DE6750025U - Wasserabscheider-ueberhitzer - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

SSSttSSSSSBSSSSSSSSSSsaESSSSSSSSSSSSSSSSSSSSESSSSSSSSSSSS Wasserabscheider-Ueberhitzeg

In Nuklearkraftwerken heutiger Konstruktion verlässt der Dampf die HD-Turbine meist schon nase. In einem Wasserabscheider-Ueberhltzer wird das Wasser aus diesem Dampf abgeschieden und der entwässerte Dampf anschliessend in einem Wärmetauscher mittels Frischdampf überhitzt, bevor er in der. ND-Zylinder der Turbine geführt wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad verbessert und vermieden, dass die ND-Schaufeln erodiert werden. Die Wasserabscheidung aus Nassdampf mittels Drah^geflechtmatratjze und ansch,iiesBendes Ueberhitsen mittels Röhsenwär-mefeausehe* ist bekannt, beispieia^ weise nach folgenden Anordnungen:

a) Axiale Dampfeinführung in die untere Hälfte des horizontalliegenden, zylinderischen Behälters, der durch eine Drahtgefleohtmatratze in der Horizontalebene durch seine Längsachse geteilt ist. In der oberen Hälfte ist ein Wärmetausch«

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»it U-Rohren angeordnet, der Dampf tritt vertikal nach oben aus. . Nachteile ι-Schlechte Auenutzung des BehHlterquorsohnltts, dadurch grosse Abmessungen; das im horizontal liegenden 'Rohrbündel anfallende Kondensat benötigt SpUldampf zur Abführung (Wlrkwigsgradverlusi; **r Anlag©).

b) Dampfeinführung von unten oder axial in den horieonfeai gexidsn* zylindrischen Behälter. In die untere . Behälterhälfte sind zwei genau übereinander angeordnete Drahtgeflechtmatratzen, in die obere Behälterhälfte sind Wärmetauscher mit horizontal liegenden Rohren eingebaut, wobei die Dampfführung längs der Rohre erfolgt. Der Dampfaustritt erfolgt nach oben» - Haohtaile: Grosse axiale Dampfanströmgeschwindigkeit zu den Drahtmatratzen; zahlreiche Dampfumlenkungen und damit erhöhter Druokverlust; Auswirkung der horizontalen Lage der Rohre wie unter a).

Die vorliegende Erfindung/De zweckt, die Nachteile zu behe.e- and «ine technisch und wirtschaftlich günstigere Lösung zu finden. i?H§HR?.?i9fenj?t äurefc Ato<3ehJ.rmflii^§£ zwigghen dem uiwl um Hub* dp»*iiuM ve? ί·η SpAhtgs^leehfeiwfcriili durch eine treppenförmig ineinandergeschachtelte Anordnung •der Drahtgeflechtmatratzen, deren Eintrittsbereich jeweils mit dem Austrittsb.ereich der darüber angeordneten Matratze durch ein Troifenabdeckblech verbunden ist, sowie gekennzeichnet durch den im Abströmraum unmittelbar anschliessend an die Matratzenaustritt· angeordneten RiShrenwärmeaustauscher mit, zwecke fielbstentwäeserung, stark geneigten Rohren·

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Ein Ausführungsbeispiel des ,ÄasfJjaäwsf^gegenstandes wird anschllessend anhand einer Figur erläutert, welohe in rein schematißoher Darstellung einen Querschnitt duroh einen Wasserabscheid©r-Ueberhitzer zeigt.

Der in der Figur dargestellte trommeiförmige Wasserabsohelderüeberhitsöiroäntel 1 ist kreissylindrisoh mit einer Längsachse 2. , Der Eintritt dee Nassdampfes erfolgt durch eine Einlassöffnung 3 in einem.Tromtrtftlboden des Wasserabscheider-Ueberhitzers, während der Überhitzte Dampf durch einen Austrittsstutzen 4, der an einer. beliebigen Stelle längs der Trommel angeordnet sein kann« ausströmt. Eine Abschirmwand 5 ist zwischen der Einlassöffnung 3 und einem Zuströmraum 7 eingebaut. Im tiefsten Punkt des WasserabBOheider-Ueborhitzoirs befindet sich eine Entwässerungsleitung

1£* I? und lb» gegeneinander versetzt

ü%mn den inlwMsittm 3e§ Nägsdaip-

fes. Zwischen diesen Drahtgeflechtmetratzen 11-14 sind Tropfen» abdöckbleohe 17-19 vorgesehen, welche den Einströmbereich der «inen Katratx« mit; dem Abiströmbsreioh der darüber angeordneten Katratze verbinden, derart, dass je zwei eich folgende Matratzen mit dem zugehörigen Tropfenabdeokblech im Querschnitt Z-fÖrmig erscheinen. DieBräi'ton A, B, C und D der Matratzen 11-14 stehen mit den Dampfeinströmquerschnitten AB, BC, CD und DO in propor« tionalem Verhältnis. Damit wird erreicht, dass die Dampfeintrlttsgesohwindlgkeiten in die Räume zwischen den Drahtgefleohtmatratzen gleich gross werden. Hinter den Drahtgeflechtmatratzen 11-14 ist ein Dampfabströmr»um 21 vorgesehen, in welchem sich stark geneigt mngeörunefcö wsb€rhits«rr©hr« 22 befinden. Diese verlaufen in Nor- »Alöbcnen zur Längsachse 2. Die Ueberhitzerrohre 22 werden über

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einen Heizdampfelntrittsstutzen 24 imd einen Verteiler beaufschlagt. Unten im 'Jeberhitzer ist ein Kondensat—Austrittsstutzen 25 zur Ableitung des anfallenden Kondensates vorgesehen.

Beim Betrieb der Anlage strömt der Nassdampf aue dem Hochdruckteil der Dampfturbinenanlage durch die Einlassöffnung 5 in den Wasserabscheider-Ueberhitzer, irjdem er durch die Abschirmwand 5

grösstenteils umgelenkt wird, um in den Suströmrauni 7 *y gelangen« Die freie Durchströmfläche zwischen der Abvächirmwand 5 und dem Wasserabschelder-Ueberhitzermantel ,3 ist ungefähr gleich gross wie der Querschnitt der Einlassöffnung J>. Durch den Einbau der Absohlrmwand 5 wi^d verhütet* dass der Nassdampf mit hoher Geschwindigkeit direct in den Raum unter die Drahtgeflechtmatratzen, 11-14 strömt. Auch wird dadurch eine gleichmässigere Beaufschlagung dieser Räume mit Nassdampf erreicht, sowie eine Strömungsrichtung des Dampfes, welche es gestattet, praktisch ohne·

zu durchströmen. Im Raum 7 können noch weitere Einbauten zur Gleichrichtung und gleichmässigen Verteilung des Dawpfos entlang dem Behälter vorgesehen werden, wie z. B. Umlenk-LeitblSr^he, Lochbleche oder ähnliches. Mittels der eingebauten Drahtgeflschtma-'" tratzen wird das im Nassdampf enthaltene Uasssr grösstent^ils ausgeschieden. Dieses gelangt in die Entwässerungsleitung 9 und wird von dort dem Dampfkreislauf wieder zugeführt. Der nahezu wasserfreie Dampf umströmt hernaoh die Ueberhitzerrohre 22, in ^ welchen dsr durch öen Ctutzen 24 einströmende Heizdampf seine. Wärme an !en entwässerten Dampf abgibt und kondensiert, das Kondensat durch die geneigten Ueberhitzerrohrs 22 in

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Kollektor abfliesst, von welchem es durch den Stutzen 25 ebenfalls dem Dampfkreislauf zugeführt wird. Auf diese Weise wird der die Ueberhitzerrohre 22 umstreichende entwässerte Dampf überhitzt und gelangt durch den Austritt h in den Niederdrucl:- teil der Dampfturbinenanlage. _ξ

Wie aus der Figur jrsichtlich, wird bei dem beschriebenen Was-

serabscheider-üeberhitzer der Nassdampf in einem Durchgang

chsroh dl* Br^fc^flechtmatratzen 11-14 geführt und anschließ- ·'.. f

send direkt, zwecke Ueberhitzung, durch den Röhrenwärmeausg« SowqM §4t ßrahtgei^s&tmitra^n gis

üeb^rhitzer erstrecken sich über, die ganze Länge des Waeae*

abscheider-Ueberhitzers. ' ' |

Diese Ausführung weist gegenüber den bisher bekanntgewordenen Konstruktionen die folgenden Vorteile auf:

- Die Zuführ des Nassdampfes kann auf kurzer Strecke und ohne · i ··■ vorherige Entwässerung erfolgen.

« Der Druokverlust im beschriebenen Wasserabscheider-Ueberhitzer ist minimal, da der Nassdampf sehr wenig umgelenkt wird und die Dampfgeschwindigkeit beim Durchströmen des Wasserabscheider-Ueberhitzers möglichst koräand gehalten wird.

- Die Entnahme des überhitzten Dampfes kann an einer oder an mehre >n, für die Turbine passenden Stellen entlang dem Apparat erfolgen. ■

- Dar kreisrunde Querschnitt des Behälters ν?ι«ϊ optimal ausgenutzt. . .

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- Das Kondensat des kondensierenden Heizdampfes läuft selbsttätig ab, so dass kein Spüldampf für dessen Abfluss benötigt wird.

Die beschriebene Ausführung eines Wasserabscheider-Ueberhitzers bedarf bei gleicher Leistungen nur ungefähr 2/3 des bisher benötigten Platzbedarfes und wiegt auch nur 2/3. Er ist zudem strömungsmässig und im Aufbau einfache so dass auch bezüglich Reinigung günstige Verhältnisse, entstehen.

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Claims (6)

1. ansprtiche

   1, Wasserabseheider-Ueberhitzer mit Drahtgeflechtraatratzen uud anschliessendem Röhrenwärmeaustauscher, die in einem zylindrischen, tromroelförmigen Hantel untergebracht sind, sowie mit einem Nassdampfanschluss Im Trommelboden, gekennzeichnet durch Abschirmmittel (5) zwischen dem Nassdampfeinlass (3) und dem Zuströmraum (7) vcr den Drahtgeflechtmatratzen (11-14) und durch eine treppenförmig ineinandergeschachtelte Anordnung der Drahtgefleehtmatratzen (11-14), deren Eintrittsbereich Jeweils mit dem Austrittsbereich der darüber angeordneten Matratze durch ein Tropfenabdeckblech (17,18,19) verbunden ist, sowie gekennzeichnet durch den im Abströmraum (21) unmittelbar anschliessend an lie Matratzenaustritte angeordneten Röhrenwärmeaustauscher mit, zwecKs Selbstentwässerung, stark geneigten Rohren (22).
2. 2. Wasserabascheider-Ueberhitzer nach Anspruch 1„ dadurch gekennzeichnet, ,dass die Rohre (22) des Wärmeaustauschers ungefähr rechtwinklig zur Längsachse (2) verlaufen,
3. 2. Wasserabscheider-Ueberhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Einströmfläche in den 2uströmraum (7) mindestens annähernd gleich dem Querschnitt der Einlassöffnung (5) ist.
4. 4* Wasserabscheider-Ueberhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zuströmraum (7) Einrichte--«n zur· gleichmässigen Verteilung des Dampfes und zur Strömungsglelchz ..^htung eingebaut sind.
5. 5· Wasserabscheider-Ueberhitzer naoh Anspruch 1, dadurch gekeanzeichnet, dass der Austritt (4) für den überhitzten Dampf schräg naoh oiöen, z.B.

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   unter 45°, erfolgt.
6. 6. Wasserabscheider-Ueberhitzer nach Anspruch 1, dadurch gdcennz^lehnet, dass die Eintrittsquerschnitte (AB,BC,CD^DO) proportional der Matratzenbreite (A,B,C,D) sind*

   Aktiengesellschaft BROWN, BOVERI & CIE.

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   Ermächtigung Zentr. Abt. UI Nr. 53/49 -Gen. Vollm.