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Quecksilberverdampfer Bei Quecksilberdampfkesseln wird flüssiges Quecksilber
unter so hohem Druck in Heizelementen erhitzt, daß eine Verdampfung des Quecksilbers
innerhalb der Heizelemente noch nicht eintritt. Eine mindestens teilweise Verdampfung
findet erst durch Druckminderung in einer besonderen Vorrichtung statt, in die das
in den Heizelementen erhitzte Quecksilber geleitet wird. Aus diesem Verdampfer strömt
der Quecksilberdampf dann zu einer Verbrauchsstelle, während die im Verdampfer zurückgebliebene
Flüssigkeit wieder in den Heizstromkreis zurückgeführt wird.
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Da in diesem Verdampfer gleichzeitig flüssiges und dampfförmiges Quecksilber
vorhanden ist, muß für eine gute Trennung zwischen Flüssigkeit und Dampf gesorgt
werden, denn vom Dampf mitgerissene Flüssigkeitsteilchen können namentlich in Ouecksilberdampfturbinen
zu schweren Betriebsstörungen führen.
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Nach der Erfindung ist an dem Verdampfer dadurch eine gute Trennung
zwischen Flüssigkeit und Dampf erreicht, daß das flüssige Quecksilber die Innenwand
des Verdampfergehäuses in einem spiralförmigen Flüssigkeitsstrom bespült und der
entstehende Dampf das Verdampfergehäuse in einem axialen Strom verläßt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Verdampfers nach der Erfindung ist in
der Zeichnung dargestellt.
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Abb. z zeigt den Verdampfer in einem senkrechten Längsschnitt.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-B der Abb. r.
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Abb. 3 zeigt einen Einzelteil des Verdampfers.
Der
Quecksilberverdampfer besteht aus einer kuppelartigen Obertrommel io, einer zylindrischen
Zwischentrommel ii und einer ebenfalls zylindrischen Untertrommel 12. Diese drei
Trorfimeln sind miteinander verschweiß;, Der Durchmesser der Untertrommel 12 13
im Vergleich mit dem Durchmesser der beideü,-anderen Trommeln am kleinsten; er ist
etwa gleich derHälfte desDurchmessers derZwischentrommel und nimmt nach dem unteren
Ende zu allmählich ab, bis die Trommel in das Rohr 13 übergeht, durch welches das
flüssige Quecksilber aus der Untertrommel in ein nicht dargestelltes Heizelement
strömt. Um in der Untertrommel 12, deren Fassungsvermögen zwecks Ersparnis an Quecksilber
verhältnismäßig klein ist, einen bestimmten Flüssigkeitsstand aufrechtzuerhalten,
steht die Trommel 12 mit den Kammern 14, 15 einer den Flüssigkeitsstand anzeigenden,
nicht dargestellten Vorrichtung in Verbindung, die den Flüssigkeitsspiegel in einer
zwischen den beiden Kammern liegenden Höhe aufrechterhält.
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In eine Öffnung der Obertrommel io ist ein Verschlußring 18 eingeschweißt,
in dem ein Zylinder 2o angeordnet ist. Der Ring 18 und der Zylinder 2o sind an ihren
oberen ;Rändern 21 miteinander verschweißt. Der Zylinder 2o legt sich mit einem
unteren Flansch 22 gegen den unteren Stirnrand der Hülse 18. Diese Einrichtung macht
das Innere der Trommel zwecks Durchführung einer Untersuchung zugänglich, nachdem
man die Schweißnaht 2,1 zerstört und den Zylinder 2o unter Benutzung des Handgriffes
23 gesenkt hat.
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Das zu verdampfende Quecksilber wird der Trommel an zwei einander
gegenüberliegenden Stellen durch zwei Rohrleitungen 24, 25 zugeführt, aus denen
die Flüssigkeit in eine Ringkammer 26 gelangt, die durch die mit der Trommelwand
bei 29 und 3o verschweißten Außenwände 27, 28 (Abb. 2) und durch eine mit diesen
Außenwänden mittels Deckel- und Bodenflächen 32, 33 verbundene Innenwand 31 gebildet
ist. In den Boden 33 ist eine Ringreihe Leitschaufeln 34 eingelassen, deren Durchlässe
Düsen 35 (Abb. 3) bilden. Durch diese Düsen strömt das Quecksilber aus der Kammer
26 in die Zwischentrommel ii. Die Zuführungsleitungen 24, 25 münden tangential in
die Kammer 26, so daß das Quecksilber die Wandung der Trommel i1 in einem spiralförmigen
Strömungsweg gemäß den Pfeilen 52 bespült. Die Leitschaufelreihe hat einen Abstand
34a von den Wänden 27, 28 der Ringkammer 26, so daß sich das Quecksilber auf die
einzelnen Düsen verteilt. Das sich in dem Zwischenraum 34" sammelnde Quecksilber
bildet außerdem gleichsam ein Kissen, das einen Teil der Strömungsenergie des durch
die Leitungen 24,25 in die Kammer 26 eintretenden Quecksilbers vernichtet. Der spiralförmige
Strömungsweg eines Quecksilberteilchens auf der Innenwandung der Trommel erstreckt
sich über einen Winkelbereich von etwa 36o'. Hierbei wird das Quecksilber teilweise
verdampft. Da der .noch -flüssige Teil des Quecksilbers ein größeres Trägheitsvermögen
als der dampfförmige Teil besitzt und unter der Wirkung der Fliehkraft steht, bildet
sich auf der Innenwandung der Trommel ii ein dünner Quecksilberschleier, während
der Dampf den mittleren Raum der Trommel ii einnimmt und aus der Trommel in Richtung
der Pfeile 36a durch die Öffnung 36 hindurch in die zum Verbraucher führende Rohrleitung
37 strömt, die zu diesem Zweck eine Öffnung 39 aufweist. In dem Dampfstrom etwa
vorhandene Flüssigkeitsteilchen werden in der Obertrommel io abgeschieden, da sie
sich auf der Innenwandung der Trommel niederschlagen. Diese Flüssigkeitsteilchen
sammeln sich in den Rinnen 40, 41, die ihrerseits von der Wandung der Trommel io,
anderseits von den Wandungen 27, 28 der Ringkammer 26 begrenzt sind. Diese Rinnen
stehen mit der Untertrommel i2 durch Leitungen 42, 43 in Verbindung. Diese Ableitung
der Flüssigkeit aus der Obertrommel io in die Untertrommel 12 ist wichtig, weil
hierdurch verhindert wird, daß die in der Obertrommel aus dem Dampf einmal abgeschiedenen
Flüssigkeitsteilchen sich nicht aufs neue mit dem Dampf mischen. Zu diesem Zweck
läuft die Wand 31 der Ringkammer,-,6 oben in einem Ringflansch aus, der die auf
den Deckel der Kammer auffallenden Flüssigkeitsteilchen an einem Zurückfließen durch
die Öffnung 36 verhindert, so daß sie nicht in den diese Öffnung durchströmenden
Dampf gelangen können. Aus dem gleichen Grund ist der Bodenflansch 22 des Zylinders
2o mit einem kegelförmigen Ansatz 45 versehen. Infolgedessen werden die in dem Dampf
enthaltenen, die Fläche 45 berührenden Flüssigkeitsteilchen seitlich abgelenkt und
sammeln sich in den Kanälen 40, 4i.
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Um den Flüssigkeitsstand in der Untertrommel 12 genau regeln zu können,
muß dafür gesorgt werden, daß sich die Flüssigkeit innerhalb dieser Trommel möglichst
in Ruhe befindet. Dies ist nach der Erfindung durch eine Vernichtung der Geschwindigkeitsenergie
der Flüssigkeit im unteren Teil der Zwischentrommel ii erreicht, indem dafür gesorgt
wird, daß die Flüssigkeit sanft und ruhig in die Untertrommel i2 strömt. Der Flüssigkeit
wird dabei durch drei Schaufelreihen 46, 47, 48 eine zickzackförmige Strömungsbahn
vorgeschrieben. Die letzte Schaufelreihe 48 liegt im oberen Teil der Untertrommel
12, der in dem Unterteil der Zwischentrommel ii hineinragt. Die Schaufeln 48 sind
mit ihren Innenkanten an einem Rohr 49 befestigt, das die Schaufeln versteift
und
durch das der Dampf aus der Untertrommel i2 in die Zwischentrommel ii gelangen kann.
Die zweite Schaufelreihe 47 liegt zwischen dem oberen Verlängerungsstück der Untertrommel
12 und einem Zylinder 50. Die erste. Schaufelreihe 46 liegt zwischen dem Zylinder
5o und der Trommelwand ii. Diese Schaufeln 46 sind so gebogen, daß ihre Köpfe 51
der durch Pfeile 52 gekennzeichneten Strömungsrichtung der Flüssigkeit zugekehrt
sind. Die Schaufeln 46 selbst sind stehend angeordnet. In der ersten Schaufelreihe
46 wird der spiralförmige Strömungsweg der Flüssigkeit in einen senkrecht nach unten
verlaufenden Strömungsweg umgewandelt. Die Schaufeln 47, 48 stehen ebenfalls aufrecht,
so daß sie eine etwa noch vorhandene Wirbelströmung weiter beseitigen und beruhigen,
indem der Flüssigkeit ein zickzackförmiger Weg durch die drei Schaufelreihen vorgeschrieben
wird. Die Flüssigkeit strömt dann in einem langsamen, ruhigen Strom in die Untertrommel
12, ohne den in dieser Trommel vorhandenen Flüssigkeitsspiegel zu beunruhigen. An
die Untertrommel 12 ist noch eine Leitung 53 angeschlossen, die beispielsweise mit
einem nicht dargestellten Quecksilberkondensator in Verbindung steht, aus dem flüssiges
Quecksilber in die Trommel 12 gelangt.