DE3238138A1

DE3238138A1 - Vorrichtung zum entfernen von eisenoxiden aus wasser im speisewassersystem eines thermoelektrischen kraftwerkes

Info

Publication number: DE3238138A1
Application number: DE19823238138
Authority: DE
Inventors: Yasuo Fujitani; Yoshiyuki Hoshino; Masahiko Mito Miyai; Yoshikuni Hitachi Ohshima; Katsumi Hitachi Suzuki; Mamoru Suzuki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1982-10-14
Publication date: 1983-06-09
Also published as: GB2109709A; DE8228891U1; GB2109709B

Description

HITACHI₅ .LTD., Tokyo, Jap an

Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden aus Wasser im Speisewassersystem eines thermoelektrischen Kraftwerkes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen und Entfernen von im Wasser in Speisewasser- und Kondenswassersystemen enthaltenejn Eisenoxiden, d. h. einem Speisewassersystem und Kondenswassersystem in einem thermoelektrischen Kraftwerk oder anderen Elektrizitätswerk .

Die meisten der Hauptmaschinen, Vorrichtungen und Rohrleitungen in einem thermoelektrischen Kraftwerk oder anderen Elektrizitätswerk sind gewöhnlich aus Eisen- und Stahlwerkstoffen gebildet, und Wasser hoher Reinheit wird als Umlauffluid verwendet, wobei die Eisenkonzentration im Systemwasser gesteuert und durch Wasserbehandlung mittels Zusatzes einer geringen Menge einer Chemikalie zum Wasser zwecks Vermeidens der Korrosion von Bestnjadteilswerkstoffen aufrechterhalten wird. Jedoch löst sich, während das Systemwasser für eine lange Zeit verwendet wird, Eisen

allmählich aus den Eisen- und Stahlwerkstoffen heraus und sammelt sich im Systemwasser in der Form von Eisenoxiden (hauptsächlich als ferromagnetisches Fe^O. und -^r-Fe₂O-) an. Diese Eisenoxide scheiden sich an Kesselrohrwänden, der Turbineninnenseite, Hochdruckspeisewasser-Heizgeräten, Speisewasser-Strömungsmesser?? und verschiedenen Ventilen ab und verursachen verschiedene Störungen, wie z. B. (1) Überhitzung der Rohre, (2) Verringerung der Turbinenausgangsleistung, (3) überlastung der Pumpen durch Anstieg des Druckabfalls und (4) ungenaue Anzeige der Strömungsmesser. Daher ist es, um die Verläßlichkeit eines Elektrizitätswerkes zu verbessern und dessen Ausgangsleistung zu steigern, sehr wichtig, Eisenoxide aus Wasser in Speisewasser- und Kondenswassersystemen zu entfernen.

Ein elektromagnetisches Filter wurde vorgeschlagen, um Eisenoxide aus Speisewasser im Speisewassersystem eines Kraftwerks zu entfernen (US-PS 3 841 486) . Und zwar weist das Filter einen Zylinderrohr-Filterbehälter mit Kugeln aus .ferromagnetischem Material und einer elektrischen Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes auf. Die zu magnetisierenden Teilchen sind aus Stahl. Die Spule zur Erzeugung des Magnetfeldes wird mit eineirusolchen Strom belastet, daß die erzeugte Feldstärke beträchtlich über der Sättigungsfeldstärke für die magnetisierbaren Teilchen ist. Wenn das Magnetfeld angelegt wird, treten Feldstärkegradienten in den Räumen zwischen den zufällig angeordneten Kugeln an Stellen auf, wo die Kontaktachse der Kugeln einen Vektor in der angelegten Feldrichtung hat. An diesen Stellen trit^eine Feldstärkendichte auf.

Es ist angegeben, daß, wenn das elektromagnetische

Filter so in einen Parallelzweig zum Speisewassertank der Dampfkraftanlage installiert ist, die Einlaßleitung zum Filter von einer Kammer des Speisewasserbehälters kommt, der durch eine senkrechte Uberströmplatte unterteilt ist, während die Auslaßleitung des Filters in der anderen Kammer endet. Es ist weiter erwähnt, daß das Filter zwischen der Vorpumpe und der Hauptpumpe jeder Speisewasserpumpe installiert werden kann und daß das Filter auch direkt im Speisewasserstrom zwischen dem Hochdruckvorheizauslaß und dem Kesseleinlaß vorgesehen werden kann, wo das Filter für den vollen Betriebsdruck der Kesselspeisepumpen ausgelegt werden muß.

Jedoch hat das elektromagnetische Filter solche Nachteile wie einen hohen Leistungsverbrauch und das Erfordernis einer Kühleinrichtung für die Wärmeerzeugung.

Ein Filter mit einem Dauermagnet wurde auch entwickelt, war jedoch wegen der Schwierigkeit der Entfernung angezogener Eisenoxide nicht so beliebt. Außerdem wurde auch ein Filter mit Harz oder gesintertem Metall entwickelt, führt jedoch zu einem solchen Problem wie dem Sinken der Strömungsgeschwindigkeit infolge einer Verstopfung. Insbesondere hat ein Filter mit Harz einen . Nachteil wegen Zersetzung des Harzes durch heißes Speisewasser bei etwa 150 °C. Daher ist es die gegenwärtige Praxis, die an den Innenwänden der Speisewasserleitung im Speisewassersystem eines Kraftwerkes abgeschiedenen Eisenoxide bei der regelmäßigen Inspektion des Kraftwerkes von Hand zu entfernen.

Um diese Probleme zu lösen, untersuchten einige der Erfinder Eisenoxid-Bildungspunkte in einem Speisewasser-

und Kondenswassersystem und analysierten die Abscheidungseigenschaft von Eisenoxiden bei hohen Temperaturen, wobei sie fanden, daß sich besonders hohe Wirkungen erzielen lassen, wenn Eisenoxide in einem Hochdruckspeisewasser-Abflußsystem erfaßt und entfernt werden, weshalb sie vorschlugen, daß eine magnetisch anziehende Einrichtung, z. B-. ein Dauermagnet, in einem Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußsystem des Speisewasser- und Kondenswassersystems, d. h. in einem Abflußtank oder in einem Luftabscheider-Wassertank angeordnet wird. Einige der Erfinder untersuchten dann- Eisenoxidbildungspunkte und Eisenoxidgehalt-Steigerungspunkte in Wassersystemen in einem Elektrizitätswerk unter dem Gesichtspunkt, Eisenoxiderfassungs- und Eisenoxidentfernungspunkte herauszufinden, die zum Erreichen höchster Beseitigungswirkungen führen wurden.

In einem System eines typischen thermoelektrischen Kraftwerkes, wie es in Fig.^I gezeigt ist, wird Speisewasser in einen Kessel 14 durch einen Kondensator 2, einen Kondenswasser-Fallwasserkasten 3, eine Kondenswasser-Rohrleitung 4, eine Kondenswasserpumpe 5, eine Kondenswasser-Entsalzungsvorrichtung 6, eine Kondenswasser-Druckerhöhungspumpe 7, Niederdruckspeisewasser-Heizgeräte 8A bis 8C, einen Luftabscheider 9 mit einem Luftabscheider-Wassertank 10, eine Speisewasser-Rohrleitung 11, eine Speisewasserpumpe 12 und Hochdruckspeisewasser-Heizgeräte 13A bis 13C eingeführt, und im Kessel 14 wird Dampf erzeugt, der durch ein Dampfrohr 15 strömt, eine Turbine 1 antreibt und zum Kondensator 2 zurückkehrt. Man erkennt außerdem Niederdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußrohrleitungen 16A bis 16C, Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußrohrleitungen 17A bis 17C, eine Abflußpumpe 18 und Anzapfrohre 19A bis 19F von der Turbine 1.

Um Eisenoxidbildungspunkte im System eines thermoelektrischen Kraftwerkes zu klären, wurde ein umfassender Wasseranalyseversuch in verschiedenen thermoelektrischen Kraftwerken durchgeführt, wobei die in Fig. 2 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden, in der die Wasserprobenahmepunkte auf der Abszissenachse und der Eisenoxidgehalt als Eisenkonzentration (ppm) auf der Ordinätenachse gezeigt sind, die Quadratmarkierung (D) einem Kraftwerk mit einer Leistung von 350 MW, die Dreieckmarkierung (Δ ) einem Kraftwerk mit einer Leistung von 350 MW und die Kreismarkierung (0) einem Kraftwerk mit einer Leistung von 450 MW entsprechen.

Wie die in Fig. 2 gezeigten Ergebnisse erkennen lassen, verringert sich der Eisenoxidgehalt im Systemwasser am Auslaß der Kondenswasser-Entsalzungsvorrichtung 6, doch wächst im Stromabbereich der Eisenoxidgehalt auf den Wert am Auslaß des Luftabscheiders 9. Der Eisenoxidgehalt verringert sich wieder im Kessel 14. Demgemäß wurde Wasser im Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abfluß, das in den Luftabscheider 9 einzuführen war, analysiert, und es wurde eine große Eisenoxidmenge im Abflußwasser erfaßt. Obwohl das Eisenoxid im Kondenswassersystem durch die Kondenswasser-Entsalzungsvorrichtung 6 entfernt wird, scheidet sich, da das Wasser mit einem hohen Eisenoxidgehalt von der Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußrohrleitung in den Luftabscheider 9 eingeführt wird, diese erhöhte Eisenoxidmenge als Zunder in den Hochdruckspeisewasser-Heizgeräten 13A bis 13C, dem Hauptspeisewasser-Strömungsmesser und dem Kesselspeisewasser-Justierventil ab, die zwischen dem Luftabscheider 9 und dem Kessel 14 angeordnet sind, und die Eisenoxide, die in den Kessel 14 eingetragen wurden,

scheiden sich an der Wasserrohrwand des Kessels ab. So ist die Bildung von Eisenoxiden auf die Korrosion im Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußrohrleitungssystem zurückzuführen.

Nun fanden einige der Erfinder ,\daß, da die an den betreffenden Teilen des thermoelektrischen Kraftwerkes abgeschiedenen Eisenoxide im Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußrohrle'itungssystem gebildet wurden, höchste Beseitigungswirkungen erreichbar sind, wenn Eisenoxide in den Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflußrohrleitungen 17A bis 17C oder im Luftabscheider-Wassertank erfaßt und beseitigt werden, der gerade stromab der Rohrleitungen 17A bis 17C angeordnet ist und zu dem der Abfluß rüclggef ührt. wird.

Die Erfinder führten weitere Untersuchungen auf Basis des Vorstehenden durch und fanden die wirkungsvollste Lage zur Anordnung einer magnetisch anziehenden Einrichtung und den wirkungsvollsten Aufbau sowie die wirkungsvollste Anordnung der magnetisch anziehenden Einrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden, die im Wasser eines Speisewasser- und Kondenswassersystems in einem thermoelektrischen Kraftwerk enthalten sind, mit einer wirtschaftlichen und einfachen Betriebsweise und Wartung zu entwickeln und hierfür eine magnetisch anziehende Einrichtung mit dem wirkungsvollsten Aufbau und der wirksamsten Anordnung in einer solchen Vorrichtung zu konstruieren, die in einem thermonuklearen Kraftwerk einsetzbar ist.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden, die im Wasser eines Speisewasser- und Kondenswassersystems in einem Elektrizitätswerk enthalten sind, welches System eine Vorrichtung zum Entsalzen des von einem Kondensator erhaltenen Kondenswassers, ein Niederdruckspeisewasser-Heizgerät zum Erhitzen des von der Entsalzungsvorrichtung erhaltenen Kondenswassers, einen mit dem Niederdruckspeisewasser-Heizgerät verbundenen Luftabscheider zum Abscheiden von Luft aus dem Kondenswasser und ein Hochdruckspeisewasser-Heizgerät zum Erhitzen des vom Luftabscheider erhaltenen Kondenswassers umfaßt,|wobei das Hochdruckspeisewasser-Heizgerät ein Abflußsystem zum Speisen von Abflußflüssigkeit in den Luftabscheider aufweist, mit dem KennzeichenAdaß sie eine in einer Speisewasserleitung, die eine Luftabscheiderkammer mit einem Luftabscheider-Wassertank im die Luftabscheiderkammer und den Luftabscheider-Wassertank aufweisenden Luftabscheider verbindet, angeordnete magnetisch anziehende Einrichtung enthält.

Die magnetisch anziehende Einrichtung ist vorzugsweise in einem Verteiler der Speisewasserleitung und noch bevorzugter in einem Fallrohr in der Speisewasserleitung angeordnet .

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 4 bis 12 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung eines thermoelek-

trischen Kraftwerks, auf das die Erfindung angewandt wird;

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ergebnisse eines in thermoelektrischen Kraftwerken durchgeführten umfangreichen Wasseranalyseversuchs ;
Fig. 3 einen Querschnitt eines Luftabscheiders;

Fig. 4 bis 6 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden gemäß der Erfindung, wobei Fig. 4 einen Vertikalschnitt

der Vorrichtung, Fig..5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. '4 und Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 4 zeigen;

Fig. 7 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer magnetisch anziehenden Einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 8 einen Seitenquerschnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Versuchseinrichtung zur Bestimmung der Beziehungen zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und der Eisenoxidentfernung;

Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung der mit der Versuchseinrichtung nach Fig. 9 erhaltenen Ergebnisse;

Fig. 11 bis Fig. 13 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden gemäß der Erfindung, wobei Fig. 11 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung, Fig.. 12 eine Schnittdarstellung nach der Linie XII-XII der Fig. 11 und Fig. 13 eine Schnittdarstellung nach der Linie XIII-XIII der Fig. 11 zeigen;

Fig. 14 bis Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden gemäß der Erfindung, wobei Fig.14 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung, Fig.» 15 eine Schnittdarstellung längs der Linie XV-XV der Fig.· 14 und Fig. 16 eine Schnittdarstellung längs der Linie XVI-XVI der Fig. 14 zeigen;

Fig. 17 und 18 Schnittdarstellungen noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei Fig. einen Vertikalschnitt der Vorrichtung und Fig. eine Schnittdarstellung längs der Linie XVIII-XVIII der Fig. 17 zeigen;

Fig. 19 eine Schnittdarstellung noch eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;

Fig. 20 eine Schnittdarstellung längs der Linie XX-XX der Fig. 19;

Fig. 21 eine Seitenansicht einer Speisewasserverteilerwanne, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 39 verwendet wird;

FXg. 22 einejschematische Seitenansicht einer beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 verwendeten magnetisch anziehenden Einrichtung;

Fig. 23 eine schematische Darstellung einer Anordnung der Magnete in der magnetisch anziehenden Einrichtung nach Fig. 22;

Fig. 24 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Befestigung eines Dauermagneten an einer Platte in der magnetisch anziehenden Einrichtung in Fig. 22;

Fig. 25 eine schematische Darstellung einer anderen Versuchseinrichtung zur Bestimmung der Beziehungen

zwischen der Eisenoxidentfernung und der Zeit; und

Fig. 26 ein Diagramm zur Darstellung der mit der Versuchseinrichtung nach Fig. 25 erhaltenen Ergebnisse.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden ist in der Speisewasserleitung in einem Luftabscheider vorgesehen.

Ein Luftabscheider 9_ weist eine Luftabscheidekammer 9A und einen Luftabscheider-Wassertank 10 auf, wie Fig. 3 zeigt,· die einen Querschnitt eines typischen horizontalen Luftabscheiders darstellt.

Die Luftabscheiderkammer 9A ist oberhalb des Wassertanks vorgesehen und außerdem mit Wannenabteilen 21 darin, einer Mehrzahl von Spritzdüsen 22 an der Oberseite, Einlassen 23 für Heizdampf an der Seite und Einlassen 24 für Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abflüsse ausgerüstet.

Ein Fallrohr 25 für Speisewasser und ein Verteiler 27 sind in Verbindung miteinander zwischen der Luftabscheiderkammer 9A und dem Wassertank 10 vorgesehen. Außerdem sind Druckausgleichrohre 26 zwischen der Luftabscheiderkammer 9A und dem Wassertank 10 vorgesehen.

Man läßt Speisewasser, das in die Luftabscheiderkammer 9A durcff iS^pritzdüsen 22 eingespritzt und durch den Heizdampf erhitzt und entlüftet wird, und den Ausfluß, der in die Luftabscheiderkammer 9A aus den Einlassen 24 für Ausfluß eingeführt wird, sämtlich durch das Fallrohr 25 in

den Wassertank 10 strömen, wo sie durch einen Verteiler 27 gleichmäßig verteilt und durch Auslässe 28 für Speisewasser zum Kessel rückgeführt werden.

Nicht-kondensierbare Gase in der Luftabscheiderkammer 9A werden an die Atmosphäre oder in den Kondensator durch eine. öffnung A und ein Ventil B oder C abgegeben. Die öffnung A ist mit allen Spritzdüsen 22 verbunden, und die nicht-kondensierbaren Gase werden gewöhnlich in den Kondensator abgegeben .

Einzelheiten einer Speisewasserleitung in einem Luftabscheider 9 sind in den Fig. 4 bis 6 gezeigt. Fig\ 4 ist eine Vertikalschnittdarstellung einer Speisewasserleitung mit einem Fallrohr 25 und Verteilern 27, Fig.5 ist eine Schnittdarstellung längs der Linie V-V der Fig. 4, und Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung längs der Linie VI-VI der Fig. 4, wobei die Strömung des Speisewassers in den Fig. 4 und 5 durch Pfeile 29 angedeutet ist.

Bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Eisenoxid-Entfernungsplatten 31, die anhand der Fig. 7 und 8 noch im einzelnen beschrieben werden, als eine magnetisch anziehende Einrichtung in Verteilern 27 in einer Speisewasserleitung von der Luftabscheiderkammer 9A zum Wassertank 10 vorgesehen, durch die das Speisewasser, wie durch Pfeile 29 angedeutet, strömt. Die Platten 31 sind so angeordnet, daß ihre Längsrichtungen parallel zur Axialrichtung des Verteilers 27 sein können.

Fig. 7 zeigt die Einzelheiten der Eisenoxid-Entfernungsplatte 31 im Querschnitt längs der Strömungsrichtung,

• β
• · ·

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und Fig. 8 ist eine Querschnittsdarstellung längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7.

Die Eisenoxid-Entfernungsplatte 31 weist eine rechteckige Hülle 34 aus nicht-magnetischem Material mit einem geflanschten Ende und einer Mehrzahl von Scheibendauermagneten 32 auf, die darin durch Abstandsstücke 33 eingefaßt sind. Die Scheibendauermagnete 32 sind in der Hülle so angeordnet, daß man eine maximale Magnetflußdichte auf den gesamten Oberflächen der Platte 31 in der Strömungsrichtung erhalten kann. Eine Mehrzahl von öffnungen 27a zum Einsetzen der Platten 31 ist an den Oberseiten des Verteilers 27 in geeigneten Abständen vorgesehen, und die Platten 31 sind in die öffnungen 27a so eingesetzt, daß die Flanschenden der Hüllen 34 an der Oberseite des Verteilers 27 befestigt werden können. Falls erforderlich, sind (in der Zeichnung nicht gezeigte) Dichtungen zwischen den Flanschenden und derjOberseite des Verteilers eingefügt und mit Bolzen usw. befestigt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel läßt man das Speisewasser in der Luftabscheiderkammer 9A, dessen Eisenoxidgehalt durch Zumischen des Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Ausflusses mit einem höheren Eisenoxidgehalt angewachsen ist, durch den Verteiler 27 der Speisewasserleitung strömen, und die Eisenoxide im Speisewasser werden -mittels magnetischer Anziehung durch die im Verteiler 27 vorgesehenen Eisenoxid-Entfernungsplatten 31 entfernt. Die Eisenoxide werden an den Platten 31 durch magnetische Anziehung abgeschieden, und die so beschichteten Platten 31 können ohne weiteres nach Herausziehen der Platten 31 aus dem Verteiler 27 durch die öffnungen 27a gereinigt werden. Und zwar lassen sich die Platten 31 mit den Eisenoxiden daran durch die

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Öffnungen 27a mittels Entfernens der Bolzen usw. und Hochziehens der Flanschenden der Hüllen 34 von Hand entnehmen. So läßt sich die Reinigungsarbeit leicht von Arbeitern durchführen, die den Wassertank 10 betreten und bei Stilllegung eines Kraftwerks zur regelmäßigen Inspektion arbeiten.

Um die Grunddaten zur tatsächlichen Auslegung einer Vorrichtung zur wirksameren . und wirtschaftlicheren Entfernung von Eisenoxiden zu erhalten, führten die Erfinder den folgenden Versuch mit einer in Fig. 9 gezeigten Versuchseinrichtung durch. Eisenoxide, und zwar tatsächlichen, aus einem wirklichen thermoelektrischen Kraftwerk entnommenen Zunder enthaltendes Speisewasser ließ man durch die mit einem Dauermagnet des BaO-Ferritsystems mit 1,5 K-Gauss versehene Leitung strömen, um die Beziehungen zwischen der Eisenoxidentfernung und der Strömungsgeschwindigkeit zu erfassen. Die Ergebnisse sind in Fig. 10 dargestellt, wo ersichtlich ist, daß die Eisenoxidentfernung 80 % überschreiten kann, wenn die Strömungsgeschwindigkeit auf unter 0,5 m/s festgelegt wird.

In den Fig.|11 bis 13 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das sich von dem in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß hier die Längsrichtungen der Platten 31 in einer zur Axialrichtung des Verteilers 27 senkrechten Richtung verlaufen und daß die Platten 31 außerdem untereinander in der Axialrichtung des Verteilers 27 versetzt angeordnet sind. Bei dieser Anordnung nimmt das Speisewasser eine Zickzackströmung an, so daß die Kontaktzeit des Speisewassers mit den Platten 31 verlängert und folglich die Eisenoxidentfernung verbessert werden kann, wie durch die Pfeile 29 angedeutet ist.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von den vorhergehenden beiden Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die magnetisch anziehejüe Einrichtung aus Kreiszylindern 35 besteht, die anstelle der rechteckigen Platten 31 in versetzter Lage im Verteiler 27 angeordnet sind.

Wie Fig. 16 zeigt, weist der Kreiszylinder 35 eine zylindrische Hülle 37 aus nicht-magnetischem Material mit einem geflanschten Ende sowie darin abwechselnd gestapelte Abstandsstücke 36 und Dauermagnete 32' auf.

Bei diesem Aufbau gibt es weniger örtliche Schwankung' in der Leistung zur Eisenoxidentfernung im Verteiler 27.

Die Fig. 17 und 18 zeigen noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wo im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungsbeispielen die Platten 31 im Fallrohr 25 angeordnet sind, so daß die Längsrichtungen der Platten 31 parallel zur Axialrichtung des Fallrohres 25 sein können.

Wie vorstehend beschrieben, muß das gesamte Speisewasser mit einem erhöhten Eisenoxidgehalt infolge der Vereinigung mit dem Hochdruckspeisewasser-Heizgerät-Abfluß höheren Eisenoxidgehalts durch das Fallrohr 25 strömen, und es läßt sich ein gleichartig hoher Anteil der Eisenoxidentfernung wie der bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen durch diese Anordnung der Platten 31 im Fallrohr 25 erzielen. Außerdem kann eine große Zahl von Platten 31 an einer Stelle gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, so daß sich die Wartung und Überwachung leichter durchführen lassen.

Fig. 19 zeigt einen Querschnitt eines Luftabscheiders mit einer Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 20 ist eine Schnittdarstellung längs der Linie XX-XX der Fig. 19, wobei sich das untere Ende des.· Fallrohres 25 oberhalb des normalen Wasserniveaus (NWN) des Speisewassers im Wassertank 10 befindet, eine Wasserverteilerwanne 46 unter dem Fallrohr 25 zur gleichmäßigen \terteilung des durch das Fallrohr 25 herabfließenden Speisewassers in der Längsrichtung des Wassertanks 10 vorgesehen ist und ein später im einzelnen zu beschreibende Dauermagnete 48 einschließender magnetischer Kasten 45 einstückig mit und unter der Wanne 46 als magnetisch anziehende Einrichtung zur Bildung einer Speisewasserleitung vorgesehen ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der magnetische Kasten 45 ein Oberseiten- und bodenloser rechteckiger Stahlrahmen, und die oberen Enden des Kastens sind an der Oberseite des Wassertanks 10 befestigt.

Die Wanne 46 hat V-gekerbte Überläufe 46a an den Seitenenden der Stahlwanne 46 mit ü-förmigem Querschnitt, wie Fig. 21 zeigt, und Löcher 46b sind am Boden der Wanne 46 vorgesehen. Der Boden der Wanne 46 liegt auf einem etwas höheren Niveau als dem NWN des Wassertanks 10, und die beiden Enden der Wanne 46 sind an den zwei kurzen Endplatten des magnetischen Kastens 45 befestigt. Im magnetischen Kasten 45 ist eine Mehrzahl von in Fig. 22 gezeigten Magnetplatten 47 am Rahmen des magnetischen Kastens 45 befestigt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Magnetplatten

zwischen dem Rahmen vertikal nebeneinander angeordnet, sie können jedoch auch geneigt angeordnet sein. Die Magnetplatten 47 körinen am Rahmen, falls erwünscht, befestigt sein, doch werden eine leicht abnehmbare Anordnung und ein entsprechender Aufbau vorgezogen.

In Fig. 22 sind Einzelheiten der Magnetplatte 47 gezeigt, die eine nicht-magnetische Platte (z. B. austenitische rostfreie Stahlplatte) und kurze Scheibendauermagnete 48 aufweist, die darauf in versetzter Lage befestigt sind. Im Fall dieser kurzen Scheibendauermagnete dieses Ausführungsbeispiels müssen die Durchmesser d der Scheibenmagnete 48 gleich dem minimalen Zwischenraum zwischen den Magneten sein, wie Fig. 23 zeigt, wodurch der Magnetfluß 50 um die Magnete 48 eine maximale Dichte annehmen kann und sich so die Eisenoxid-Anziehungsleistung verbessern läßt.

Zum Befestigen der kurzen Scheibenmagnete 48 an den Platten 47 ist jeder Dauermagnet 48 mit einer nicht-magnetischen Kappe 49 abgedeckt, die an der Platte 47 mit Hilfe geeigneter Mittel, wie z.B. Nieten usw., befestigt ist, wie Fig. 24 zeigt. Bei diesem Aufbau können die an der Kappe des Dauermagnets 48 abgeschiedenen Eisenoxide leicht abgelöst, werden, wobei die Dauermagnete 48 gleichzeitig gegen Schädigung geschützt sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel fällt das, wie in Fig. gezeigt, durch das Fallrohr 25 herabfließende Speisewasser auf die Speisewasser-Verteilerwanne 46 mit den V-gekerbten Überläufen 46a und den Löchern 46b, wie Fig. 21 zeigt, und dann wird das Speisewasser gleichmäßig längs der vollen

Länge der Wanne 46 in den magnetischen Kasten 45 verteilt, wobei ein Versuchswasserniveau (VWN) in Abhängigkeit von der Form, Abmessung und Zahl der V-gekerbten Überläufe 46a und der Löcher 46b und auch von der Strömungsgeschwindigkeit des Speisewassers aufrechterhalten wird.

Das in den magnetischen Kasten 45 verteilte Speisewasser läuft zwischen den im Kasten 45 vorgesehenen Magnetplatten durch und strömt dann in den Wassertank 10.

Da die kurzen Scheibenmagnete 48 in versetzter Lage auf den Platten 47 angeordnet sind, wie Fig. 22 zeigt, strömt das Speisewasser in einer Zickzackbahn dazwischen vorwärts. Das Speisewasser wird durch die Zickzackströmung aufgerührt, und die im Speisewasser enthaltenen Eisenoxide können wirksam durch Anziehungskraft auf den kurzen Scheibenmagneten 48 mit den Kappen 49 erfaßt werden.

Die Eisenoxide auf den Scheibenmagnete 48 lassen sich durch Einspritzen von Hochdruckreinigungswasser daran leicht reinigen.

Erfindungsgemäß lassen sich, insbesondere durch Vorsehen einer magnetisch anziehenden Einrichtung in der Speisewasserleitung zwischen dem Luftabscheider und dem Luftabscheider-Wassertank, die folgenden Vorteile erzielen.

1. Es kann eine höhere Eisenoxidentfernung erhalten werden, da das gesamte Speisewasser durch die Speisewasserleitung in den Wassertank fließt und so die magnetisch anziehende Einrichtung in der Speisewasserleitung kontaktiert.

2. Die magnetisch anziehende Einrichtung ist an einer

+) Kappen 49 der

Stelle vorgesehen. Wenn sie außerhalb der Speisewasserleitung, z. B. im Wassertank, vorgesehen ist, muß sie in einem beträchtlich ausgedehnten Bereich vorgesehen werden, was zu einer schwierigen Wartung und Überwachung der magnetisch anziehenden Einrichtung, wie z. B. der Ablösung der abgeschiedenen Eisenoxide, führt. Wenn sie dagegen an einer Stelle in der Speisewasserleitung vorgesehen ist, läßt sich eine solche Schwierigkeit ganz beträchtlich überwinden .

3. Die magnetisch anziehende Einrichtung ist in einfacher Weise vorgesehen. Wenn sie außerhalb der Speisewasserleitung, z. B. im Wassertank, vorgesehen wird, benötigt man dafür einen besonderen schweren Trägeraufbau, wogegen sie, wenn sie in der Speieewasserleitung vorgesehen wird, in einfacher Weise unter Ausnutzung des Aufbaus der Speisewasserleitung angebracht werden kann.

4. Die magnetisch anziehende Einrichtung ist gegenüber Entspannung des Wassers im Wassertank geschützt. Gelegentlich wird das Wasser im Wassertank aufgrund einer Schwankung der Last usw. im Wassertank en tepannt, und eine äußere Kraft wirkt auf den Aufbau im Wassertank ein. Die magnetisch anziehende Einrichtung kann dagegen geschützt werden, wenn sie in der Speisewasserleitung angeordnet ist.

Die Erfinder untersuchten Beziehungen zwischen der Eisenoxidentfernung und der Zeit mit einer in Fig. 25 dargestellten Versuchseinrichtung, wenn Eisenoxide magnetisch entfernt wurden. Die Ergebnisse sind in Fig. 26 gezeigt. Eisenoxide, /Wirklichen, von einem wirklichen thermoelektrischen Kraftwerk entnommenen Zunder enthaltendes Speise-

wasser wurde in der Versuchseinrichtung nach Fig./25 unter den gleichen Bedingungen wie im tatsächlichen Kraftwerk, d. h. 90 ⁰C, pH-Wert = 9,2, mit einem Dauermagnet des BaO-Ferritsystems mit 3 K-Gauss und einer Anfangseisenoxidkonzentration von 10 ppm untersucht, wobei Änderungen des Klarheitsgrades des Speisewassers mit der Zeit gemessen und daraus die Eisenoxidkonzentrationen berechnet wurden.

Wie Fig. 26 klar zeigt, erreichte die Eisenoxidentfernung nach etwa 15 min im wesentlichen 100 %.

Es gibt eine Einschränkung, daß ein Dauermagnet nicht unter einer/Koerzitivkraft verringernden Bedingung verwendet werden sollte, wenn er zum Entfernen von Eisenoxiden aus Speisewasser verwendet wird, doch im Fall der Verwendung eines Ferritmagnets in den vorstehenden Ausführungsbeispielen lassen sich die folgenden Vorteile erzielen.

a) Eine Entmagnetisierung aufgrund von Stoßeinwirkung, mechanischer Beanspruchung, Schwingung oder Änderung im Werkstoffgefüge ist praktisch vernachlässigbar klein, b) eine Änderung aufgrund eines Alterns ist praktisch vernachlässigbar klein, und c) eine Entmagnetisierung durch Temperatur tritt beim Curie-Punkt (450 ⁰C) auf, doch kommt kein solches Problem im Rahmen der Verwendung des Ferritdauermagnet vor,da die Speisewassertemperatur in der Speisewasserleitung etwa 150 °C beträgt.

Der Ferritmagnet ist verhältnismäßig spröde, kann jedoch im Rahmen der Erfindung so verwendet werden,jdaß man ihn in einer Hülle, wie in einigen Ausführungsbeispielen gezeigt, einschließt oder ihn mit einer Kappe abdeckt, so daß

man eine verbesserte Dauerhaftigkeit ohne Gefahr der Schädigung der Magnete oder eines Einschlusses von Bruchstückchen der Magnete im Speisewasser, falls doch ein Magnet beschädigt ist, erreicht.

Wie vorstehend beschrieben, lassen sich erfindungsgemäß Eisenoxide wirtschaftlich und wirkungsvoll aus Speisewasser durch magnetische Anziehung entfernen, indem man eine magnetisch anziehende Einrichtung in einer Speisewaserleitung vorsieht, die eine Luftabscheiderkammer mit einem Luftabscheider-Wassertank in einem Luftabscheider innerhalb eines Speisewasser- und Kondenswassersystems in einem thermoelektrischen Kraftwerk verbindet.

Claims

14. Okt. 1982 Ansprüche

1. Vorrichtung zum Entfernen von Eisenoxiden, die im Wasser eines Speisewasser- und Kondenswassersystemiin einem Elektrizitätswerk enthalten sind, welches System eine Vorrichtung zum Entsalzen des von einem Kondensator erhaltenen Kondenswassers, ein Niederdruckspeisewasser-Heizgerät zum Erhitzen des von der Entsalzungsvorrichtung erhaltenen Kondenswassers, einen mit dem Niederdruckspeisewasser-Heizgerät verbundenen Luftabscheider zum Abscheiden von Luft aus dem Kondenswasser und ein Hochdruckspeisewasser-Heizgerät zum Erhitzen des vom Luftabscheider erhaltenen Kondenswassers um läßt, wobei das Hochdruckspeisewasser-Heizgerät ein Abflußsystem zum Speisen von Abflußflüssigkeit in den Luftabscheider aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß-..sie eine in einer Speisewasserleitung, die eine Luftabscheiderkammer (9A) mit einem Luftabscheider-Wassertank (10) im die Luftabscheiderkammer (9A) und den Luftabscheider-Wassertank (10) aufweisenden Luftabscheider (9) verbindet, angeordnete magnetisch anziehende Einrichtung (31; 35; 47-49) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die magnetisch anziehende Einrichtung (31; 35) in einem Verteiler (27) der Speisewasserleitung angeordnet

ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehende Einrichtung (31) in einem Fallrohr (25) der Speisewasserleitung angeordnet ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehende Einrichtung (47-49) in einem magnetischen Kasten (45) unter einem Verteiler (46) der Speisewasserleitung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehende Einrichtung die Form einer Mehrzahl von Platten (31) hat, deren jede eine rechteckige Hülle (34) und eine Mehrzahl von darin in einer vorbestimmten Anordnung gehaltenen Magneten (32) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtungen der Platten (31) parallel zur Strömungsrichtung des Speisewassers angeordnet sind (Fig.\4-8).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtungen der Platten (31) senkrecht zur Strömungsrichtung des Speisewassers angeordnet sind

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die magnetisch anziehende Einrichtung die Form einer Mehrzahl von Kreis zylindern (35) hat, deren jeder eine kreis zylindrische Hülle (37) und eine Mehrzahl von darin abwechselnd gestapelten Magneten (32') und Abstandsstücken (36) auf_weist (Fig. 14-16).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiszylinder (35) in untereinander versetzter Lage angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehende Einrichtung (31; 35) abnehmbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehende Einrichtung aus einer Mehrzahl von Platten (47) besteht, deren jede darauf eine Mehrzahl kurzer Scheibenmagnete (48) trägt, deren jeder mit einer nichtmagnetischen Kappe (49) bedeckt ist und die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind (Fig. 19-24),

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch anziehende Einrichtung (47-49) abnehmbar ist.