DE2928093C3 - Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom - Google Patents

Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom

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DE2928093C3 DE2928093A DE2928093A DE2928093C3 DE 2928093 C3 DE2928093 C3 DE 2928093C3 DE 2928093 A DE2928093 A DE 2928093A DE 2928093 A DE2928093 A DE 2928093A DE 2928093 C3 DE2928093 C3 DE 2928093C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom, insbesondere aus einem feststoffverunreinigten Kraftwerks-Kühlwasserstrom, mit
im wesentlichen zylindrischem Abscheidergehäuse, radial in das Abscheidergehäuse einmündendem Eintrittskanal für den zu behandelnden Flüssigkeitsstrom,
nach unten an das Abscheidergehäuse angeschlossenem Austrittsstutzen für den behandelten Flüssigkeitsstrom und
auf der dem Eintrittskanal gegenüberliegenden Seite angeordnetem Abzugskanal für einen Abwasserstrom mit den abgeschiedenen Feststoffen,
wobei im Abscheidergehäuse ein ebenfalls zylindrisches Abscheidercieb angeordnet ist, welches mit dem Abscheidergehäuse einen Ringraum bildet und dessen Achse parallel zu der des Abscheidergehäuses verläuft, wobei ferner im Bereich des Eintrittskanals mittig eine verstellbare Klappen-Steuereinrichtung angeordnet ist, deren Stellachse parallel zur Gehäuseachse verläuft und die den Eintrittskanal in zwei Halbkanäle teilt.
Im Rahmen der Erfindung meint zylindrisch stets kreiszylindrisch oder im wesentlichen kreiszylindrisch. Bei der Behandlung von Kraftwerks-Kühlwasser meint der Begriff Feststoffe feste Substanzen, z. B. Muschelschalen, aber auch lebende Tiere, wie Fische, Quallen u.dgl. Wenn die Strömungsverhältnisse es zulassen, kann man bei der beschriebenen Vorrichtung oben und unten vertauschen. Der Abwasserstrom mit den abgeschiedenen Feststoffen kann dem Reservoir, aus dem der Flüssigkeitsstrom entnommen wird, wieder zugeführt werden.
Bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen (DE-OS 20 58 395) besteht die Klappen-Steuervorrichtung aus zumindest einer Steuerklappe, in der Praxis aus einer einzigen Steuerklappe, die im radialen Eintrittskanal um eine zur Siebachse parallele Achse schwenkbar angeordnet ist, während der Abzugskanal tangential an das Abscheidergehäuse anschließt. An eine solche
fS Steuerklappe können beidseits mit Abstand Leitelemen-
JP te angeschlossen sein, die an der Steuerkiappe befestigt
ff sind und nicht relativ zu dieser, sondern nur mit der
Steuerklappe verschwenkbar sind (DE-PS 22 25 727).
ψ All diese bekannten Maßnahmen haben sich an sich
U bewährt. Ihr Zweck ist es, die eintretend? Strömung
f mehr oder weniger tangential zum Abscheidersieb zu
ΐ steuern und auf eine Mindestgeschwindigkeit zu
:' beschleunigen. Bei Eintrittsgeschwindigkeiten in das
l„ Abscheidergehäuse in der Größenordnung von unter
& 2 m/Sek. nimmt die Reinigungswirkung stark ab. Wegen
r der tangentialen Anordnung des Abzugskanals entsteht
w außerdem eine bevorzugte Umströmungsrichtung des
Siebkorbes, was dazu führt, daß nicht die gesamte , Siebfläche gleichmäßig abgereinigt werden kann.
Außerdem entsteht wegen der Asymmetrie des f- Strömungsbildes innerhalb des Abscheidersiebes ein
verlustreicher Wirbel, der zu der Abreinigung der Siebfläche in keiner Weise beiträgt. Zur Vermeidung dieter Verluste wird in der Praxis die Steuerklappe ständig in der Mittelstellung gefahren und mr für kurze Zeiträume eine diskontinuierliche Abreinigung vorgesehen. Bei dieser Fahrweise treten Schwierigkeiten auf, wenn während des Normalbetriebes sich die Feststoffbelastung des Kühlwasserstromes plötzlich auf einen :·'. relativ hohen Wert ändert, insbesondere dann, wenn
Fische oder Quallenschwärme in das Filter eindringen oder wenn sich ganze Muschelbänke von den Wänden ;; der Eintrittskanäle lösen. In diesen Fällen verstopft das
Filter, ehe die Steuerklappe in ausreichende Reinigungsstellung gefahren werden kann. Ferner ist nachteilig, ■:■ daß in die Vorrichtung eintretende Fische in der
Vorrichtung im allgemeinen getötet werden. Dieses liegt einerseits an der diskontinuierlichen Fahrweise, andererseits an den auftretenden hohen Geschwindig- ; keiten während des Spülvorganges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß auch dann, wenn die Betriebsverhältnisse in bezug auf den zeitlichen Mengenstrom der zu behandelnden Flüssigkeit sowie in bezug auf die Feststoffbelastung stark schwanken, die bestimmungsgernäße Funktion gewährleistet und im Normalbetrieb eine hohe Feststoffmenge abscheidbar ist, ohne daß Fische beim ψ Durchgang durch die Vorrichtung geschädigt werden.
~ Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß
die Klappen-Steuereinrichtung zwei unabhängig voneinander betätigbare Steuerklappen aufweist, deren Stellachsen im Eiereich der Einmündung des Eintrittskanals in das Abscheidergehäuse angeordnet sind, und daß durch jede Steuerklappe wahlweise einerseits einer der Halbkanäle, andererseits der Ringraum zwischen Abscheidersieb und Abscheidergehäuse im Bereich der Klappen-Steuereinrichtung steuerbar und verschließbar sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem weiten Einstellungsbereich der Steuerklappen eine symmetrische Anströmung des Abscheidersiebes erreicht wird, wobei bei hohem Abscheidegrad druckverlusterhöhende Wirbel innerhalb des Abscheidersiebes vermieden werden, trotzdem , aber eine eindeutig definierte Strömungsrichtung vom
Eintritt zum Abzugskanal aufrechterhalten bleibt und ein Minimum an Fischschädigung erreicht wird. Besondere Betriebsphasen zur Beseitigung abgesetzter Feststoffe erübrigen sich weitehend, werden sie ausnahmsweise erforderlich, so lassen sich die abgesetzten Feststoffe durch entsprechende Einstellung der Steuerklappen ohne Schwierigkeiten wieder freispülen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung, die auch die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, im einzelnen verdeutlicht. Es zeigt in schematischer Darstellung
F i ^. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand •nach Fig. 1,
F i g. 3 den Gegenstand nach F i g. 2 in anderer Funktionsstellung und
Fig.4 den Gegenstand nach Fig.2 in nochmals anderer Funktionsstellung.
Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom. Insbesondere mag es sich um das Abscheiden von Feststoffen aus einem feststoffverunreinigten Kraftwerks-Kühlwasserstrom handeln. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau,
ein im wesentlichen zylindrisches Abscheidergehäuse 1,
ein radial in das Abscheidergehäuse 1 einmündender Eintrittskanal 2 für den zu behandelnden Flüssigkeitsstrom,
ein nach unten an das Abscheidergehäuse 1 angeschlossener Austrittsstutzen 3 für den behandelten Flüssigkeitsstrom und
ein auf der dem Eintrittskanal 2 gegenüberliegenden Seite angeordneter Abzugskanal 4 für einen Abwasserstrom mit den abgeschiedenen Feststoffen.
Dabei ist im Abscheidergehäuse I ein ebenfalls zylindrisches Abschiedersieb 5 angeorndet. Dieses bildet mit dem Abscheidergehäuse 1 einen Ringraum 6. Die Achse 7 des Ringraumes 6 verläuft parallel zu der des Abscheidergehäuses 1. Er setzt sich im Bereich der Eintrittskanalmündung fort. Im Bereich des Eintrittskanals 2 ist mittig eine verstellbare Klappen-Steuereinrichtung 8 angeordnet. Die Stellachse der Klappen-Steuereinrichtung 8 verläuft parallel zur Gehäuseachse. Die Klappen-Steuereinrichtung 8 teilt den Eintrittskanal 2 gleichsam in zwei Halbkanäle 9,10.
Die Klappen-Steuereinrichtung 8 besteht ihrerseits aus zwei Steuerklappen 11, 12, deren Stellachsen 11a, 12a im Bereich der Einmündung des Eintrittskanals 2 in das Abscheidergehäuse 1 angeordnet sind. Sie liegen gleichsam auf einem Kreisbogen, der den Grundrißkreis des Abscheidergehäuses 1 in diesem Bereich ergänzt.
Diese beiden Steuerklappen U, 12 sind unabhängig voneinander betätigbar, und zwar so, daß durch jede Steuerklappe 11,12 wahlweise einerseits ein Halbkanal 9 bzw. 10, andererseits der Ringraum 6 zwischen Abscheidersieb 5 und Abscheidergehäuse 1 im Bereich der Klappen-Steuereinrichtung 8 steuerbar und verschließbar sind.
Nur angeduetet wurde, daß die Steuerklappen 11, 12 turbulenzerzeugende Abreißkanten 13 aufweisen können. Die beiden Steuerklappen 11, 12 sind mit einem in Strömungsrichtung keilförmig erweiterten Strömungsleitkörper 14 verbunden. Dieser durchsetzt den Eintrittskanal 2 diametral und definiert die beiden schon erwähnten Halbkanäle 9, 10. Der Ströniungsleitkörpcr 14 besitzt abschcidersiebseitig eine im Radialschnitt bogenförmige Ströniungsleilfläche 15. Man entnimmt aus den Fi g. 2 bis 4 unmittelbar, daß der Krümmungsra-
dius R dieser Strömungslcitflächc 15 dem des Abscheidergehäuses 1 entspricht. Das Abscheidersieb 5 ist im Strömungsschatten der Steuerklappen 11, 12, im Ausführungsbeispiel also im Strömungsschauen des Strömungsleitkörpers 14 mit einer im Radialschnitt ebenfalls bogenförmigen Strömungsleitwand 16 verschen. Ihr Krümmungsradius r entspricht dem des Abscheidersiebes 5.
Aus den Fig. 2 bis 3 entnimmt man, daß der Ringraum 6 zwischen Abscheidergehäuse 1 und Abscheidersieb 5 im Bereich der Steuerklappen U, 12 breiter ist als im Bereich des Abzugskanals 4. Das ist durch eine exzentrische Anordnung des Abscheidersiebes 5 im Abscheidergehäuse 1 verwirklicht, wobei das Abscheidersieb 5 zum Abzugskanal 4 hin exzentrisch versetzt ist. im übrigen besitzt das Abscheideregehäuse 1 im Bereich des Abzugskanals 4 eine Totwassersenke 17. Der Abzugskanal 4 besteht im Ausführungsbeispiel seinerseits aus einem Abzugsrohrstutzen 18, der radial angeordnet ist und mit einem Kragenteilstück 19 in die Totwassersenke 17 hineinragt. Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 1 und 2 ergibt sich, daß die Totwassersenke 17 sich über die gesamte Höhe H des Abscheidergehäuses 1 erstreckt und über die gesamte Höhe der Totwassersenke 17, mit Abstand voneinander, eine Mehrzahl von parallelen Abzugsrohrstutzen 18 angeordnet ist Der Austrittsstutzen 3 für den behandelten Flüssigkeitsstrom ist koaxial zum Abscheidersieb 5 angeordnet. — Eintrittskanal 2, Abscheidergehäuse 1, Abscheidersieb 5 und Abzugskanal 4 weisen die gleiche Höhe auf.
Die Vorrichtung kann ohne weiteres unterschiedlichen Betriebsverhältnissen angepaßt werden:
Im Dauerbetrieb oder Normalbetrieb werden die beiden Steuerklappen 11, 12 so eingestellt, daß sie mit ihren Abreißkanten 13 etwa innen am zylindrischen Abscheidersieb 5 anliegen (Fig.3). Der zugeführte Flüssigkeitsstrom wird am Strömungsleitkörper 14 geteilt und strömt etwa je zur Hälfte geteilt in die Halbkanäle 9, 10. In den verjüngten Halbringräumen von 6 strömt nun die Nutzmenge durch die Lochung in das Innere des Abscheidersiebes 5 und von dort in den Austrittsstutzen 3. Die mitgeschleppten Verunreinigungen gelangen dabei als Bestandteil der Restmenge in den Bereich der Totwassersenke 17 und von dort über die Abzugsrohrstutzen 18 in den Abzugskanal 4. Bei dieser Betriebsweise sind die Druckverluste der Vorrichtung relativ niedrig, daher wird man diese Stellung der Steuerklappen 11,12 dann anwenden, wenn die Art der Verunreinigung dies zuläßt
Bei Verunreinigungen, welche für den Transport durch die Haibringräume von ö einer stärkeren Turbulenz bedürfen, wird man die Steuerklappen 11,12 so einstellen, daß die Abreißkanten 13 mehr in der Mitte stehen und einen geringfügig höheren Druckverlust herbeiführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch in anderer Betriebsweise gefahren werden, z. B. im sog. Spülbetrieb (Fig.4). Zu diesem Zweck wird eine der beiden Steuerklappen 11, 12 so weit nach außen geschwenkt, daß ihre Abreißkante 13 am Abscheidergehause 1 annähernd anliegt und somit den Eintritt in den zugeordneten Halbringraum weitgehend absperrt; — die andere Steuerklappe 12 wird so eingestellt, daß ihre Abreißkante 13 den ihr zugeordneten Raum in zwei etwa gleich große Durchtritte trennt. — In Fig.4 ist strichpunktiert angedeutet, daß der Strömungsleitkörper 14 anströmseiiig eine besondere Strömungsleitklappe 14a aufweisen kann, die gegen die Strömung weist und selbständig steuerbar sowie bis an die Wand des Eintrittskanals 2 schwenkbar ist.
Als Folge dieser ersten Steuerklappenmanipulation baut sich eine um das Abscheidersieb 5 herumlaufende kräftige, stark turbulente Ringströmung auf, welche die im Ringraum 6 befindlichen Verunreinigungen mitschleppt Als zweite Manipulation wird nun die vorher nach außen gedrehte Steuerklappe U in eine mittlere Position (F i g. 2) zurückgeholt Die zuvor beschriebene Ringströmung wird abgebremst und die Verunreinigungen streben nun in beiden Halbringräumen von 6 dem Abzugskanal 4 zu. Bei hartnäckig auf dem Abscheidersieb 5 haftenden Verunreinigungen werden die beiden Steuerklappen 11,12 in einem Spülprogramm abwechselnd in der beschriebenen Weise aus ihrer mittleren Position nach außen und wieder zurück geschwenkt
Um den Abtransport der Verunreinigungen sicherzustellen, ist die Totwassersenke 17 in besonderer Weise gestaltet. Hier kommt es durch den Querschnittssprung zu Abreißwirbeln in der Strömung, wodurch die Verunreinigungsbestandteile zum Aufenthalt in der Nähe der Abzugsrohrstutzen 18 neigen. Der Umstand, daß die Abzugsrohrstutzen 18 in den Ringraum 6 hineinragen, verbessert wesentlich die Strömungsverhältnisse im Bereich des Abzugskanals 4 bei einer vorgegebenen Restmenge. Außerdem besteht die Möglichkeit, eine Art Ruhebetrieb zu fahren, sofern die zuströmende Flüssigkeit keine oder aber nur geringfügige Mengen an Verunreinigung mitführt In solchen Betriebszeiten werden die Steuerklappen 11, 12 nach innen an das Abscheidersieb 5 herangeschwenkt und der Abzugskanal 4 abgesperrt Mit Hilfe eines von Zeit zu
so Zeit eingelegten Spülprogrammes können etwaige auf dem Abscheidersieb 5 angesammelte Verunreinigungen abgelöst und herausgefördert werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

10
15
20
Patentansprüche:
1- Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einem Flüssigkeitsstrom, insbesondere aus einem feststoffverunreinigten Kraftwerks-Kühlwasserstrom, mit
im wesentlichen zylinderischem Abscheidergehäuse,
radial in das Abscheidergehäuse einmündendem Eintrittskanal für den zu behandelnden Flüssigkeitsstrom,
nach unten an das Abscheidergehäuse angeschlossenem Austrittsstutzen für den behandelten Flüssigkeitsstrom und
auf der dem Eintrittskanal gegenüberliegenden Seite angeordnetem Abzugskanal für einen Abwasserstrom mit den abgeschiedenen Feststoffen,
wobei im Abscheidergehäuse ein ebenfalls zylindrisches Abscheidersieb angeordnet ist, welches mit dem Abscheidergehäuse einen Ringrauin bildet, dessen Achse parallel zu der des Abscheidergehäuses verläuft und wobei ferner im Bereich des Eintrittskanals mittig eine verstellbare Klappen-Steuereinrichtung angeordnet ist, deren Stellachse parallel zur Gehäuseachse verläuft und die den Eintrittskanal in zwei Halbkanäle teilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen-Steuereinrichtung (8) zwei unabhängig voneinander betätigbare Steuerklappen (U, 12) aufweist, deren Stellachsen (11a bzw. YIa) im Bereich der Einmündung des Eintrittskanals (2) in das Abscheidergehäuse (1) angeordnet sind, und daß durch jede Steuerklappe (11,12) wahlweise einerseits einer der Halbkanäle (9, 10) andererseits der Ringraum (6) zwischen Abscheidersieb (5) und Abscheidergehäuse (1) im Bereich der Klappen-Steuereinrichtung (8) steuerbar und verschließbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerklappen (H, 12) mit einem Strömungsleitkörper (14) verbunden sind, der den Eintrittskanal (2) diametral durchsetzt und die beiden Halbkanäle (9,10) bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsleitkörper (14) in Strömungsrichtung keilförmig erweitert ist und abscheidersiebseitig eine im Radialschnitt bogenförmige Strömungsleitfläche (15) aufweist, deren so Krümmungsradius (R) iHwa dem des Abscheidergehäuses (1) entspricht.
4. Vorrichtung nach ninem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsleitkörper (14) anströmseilig im Bereich seiner Mitte eine gegen die Strömung weisende Strömungsleitklappe (14a,) aufweist, die bis an die Wand des Eintrittskanals (2) schwenkbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheidersieb (5) im Strömungsschatten der Steuerklappen (11, 12), insbesondere im Strömungsschatten des Strömungsleitkörpers (14), eine im Radialschnitt bogenförmige, sicblochfreie Strömungsleitwand (16) aufweist, deren Krümmungsradius (r) dem des Abscheidersiebes (5) entspricht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (6) zwischen Abscheidergehäuse (1) und Abscheidersieb (5) in Anströmrichtung exzentrisch im Abscheidergehäuse angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheidergehäuse (1) im Bereich des Abzugskanals (4) eine Totwassersenke (17) aufweist
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzugskanal (4) aus zumindest einem Abzugsrohrstutzen (ί8) besteht, der radial angeordnet ist und mit einem Kragenteilstück (19) in die Totwassersenke (17) hineinragt
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet daß die Totwassersenke
(17) sich über die gesamte Höhe (H)des Abscheidergehäuses (1) erstreckt und über die gesamte Höhe der Totwassersenke (17), mit Abstand voneinander, eine Mehrzahl von parallelen Abzugsrohrstutzen
(18) angeordnet ist
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß Eintrittskanal (2), Abscheidergehäuse (1), Abscheidersieb (5) und Abzugskanal (4) die gleiche Höhe (H) aufweisen.
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