DE7138810U - DEVICE FOR DEGASSING LIQUIDS - Google Patents
DEVICE FOR DEGASSING LIQUIDSInfo
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Description
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von Flüssigkeiten durch Anwendung einer Zyklonenscheiderwirkung, insbesondere zur Entfernung eines Inertgases, wie Argon, aus flüssigem Natrium, zur Anwendung auf einen Kühlkreis eines natriumgekühlten Schnellreaktors*The innovation relates to a device for degassing liquids by using a cyclone separator effect, especially for removing an inert gas such as argon from liquid sodium for use in a cooling circuit of a sodium-cooled high speed reactor *
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die unter Anwendung einer Zyklonenscheiderwirkung Gas von einer Flüssigkeit abzutrennen vermögen. Derartige Zyklonenscheider bestehen im allgemeinen aus einem zylindrischen oder konischen, trichterförmigen Gehäuse bzw. Mantel,"der sich in Abwärtsrichtung verjüngt und längs dessen Oberseite ein oder mehrere tangentiale Zufuhrleitungen für die zu reinigende Flüssigkeit angeschlossen sind. An der Oberseite des Behälters befindet sich •in der Mitte ein Auslaßrohr für das abzutrennende Gas, während nahe der. Unterseite des Gehäuses ein Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit vorgesehen ist, welcher tangential oder axial zum Behälter angeordnet sein kann; im letzteren Fall können jedoch in der Nähe des Auslasses oder in diesem schaufeiförmige Mittel vorgesehen sein.Devices are already known which separate gas from a liquid using a cyclone separating effect capital. Such cyclone separators generally consist of a cylindrical or conical, funnel-shaped Housing or jacket, "which tapers in the downward direction and along its upper side one or more tangentials Connected supply lines for the liquid to be cleaned are. At the top of the container is • in the middle an outlet pipe for the gas to be separated while close to. Underside of the housing an outlet for the purified liquid is provided, which tangential or can be arranged axially to the container; in the latter case, however, in the vicinity of the outlet or in this shovel-shaped Means be provided.
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Die Trennung der beiden Komponente:., d.h. Gas ur.d ?lÜ3^ij;-:üi'„, erfolgt dadurch, daß die schwereren Teilchen der Flucui^koit infolge der Fliehkraft des Gemisches, welches im Zyklonenscheider eine kreisende Bewegung ausführt, gegen die Wand des Zyklonenscheiders gedrängt werden, während sich die leichtei"eii Gciöteilciicü su~ ΛοΐΐΞ? U-Jr- Zyklonensohoiders hin verlagern. Im Kernbereich des Behälters bzw. Mantels v.*ird mithin ein Wirbelschema erzeugt, in welchem die Gasteilchen aus dem Flüssigkeitsstrom entweichen und in Aufwärtsrichtung ausgetragen werden können.The separation of the two components:., I.e. gas ur.d? LÜ3 ^ ij; -: üi '", takes place in that the heavier particles of the Flucui ^ koit due to the centrifugal force of the mixture, which in the cyclone separator executes a circular motion, be pressed against the wall of the cyclone separator, while the light egg "eii Gciöteilciicü su ~ ΛοΐΐΞ? Shift U-Jr cyclone sooiders. In the core area of the container or jacket v. * Ird therefore a vortex pattern is generated in which the gas particles from the Liquid flow escape and can be discharged in an upward direction.
Den bekannten Vorrichtungen dieser Art haften jedoch verschiedene Nachteile an, von denen einer darin besteht, daß im Zyklonenscheider infolge des Durchsatzes durch die Vorrichtung eine starke, abwärts gerichtete Strömung erzeugtjwird, so daß zur Erzielung optimaler Gasabscheidung ein langer Zyklonenscheider verwendet werden muß, weil damit der Einschluß von Gasblasen im Flüssigkeitsaust-rag verhindert wird, was jedoch zu dem Nachteil führt, daß die Zufuhr- und Austragleitungen für die Flüssigkeit weit voneinander entfernt öein müssen.The known devices of this type, however, have various disadvantages, one of which is that in the cyclone separator due to the throughput through the device a strong, downward-directed flow is generated, so that a long cyclone separator is used to achieve optimum gas separation must be used because it prevents the inclusion of gas bubbles in the liquid outlet, which, however leads to the disadvantage that the supply and discharge lines must be far apart for the liquid.
In dieser Hinsicht haben sich auch die sogenannten, bei solchen Vorrichtungen mitunter angewandten "Kegel", d.h. kenischen Gasfallensche.lben zur Begrenzung des Eindringens von Gasblasen bis zum Boden des Wirbels sowie zur Verhinderung eines Einschlusses derselben in den Flüssigkeitsstrom, in der Praxis als unwirksam erwiesen.In this regard, the so-called "cones", i.e. kenic, which are sometimes used in such devices, have also proven their worth Gas trap discs to limit the penetration of gas bubbles to the bottom of the vortex and to prevent a Inclusion of the same in the liquid flow, in practice proven ineffective.
Insbesondere die kleinerer. Gasblasen werden weiterhin von der starken Flüssigkeitsströmung in Abwärtsrichtung mitgenommen und besitzen keine Möglichkeit, hochzusteigen und über den zentralen Gasauslaß auszutreten. Zudem bleibt im Kernbereich ständig ein Anteil von Gasblasen in Schwebe.Especially the smaller ones. Gas bubbles are still from the strong liquid flow in the downward direction and have no way of going up and over exit the central gas outlet. In addition, a proportion of gas bubbles always remains in suspension in the core area.
Da es insbesondere bei der Entgasung von flüssigem Natrium weitgehend verhindert werden sollte, daß Gasteilchen imAs it is especially important for the degassing of liquid sodium should be largely prevented that gas particles in the
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Xatriumaustrag eingeschlossen sind, sind die bekannten Vorrichtungen für die genannte Abtrennung völlig ungeeignet.Including sodium discharge are the known ones Devices for the said separation are completely unsuitable.
Aufgabe der Neuerung ist mithin in erster Linie die Be- " seitigung der vorgenannten Nachteile bekannter VorrichtungenThe object of the innovation i s t consequently primarily loading "OTING the aforementioned disadvantages of known devices
sowie die Schaffung einer Vorrichtung, bei welcher auch dieand the creation of a device in which the
leichteren, in Kernbereicn befindlichen Gasblasen hochsteigen und entweichen können. lighter gas bubbles located in core areas can rise and escape.
Insbesondere soll dabei die Länge der Entgasungsvorrichtung gegenüber ihrem Durchmesser vergleichsweise klein gehalten und nur ein geringer Höhenunterschied zwischen den Zufuhr- und Austragleitungen für die zu reinigende Flüssigkeit vorhanden sein, während dennoch die für eine zufriedenstellende Abtrennung erforderliche Trennbahn aufrechterhalten werden kann. Diese Vorrichtung soll zuverlässig arbeiten und in der Lage sein, plötzlich durchströmende große Gasmengen, d.h. Spitzenbelastungen, wirksam zu handhaben.In particular, the length of the degassing device should be kept comparatively small compared to its diameter and there is only a slight difference in height between the supply and discharge lines for the liquid to be cleaned while still maintaining the separation path required for satisfactory separation can. This device should work reliably and be able to suddenly flow through large amounts of gas, i. Peak loads, to be handled effectively.
Die genannte Aufgabe wird bei einer· Vorrichtung eingangs definierter Art neuerungsgemäß dacloroh gelöst, daS sich im Inneren des Gehäuses unf ^rhalb der tangentialen Zufuhrleitung eine von der Gehäusewand aus waagerechte Trennwand einwärts bis zu einem konzentrisch zum Gehäuse angeordneten zylindrischen, oben und unten offenen Zyklonenscheider-Innenmantel erstreckt, dessen Oberkante über die Zuführleitung hinausragt, während sich seine Unterkante nahe des Gehäuse-Bodens befindet, und daß die Austragleitung für die entgaste Flüssigkeit dicht unterhalb der Trennwand in den Raum zwischen dem Innenmantel und der Gehäuse-Wand mündet*The stated object is introduced in the case of a device of a defined type, according to the new dacloroh solved, that in the Inside the housing and outside the tangential supply line a horizontal partition wall inwards from the housing wall to a partition arranged concentrically to the housing Cylindrical cyclone separator inner jacket open at the top and bottom extends, the upper edge of which protrudes beyond the feed line, while its lower edge extends near the Housing bottom is, and that the discharge line for the degassed liquid just below the partition in the Space between the inner jacket and the housing wall opens *
Die tangentiale Zufuhr in das Gehäuse bzw. den Außenmantel der Entgasungsvorrichtung versetzt die zu reinigende Flüssigkeit in die Lage, über den ganzen oberen Umfang des Innenzylinders in den Zyklonenscheiderraum einzuströmen, HierdurchThe tangential feed into the housing or the outer jacket of the degassing device displaces the liquid to be cleaned in a position to flow into the cyclone separator space over the entire upper circumference of the inner cylinder, thereby
wird infolge der symmetrischen Einspeisung ein stabiler Wirbel erzeugt. Dabei entweicht der größte Teil des Gases bereits unmittelbar über die Oberkante des Innenmantels und strömt unter dem Gehäuse-Deckel zum Gasauslaß, Durch Anordnung auch der Austragleitung für die entgaste Flüssigkeit im Außenmantel bei Aufrechterhaltung einer langen Strömungsbahn ist bereits ein geringer Höhenunterschied zwischen eier Zufuhr- und der Austragieitung ausreichend. Das für die Zyklonenviirkung verantwortliche Wirbelschema wird in erster Linie im Innenmantel gebildet.becomes a more stable one due to the symmetrical infeed Vortex generated. Most of the gas escapes directly over the upper edge of the inner jacket and flows under the housing cover to the gas outlet, through Arrangement of the discharge line for the degassed liquid in the outer jacket while maintaining a long flow path A slight difference in height between the feed and discharge lines is sufficient. That for them The vortex scheme responsible for cyclone effects is the first Line formed in the inner jacket.
Wenn die zentrale Auslaßleitung für das Gas zentral über der Oberkante des Innenmantels des Zyklonenscheiders angeordnet ist und einen wesentlich kleineren Durchmesser besitzt als der Innenmantel, können die in dem im Zentrum des Innenmantels herrschenden Wirbel freigesetzten Gasblasen unmittelbar aufwärts über diesen Gasauslaß einweichen.When the central outlet line for the gas is arranged centrally above the upper edge of the inner jacket of the cyclone separator is and has a much smaller diameter than the inner jacket, the in the center of the inner jacket Soak released gas bubbles immediately upwards via this gas outlet due to the prevailing vortex.
Dabei kanridie Hochsteigbewegung der Gasblasen aus dem Wirbelbereich der Vorrichtung noch dadurch begünstigt werden, dassThe upward movement of the gas bubbles out of the vortex area the device can still be favored by the fact that
im Zyklonenscheider-Innenmantel ein zentraler Körper monism a central body monism in the inner jacket of the cyclone separator
tiert>, der außenseitig mit mindestens einer spiraligen bzw. wende If öx-migen Rippe versehen ist und sich von unterhalb der Unterkante des Innenra^ntels bis in die Auslaßleitung für das Gas hinein erstreckt. Diese spiralige Rippe verläuft vorzugsweise entgegengesetzt zu der durch die tangentiale Zufuhrleitung in der zu entgasenden Flüssigkeit hervorgerufenen Drehrichtung und bewirkt im Kernbereich des Wirbels eine Geschwindigkeitsverlangsamung, so daß auch kleinere Gasblasen aus der Flüssigkeit freigesetzt werden und hochsteigen können.tiert>, the outside with at least one spiral resp. turn if it is provided with an öx-shaped rib and extends from below the Lower edge of the inner ring up to the outlet line for the Gas extends into it. This spiral rib preferably runs in the opposite direction to that through the tangential supply line in the direction of rotation caused in the liquid to be degassed and effected in the core area of the vortex a slowdown in speed, so that smaller ones too Gas bubbles are released from the liquid and can rise.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß bei Zyklonenscheidern für die Gasreinigung die Verwendung eines spiraligen bzw. wendelföraigen Ablenkglieds auf einer Zentralachse an sich bekannt ist, doch besitzen diese AblenkgliederIn this context it should be mentioned that in cyclone separators for gas cleaning, the use of a spiral or helical deflector on a central axis is known per se, but these have deflectors
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eine völlig andere Aufgabe und dienen bei Gasreinigern zur Erhöhung der Geschwindigkeit der schwereren Komponente, beispielsweise der im Gas enthaltenden Verunreinigungen, um diese auszuschleudern, bevor das Gas aufwärts abgeführt wird.a completely different task and are used for gas cleaners Increase the speed of the heavier component, for example the impurities contained in the gas, by throw them out before the gas is discharged upwards.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The following is a preferred embodiment of the innovation explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Neuerung undFig. 1 is a longitudinal section through a device with the Features of the innovation and
Fig. 2 einen Schnitt längs der linie H-II in Fig. 1-Fig. 2 is a section along the line H-II in Fig. 1-
Gemäß Fig. 1 ist der zylindrische Behälter bar. das Gehäuse der Entgasungsvorrichtung mit einem Flansch 2 zur Anbringung eines Deckels 4 mit Hilfe von Schraubbolzen 5 sowie mit einem Flansch 5 zur Anbringung einer Bodenplatte 6 mittels Schraubbolzen 7 versehen.According to Fig. 1, the cylindrical container is bar. the housing of the degassing device with a flange 2 for attachment a cover 4 with the help of screw bolts 5 and with a flange 5 for attaching a base plate 6 by means of Screw bolt 7 provided.
Das Gehäuse 1 ist mit einer tangential«» zuführleitung 8 für die zu entgasende Flüssigkeit sowie mit einer tangential Austragleitung 9 für die entgaste Flüssigkeit versehen.The housing 1 is with a tangential «» feed line 8 for the liquid to be degassed and provided with a tangential discharge line 9 for the degassed liquid.
Im Deckel 4 ist eine zentrale Ausla»31eitung 10 für das Gas vorgesehen, die sich zu einer Gasfalle 11 erstreckt.In the cover 4 there is a central outlet line 10 for the gas which extends to a gas trap 11.
An der Innenseite des Gehäuses 1 ist eine rundum verlaufende Trennwand 12 vorgesehen, in welcher ein zylindrischer Zyklonenscheiäer-Innenmantel 1? konzentrisch gehaltert ist, dessen Unterseite mit Hilfe von Abstandstücken 14 im Gehäuse zentriert ist.On the inside of the housing 1, a partition 12 running all around is provided in which a cylindrical Cyclone scraper inner jacket 1? is held concentrically, its underside with the help of spacers 14 in the housing is centered.
Längs der Mittellinie des Gehäuses 1 und des lnnenmar.tels 13 ist ein zentraler Körper 15 montiert, an dessen Außen-Along the center line of the housing 1 and the inner cover 13 a central body 15 is mounted, on the outer side of which
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seite eine wendeiförmige Rippe 1β vorgesehen ist, welche entgegengesetzt zur Richtung der Flüssigkeit,wenn diese über die tangentiale Zufuhrleitung 8 einströmt, verläuft. Das obere Ende 17 des zentralen Körpers 15 erstreckt sich bis in die zentrale Gas-Auslaßleitung 10 hinein, während sein unteres Ende 18 über die Unterkante des Innenmantels 15 hinausreicht und an der Bodenplatte 6 endet.side a helical rib 1β is provided, which opposite to the direction of the liquid when it flows in via the tangential supply line 8, runs. That upper end 17 of the central body 15 extends to into the central gas outlet line 10 while being lower end 18 over the lower edge of the inner jacket 15 reaches out and ends at the base plate 6.
Die Flüssigkeit strömt tangential über die Zufuhrleitung 8 in das Gehäuse 1 ein, so daß sie das ganze Gehäuse hauptsächlich um die Oberseite herum füllt. Die an dieser Stelle auftretende Fliehkraftwirkung läßt bereits einen beträchtlichen Teil des in der Flüssigkeit vorhandenen Gases am Deckel 4 vorbei entweichen und über die zentrale Gas-Auslaßleitung 10 zur Gasfalie 11 ausströmen. Infolge der zwischen dem Gehäuse 1 und dem Innenmantel I3 vorgesehenen Trennwand wird der Flüssigkeitsstrom über die Oberkante 19 des Innenmantels geleitet und führt innerhalb dieses -Innenmantels eine abwärts gerichtete, spiralige Bewegung längs der Innenfläche des Innenmantels durch, in deren Verlauf im Innenmantel ein Wirbelsohema erzeugt wird, in welchem das aus dem Flüssigkeitsstrom freigesetzte Gas zum Kern des Wirbels strömt.The liquid flows tangentially over the supply line 8 into the case 1 so that it fills the whole case mainly around the top. The one at this point occurring centrifugal effect already leaves a considerable part of the gas present in the liquid on Cover 4 escape and flow out via the central gas outlet line 10 to the gas trap 11. As a result of the between the housing 1 and the inner jacket I3 provided partition the liquid flow over the upper edge 19 of the inner jacket guided and leads within this inner jacket a downward spiraling motion along the inner surface of the inner jacket, in the course of which a vortex theme is generated in the inner jacket, in which the from the Liquid flow released gas flows to the core of the vortex.
Der in diesem Kern angeordnete zentrale Körper I5 unterbindet und verzögert infolge des Verlaufs der wendeiförmigen Rippe 16 einen Gaseinschluß in Abwärtsrichtung, so daß die Gasblasen zu einem Stillstand kommen, sich selbst von der Flüssigkeit abtrennen und über die zentrale Gas-Auslaßleitung 10 entweichen. The central body I5 arranged in this core prevents and delays due to the course of the helical rib 16 a gas lock in the downward direction, so that the Gas bubbles come to a standstill, separate themselves from the liquid and escape via the central gas outlet line 10.
Der zentrale Körper 15 reicht bis zur Bodenplatte 6 des Entgasungsraums, so daß eine maximale Wirkung des vorgenannten Vorgangs gewährleistet wird.The central body 15 extends to the bottom plate 6 of the degassing space, so that a maximum effect of the aforementioned process is guaranteed.
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Die Flüssigkeit strömt nunmehr zwischen Innenmantel 1$ und äußerem Gehäuse 1 zur tangentialen AustragIeitür3 9, die ein -kleines Stück unter der Trennwand 12 angeordnet ist.The liquid then flows between the inner shell 1 $ and the outer housing 1 to the tangential AustragIeitür3 9, a - is arranged small piece of the partition 12th
Durch den konzentrischen Innenmantel 13 wird erreicht, daß einerseits die Strömungsbahn und mithin die Entgasungsbahn der Flüssigkeit für eine sichere Wirkung der Entgasungsvorrichtung lang genug ist, während andererseits die Vorrichtung im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen dieser Art ziemlich kurz sein und einen geringen Höhenunterschied zwischen der Zufuhr- und der Austragleitung für die Flüssigkeit aufweisen kann.The concentric inner jacket 13 ensures that, on the one hand, the flow path and therefore the degassing path of the liquid is long enough for the degassing device to function safely, while on the other hand the device be quite short compared to known devices of this type and a small difference in height between may have the supply and discharge line for the liquid.
Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung für die Entgasung von flüssigem Natrium werden möglichst weitgehend Schweißnähte anstelle von Schraub- oder Bolzenverbindungen für die Bauteile der Entgasungsvorrichtung verwendet.When using the device described above for the degassing of liquid sodium will be as extensive as possible Welds are used instead of screw or bolt connections for the components of the degassing device.
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