eine bessere Abscheidung auch für kleinere Teilchen, hat aber auch einen höheren Druckverlust zur Folge, während ein flacherer Anstellwinkel einen geringeren Druckverlust, aber auch eine geringere Abscheidewirkung zur Folge hat

Zur weiteren Verbesserung der Abscheidung kann die außenliegende Dreiecksseite außerdem einen wulstförmigen Ansatz aufweisen, wodurch auftreffende Feststoffe nach außen geschleudert werden.

Außerdem ist es möglich, den Abstand der einzelnen Siebelemente von Stufe zu Stufe zu verringern, bzw. das letzte Siebelement am Siebfuß an der Rohrinnenwand anliegen zu lassen, um einen Durchtritt auch feiner Tcilchen zu verhindern.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Auslaßöffnung bei horizontaler Anordnung des Siebkörpers an der tiefsten Stelle des Rohres im Bereich des an die Rohrleitung angrenzenden letzten Siebelementes angeordnet ist und daß an die Auslaßöffnung eine Auffangvorrichtung für abgeschiedene Feststoffe angeschlossen ist. Diese Auffangvorrichtung kann dabei aus einem blind endenden Rohrstück mit einem Blindflansch bestehen.

Mit einer derartigen Ausbildung und Anordnung der einzelnen Siebelemente werden kleinere Feststoffe, die sich bisher in den Ringspalten zwischen den einzelnen Siebelementen festgesetzt haben, zusammen mit größeren Feststoffen von der Strömung weitergetragen und aufgrund des Zusammenwirkens von Strömungskräften und der Schwerkraft zu dem vorgesehenen Auslaß am Siebfuß gelangen, wo sie leicht ausgetragen werden können.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels mich der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Rohrleitung mil einem eingebauten Siebkörper;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch einige

hintereinander angeordnete Siebelemente;

F i g. 3 einen Querschnitt durch einige Siebelemente mit einem Anstellwinkel, der größer als ^.er Winkel des Siebkcgcls ist und

Fig.4 einen Querschnitt durch einige Siebelemente mit einem wulstförmigen Ansatz an Jer außenliegenden Abströmkanle.

Wie aus dem Querschnitt in Fig. 1 zu ersehen ist, ist der kegelförmige Siebkörper 1 mit seiner Spitze entgegen der Strömungsrichtung direkt beispielsweise in eine to Rohrleitung 2 für den Frischdampf eingebaut Der Siebkörper 1 besteht dabei aus einzelnen Siebelementen 3, die gestaffelt schräg hintereinander und mit Abstand zueinander angeordnet sind, so daß zwischen jeweils zwei ringförmigen Siebelementen 3 ein Strömungskanal 4 gebildet wird. Wie aus dem Querschnitt durch drei parallele Siebelemente 3 in F i g. 2 zu ersehen ist, weist jedes Siebclement 3 einen angenähert stv'mpfwinkligen Dreiecksquerschnitt auf. Diese Siebelemente sind dabei so angeordnet, daß die jeweils außenliegende Dreieckssciie 5 schwach geneigt im Winkel zur Anströmrichtung 6 verläuft. Dieser Winkel weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel angenähert die gleiche Größe wie der Winkel des Siebkegels auf. Von den abströmseitigen Flächen der Siebelemente 3 ist die Oberseite 7 konkav und die Unterseite 8 konvex gewölbt, so daß der Siebschutz 4 in einen venturiartig erweiternden Abströmkanal übergeht. Durch die schräg geneigte Anordnung der Dreiecksseiten 5 der Siebelemente 3 wird erreicht, daß Fremdkörper, die nur wenig größer als der engste Querschnitt zwischen zwei benachbarten Siebelementen sind, sich nicht im konvergenten Teil des Durchflußkanals festsetzen. Sie werden vielmehr zusammen mit größeren Fremdkörpern von der Strömung weitergetragen und gelangen durch Zusammenwirken der Strömungskräftc und der Schwerkräfte schließlich in den Ringspalt 1 i, wo an der tiefsten Stelle des Rohres eine Auslaßöffnung 12 für die auf der Sieboberfläche abgeschiedenen Fremdkörper eingelassen ist. An diese Auslaßöffnung 12 kann ein Auffangbehälter für die abgeschiedenen Feststoffteilchen angeschlossen sein, der bei entsprechender Füllung entleert wird. Bei einem geringen Anfall von Feststoffen, wie das im allgemeinen in Dampfleitungen von Dampfturbinen der Fall ist, ist es ausreichend — wie auch in der Zeichnung dargestellt — an diese Auslaßöffnung 12 ein blind endendes Rohrstück 13 mit einem Blindflansch 14 anzuschließen, so daß sich die Fremdkörper in diesem Rohrstück 13 sammeln und durch die Öffnung des Blindflansches 14 entfernt werden können.

Um darüber hinaus zu verhindern, daß auch Feststoffteilchen, deren Durchmesser kleiner als die Spaltweiten zwischen den einzelnen Siebelementen sind, den Siebkörper passieren, ist es zweckmäßig, eine Ausbildung der Siebelcmente zu wählen, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist. Dabei sind die äußeren Dreiecksseiten 15 stärker als der Winkel des Siebkegels geneigt, wobei der Differenzwinkcl nicht mehr als 5° betragen sollte. Dadurch wird erreicht, daß die außenliegende Abströmkante 16 des einen Sicbelementes 20 auf einem größeren Durchmesser liegt als die Anströmkante 17 des folgenden Siebelementes. Dadurch werden Feststoffteilchen nicht direkt in den Siebspalt 18 getragen, sondern gelangen auf die nächste Siebaußenfläche und werden zum Siebfuß und dor Auslaßöffnung 12 getragen.

In Fig.4 ist eine weitere Möglichkeit einer verbesserten Abscheidung gezeigt. Dabei weisen die einzelnen .Siebelcmente 21 am Abströmende der außenliegenden Dreiecksseite 15 einen wulstförmigen Ansatz 22 auf. Dadurch werden auf die Außenfläche 15 auftreffende Feststoffteilchen radial nach außen geschleudert und von der Strömung zum Siebfuß "JO getragen.

In F i g. 1 ist das letzte Siebelement 3 mit Abstand zur Rohrwandung 2 angeordnet, d. h. es verbleibt zwischen dem letzten Siebelement 3 und der Rohrwandung 2 ein Spalt von der Größe des Abstandes 4 zweier Siebelemente 3 voneinander. Um jedoch bei einer Ausgestaltung der Siebelemente 20 bzw. 21 nach F i g. 3 und 4, bei der auch Feststoffteilchen mit einem kleineren Durchmesser als die Spaltweite 18 abgeschieden werden, am Abströmen durch den Ringspalt 11 am Siebelement 3 zu hindern, ist es zweckmäßig, die Breite dieses Spaltes zu verringern bzw. diesen Spalt zu Null zu machen, so daß das letzte Siebelement 3 mit der Rohrwandung 2 abschließt, was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist.

Darüber hinaus kann unter Beibehaltung eines angenähert gleich guten Abscheidegrades auch für kleine Feststoffteilchen, jedoch zur Verringerung des Druckabfalles, der Abstand der einzelnen Siebelemente 3 unterschiedlich gewählt werden, und zwar in dem Sinne, daß der Abstand der Siebelemente voneinander an der Siebspitze am größten ist und mit zunehmendem Durchmesser der Siebelemente abnimmt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Siebes und der Auslaßöffnung besteht im wesentlichen darin, daß auf eine Einrichtung zum Herausnehmen des Siebkörpers zur Reinigung verzichtet werden kann, da anfallende Fremdkörper sofort in einen Totraum abgeleitet werden. Dadurch wird die Gefahr vermieden, daß derartige Fremdkörper solange am Siebkörper herumgewirbelt werden, bis sie schließlich zerkleinert und nach evtl. Beschädigung des Siebes doch noch in die Turbine eintreten und dort Schäden verursachen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Siebkörper zum Abscheiden von Feststoffen aus gasförmigen strömenden Medien, insbesondere Dampf, wobei der Siebkörper kegelförmig ausgebildet und mit seiner Spitze entgegen der Strömungsrichtung in eine Rohrleitung eingebaut ist und aus ringförmigen Siebelementen mit angenähert stumpfwinkligem Dreiecksquerschnitt besteht, wobei die Siebelemente gestaffelt hintereinander mit von Stufe zu Stufe größer werdendem Durchmesser angeordnet sind und jeweils zwei Siebelemente eines Strömungskanals begrenzen, der zunächst im Winkel geneigt zur Anströmrichtung verläuft und dann wieder in eine Abströmrichtung parallel zur Anströmrichtung übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils außenliegende Dreiecksseite (5) der Siebelemente (3) schwach geneigt angenähert im Winkel des Siebkegels (1) verläuft und daß im Bereich des Siebfußes (10) eine Auslaßöffnung (12) für zurückgehaltene Feststoffe in der Rohrleitung (2) vorgesehen ist

2. Siebkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der außenliegenden Dreiecksseite (15) um ±5° vom Neigungswinkel des Siebkegels abweicht.

3. Siebkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegende Dreiecksseite (15) am Abströmende einen wulstförmigen Ansatz (22) aufweist

4. Siebkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der einzelnen Siebelemente (3) von Stufe zu Stufe verringert ist.

5. Siebkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daß das letzte Siebelement (3) am Siebfuß an der Innenwandung der Rohrleitung (2) anliegt.

6 Siebkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (12) bei horizontaler Anordnung des Siebkörpers (1) an der tiefsten Stelle der Rohrleitung (2) im Bereich der an die Rohrleitung angrenzenden letzten Siebelemente (3) angeordnet ist und daß an die Auslaßöffnung (12) eine Auffangvorrichtung für abgeschiedene Feststoffe angeschlossen ist.

7. Siebvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung aus einem blind endenden Rohrstück (13) mit einem Blindflansch (14) besteht.