DE2808923B1 - Verfahren und Vorrichtung zur gleichmaessigen Verteilung von feststoffbeladenen Fluessigkeiten auf eine senkrecht stehendes Rohrbuendel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung von feststoffbeladenen Flüssigkeiten auf ein senkrecht stehendes Rohrbündel.

Solche Verfahren werden z. B. bei Fallstromverdampferanlagen angewandt, zu deren einwandfreier Arbeitsweise eine in jedem Heizrohr gleichmäßig strömende Flüssigkeitsmenge und ein an den Rohrwänden gleichmäßiger und geschlossener Flüssigkeitsfilm erforderlich ist. Ungleichmäßige Flüssigkeitsbeaufschlagungen bewirken eine zu hohe Lösungskonzentration, ein Trockenlaufen der Rohre oder Verkrustungen, die eine schlechte Wärmeübertragung und das Entstehen von Wärmespannungen verursachen können.

Bekannt sind statische und dynamische Flüssigkeitsverteilungen mit separat angeordneten Verteilerplatten und -wannen, sowie Drallkörpereinbauten in den Verdampferrohreinläufen. Darüber hinaus werden überstehende Rohrenden und Einsteckhülsen verwendet, bei denen die Heizrohrenden oder die auf die Rohrenden aufgesteckten Hülsen in der Flüssigkeitssäule stehen und bei denen die einzudampfende Flüssigkeit über die Rohroberkanten in die Heizrohre läuft. Dieser Überlauf besitzt jedoch den Nachteil, daß ein großer Teil der Flüssigkeit durch die Verdampferrohre frei nach unten fällt, ohne mit der Heizwand in Berührung zu kommen. Darüber hinaus zeigen diese Konstruktionen nicht nur ein schlechtes Teillastverhalten, sondern besitzen auch keine Möglichkeit zur exakten Niveauregelung der Flüssigkeit. Außerdem ist die Fertigung sehr aufwendig und damit kostspielig. In der DE-OS 17 69 607 wird zur Beseitigung dieses Nachteils deshalb vorgeschlagen, die Oberlaufkante mit lappenförmigen Rohreinstülpungen zu versehen, die V-förmig geschlitzt sind, so daß die einströmende Flüssigkeit im wesentlichen tangential an die Rohrinnenseite gelangt, von wo aus sie spiralförmig im Rohrinneren nach unten abfließt Diese nur an den Oberkanten geschlitzten Hülsen besitzen den Nachteil, daß sich unterhalb dieser Hülsen auf dem Boden und auch an den Hülsenwänden Ablagerungen ansammeln, die eine häufige Reinigung der Anlage und damit ein Abschalten der Anlage nötig machen. Diesen Nachteil beseitigt die in der DE-OS 26 04 389 vorgeschlagene Vorrichtung, bei der die Aufsteckhülsen mit einer seitlichen öffnung tiefer als der vorgesehene Stau im Rohrboden jeweils so in die Heizrohre eingesetzt werden, daß die in die Heizrohre einströmende Menge über den hydrostatischen Druck in Höhe der Öffnungen bestimmt wird. Die in der genannten Offenlegungsschrift vorgeschlagene Öffnung kann jedoch nur in unzureichender Weise einen tangentialen Einlauf der einzudampfenden Flüssigkeit bewirken. Ein Großteil der Flüssigkeit wird in das Rohrinnere einspritzen und ohne Wandberührung frei nach unten fallen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung von feststoffbeladenen Flüssigkeiten auf ein senkrecht stehendes Rohrbündel zu schaffen, das die Nachteilte der bisher bekannten Anlagen nicht besitzt und insbesondere eine tangentiale Einströmung von Flüssigkeiten in die senkrecht stehenden Rohre sowie einen an den Rohrwänden gleichmäßig geschlossenen Flüssigkeitsfilm gewährleistet

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren unter Verwendung der in den Ansprüchen 2 bis 5 angegebenen Vorrichtung gelöst Der Vorteil dieser Vorrichtung liegt insbesondere in ihrer einfachen und damit preisgünstigen Bauweise. Der Vorteil der in dieser Vorrichtung verwendeten Aufsteckhülsen besteht gegenüber den bisher vorgeschlagenen darin, daß, gleichgültig unter welchem Winkel die Flüssigkeit durch die Gestaltung der Schlitze einen Drall erfährt, dieser sie tangential an die Rohrwand preßt Der gleichmäßige Abstand der Schlitze sowie die Schlitzhöhe werden auf die Viskosität der einströmenden Flüssigkeit abgestimmt Die beschriebenen Aufsteckhülsen gewährleisten nicht nur, daß sich die Flüssigkeit an den Wänden der Heizrohre spiralenförmig nach unten bewegt, sondern auch, daß weder am Boden des Auffangbeckens, aus dem die Hülsen herausragen, noch an den Hülsen Ablagerungen entstehen können, da dort ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom herrscht Gegenüber den in der DE-OS 17 69 607 und der DE-OS 26 04 389 beschriebenen lappenförmigen Rohreinstülpungen bzw. Rohröffnungen besitzen die hier beschriebenen, schräg zur Rohrtangente angebrachten Schlitze den Vorteil, daß die Flüssigkeit auch bei hohem hydrostatischen Druck an den Schlitzen tangential einströmt.

Die Aufsetzhülsen finden auch besonders vorteilhaft Verwendung in thermisch beeinflußbaren Waschkolonnen, in Absorptions-Kältemaschinen sowie in Klimageräten. Insbesonders eignen sich zur Verteilung von Flüssigkeiten mit Feststoffanteilen, wobei sich weder vor noch hinter der Aufgabevorrichtung Ablagerungen feststellen lassen. Somit können diese Vorrichtungen beispielsweise auch zur Flüssigkeitsverteilung in Fallstromverdampferanlagen eingesetzt werden, da gepade

bei diesem Verfahren sichergestellt sein muß, daß sich keinerlei Ablagerungen oder Ankrustierungen bilden können.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch das Oberteil einer Fallstromverdampferanlage,

F i g. 2 die Seitenansicht einer Aufsteckhülse, F i g. 3 die Anordnung der Schlitze in Draufsicht und F i g. 4 einen Schnitt nach IV-IV in F i g. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Fallstromverdampferanlage besteht aus einer Flüssigkeitszuführung 1, einer Prallplatte 2, einem Auffangbecken 3, aus dessen Boden 4 die Aufsteckhüisen 6 der Rohre 5 ragen, die in Höhe des Bodens 4 Schlitze 7 aufweisen. Ein senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche stehendes Leitblech 9 schirmt die Rohrhülsen nach außen hin ab.

Bei der Beaufschlagung der Rohre S mit Flüssigkeit wird durch die Zuführung 1 die einzudampfende Flüssigkeit auf die Prallplatte 2 gegeben. Diese verteilt die Flüssigkeit glockenförmig nach außen, wo sie schließlich in ein Auffangbscken 3 fällt Durch den Freiraum unterhalb des Leitbleches 9 gelangt die Flüssigkeit in den von dem Leitblech 9 umgrenzten Innenraum. Die Flüssigkeitsoberfläche hierin ist im Gegensatz zu der Oberfläche außerhalb des Leitbleches 9 sehr viel ruhiger. Je nach Höhe h der Flüssigkeitssäule wird auf Grund des davon abhängigen hydrostatischen Druckes die Flüssigkeit in die Schlitze 7 gepreßt Durch die in Fig.2, 3 und Fig.4 dargestellte Ausbildung dieser Sclilitze erhält cie Flüssigkeit e'nen Drall, der sie an die Rohrwand 8 des jeweiligen Rohres 5 führt Innerhalb der Rohre 5 fließt die Flüssigkeit dann spiralenförmig nach unten ab.

Die in F i g. 2 dargestellte Aufsteckhülse 6 mit dem Außendurchmesser A besteht aus einem Mantel 10 mit der Dicke d, an dessen unterem Ende sich die Schlitze 7 befinden. Die Aufsteckhülse 6 ist an ihreai unteren Ende über einer Höhe H bis auf den Durchmesser D abgedreht, so daß sie mit dem Rohr 5, das ebenfalls den Innendurchmesser D besitzt, formschlüssig verbindbar ist Ein Schnitt durch die Linie Hl-III zeigt in F i g. 3 die geometrische Anordnung dieser Schlitze 7. Die dargestellte Aufsteckhülse besitzt 12 Schlitze 7, deren Schlitzmittellinie 11 mit der jeweiligen Tangente 12 einen Winkel von 30° bildet Die Schlitzbreite b kann je nach Viskosität der Flüssigkeit verschieden groß gestaltet sein, sie beträgt hier 2 mm.

Ein Schnitt entlang der Linie iV-IV zeigt in F i g. 4 die Art der Ausführung des Schlitzes 7 an dessen oberen Ende. Durch den schrägwinkligen Abschluß wird der in die Hülse einströmenden Flüssigkeit ein Richtung gegeben, die ein Überschneiden der hier vorhandenen 12 Flüssigkeitsbahnen weitgehend verhindert Die geometrische Ausgestaltung dieser Schlitze ermöglicht somit eine gleichmäßige Flüssigkeitsbeaufschlagung des Heizrohres. Ein Abreißen des Flüssigkeitsfilmes an den Rohrwänden 8 wird durch den gleichmäßigen hydrostatischen Druck der Flüssigkeit an den Schlitzen 7 ■erhindert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gleichmäßigen Verteilung von feststoffbeladenen Flüssigkeiten auf ein senkrecht stehendes Rohrbündel, bei dem die Flüssigkeit tangential in die Rohre eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrom vor dem Einströmen in die Rohre senkrecht auf eine Prallfläche gelenkt und von dieser glockenförmig in einen Ringraum eingeleitet wird.

Z Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf die Prallplatte (2) gerichtete Flüssigkeitszufühning (1), ein darunter befindliches Auffangbecken (3), aus dessen Boden (4) auf die senkrecht stehenden Rohre (5) aufgesteckte, in Höhe des Bodens (4) geschlitzte Aufsteckhülsen (6) ragen, und durch ein die Aufsteckhülsen (6) umhüllendes und von einem Ringraum bis auf einen am Boden (4) befindlichen Freiraum abgrenzenden Leitblech (9).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsteckhülsen (6) an dem auf die senkrecht stehenden Rohre aufsteckbaren Ende mehrere Schlitze (7) aufweisen, deren Breite (b) kleiner ist als die Dicke (d) des Rohrmantels der Aufsteckhülsen und daß die Schlitzmittellinie (U) mit der jeweiligen Tangente (12) einen Winkel (<x) von weniger als 45° bildet

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen gleichmäßigen Abstand der Schlitze (7).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Winkel (<x) von 30° zwischen der Schlitzmittellinie (11) und der Tangente (12).