DE931170C

DE931170C - Fliehkraftabscheider

Info

Publication number: DE931170C
Application number: DEP27835A
Authority: DE
Inventors: Ward Saunders Patterson
Original assignee: Combustion Engineering Superheater Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1948-01-30
Filing date: 1948-12-29
Publication date: 1955-08-01

Description

Fliehkraftabscheider Die Erfindung behandelt einen Fliehkraftabscheider für Dampf, insbesondere für den Einbau in Kesseltrommeln. Der Fliehkraftabscheider hat dabei -ein aufwärts gerichtetes und ein aufwärts strömendes Dampf-Wasser-Gemisch führendes Rohr mit Leitflächen, die dem durchströmenden Gemisch einen solchen Drall geben, daß das im Gemisch enthaltene Wasser an die Innenwandung des Rohres geschleudert und über die obere Rohrkante abgeschieden wird. Dabei strömt der Dampf in einer aufwärts gerichteten, über dem Abscheider koaxial angeordneten und mit ihrem unteren Ende mit Abstand in das obere Ende des Abscheiderohres hineinragenden Hülse aufwärts weiter.
'Solche Dampfabscheider dienen unter anderem zur Abscheidung von Trockendampf aus Gemischen von Dampf und Wasser, wie sie an den Verdampferoberflächen oder in Dampfkesselrohren entstehen. Die Abscheider sind dabei hauptsächlich in den Dampf- und Wassertrommeln der Dampfkessel untergebracht.
In modernen Kesseln für bewegliche oder ortsfeste Anlagen enthält die Dampf- und Wassertrommel gewöhnlich Einrichtungen zur Verteilung des hereinkommenden Speisewassers zur Trennung von Dampf und Wasser und zur Lieferung von Dampf mit einem Minimum ,an Beimengungen von Wasser oder Verunreinigungen. Diese Einrichtungen haben heute als sogenannte »Kesseleinbauten« große Bedeutung, da die Anlagen zur Dampfgewinnung immer umfangreicher werden.
Die Erfindung will die Bauweise und den Wirkungsgrad solcher »Kesseleinbauten« verbessern. Vorzugsweise soll damit die aus einer Dampf- und Wassertrommel von gegebenem Durchmesser und gegebener Länge entnehmbare, gut trockene Dampfmenge gesteigert werden. Außerdem .soll die Abscheidereinheit unter Berücksichtigung der verschiedenen Betriebsbedingungen schnell auf optimale Leistung einstellbar sein.
Die Erfindung erreicht dieses -dadurch, daß am oberen Ende der Hülse ein Gehäuse befestigt ist, das. den aus der Hülse kommenden Dampf aufnimmt und im wesentlichen radial aus dem Abscheider herausleitet sowie vorzugsweise mit 'Siebkörpern für den Dampfdurchtritt versehen ist. Dazu ist das Abscheiderohr zur Veränderung des zur Wass@erabscheidung verfügbaren Querschnitts an seinem Oberende nach außen erweitert und die Hülse im Verhältnis zum Oberende des Abscheiderohres senkrecht verstellbar.
Im Boden des Gehäuses ist ein Rohrstück befestigt, das einen kleineren Durchmesser als die Hülse hat. Dieses Rohrstück soll den Dampf aus der Hülse ableiten und das in der Hülse noch ab- geschiedene und durch öffnungen am Oberende der Hülse abgeleitete Wasser auffangen. In der Hülse sind weitere Leitflächen zur Verstärkung des Anfangdralls des Gemisches vorgesehen. Vom äußeren Rand des Gehäusebodens erstreckt sich ein Mantel, der Abscheiderohr und Hülse umgibt. Innen am Deckel des Gehäuses ist ein kegeliger Leitkörper verstellbar befestigt. Dieser Leitkörper erstreckt sich in das Innere der Hülse.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß der. Fliehkraftabscheider in Kesseltrommeln besser und wirksamer arbeitet, mehr Trockendampf bei gegebenem Kesselvolumen liefert und leicht und schnell auf optimale Wirkung, je nach Betriebsbedingung, einstellbar ist, weil er ja eine geschlossene Baueinheit darstellt. -- - -Die Zeichnung erläutert die Erfindung. Dabei zeigt Fig. i einen senkrechten 'Schnitt durch eine Dampfabscheidereinheit nach de _r Erfindung, Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt durch eine andere Ausführungsform.
Der Dampfabscheider nach Fig. i hat ein aufwärts gerichtetes- Rohr i-, das von dem Dampf- und-Wassergemisch durchströmt wird und in seinem Innern Leitflächen 2 aufweist, die dem durchströmenden - Gemisch einen Drall -erteilen. Hierdurch wird das im Gemisch enthaltene Wasser an die Innenwandung der Rohrleitung geschleudert. In das obere Ende des Hauptrohres i reicht ein in diesen mittig angeordneter Führungsstutzen 3 hin-,ein, der zwischen sich und dem- Hauptrohr einen Austritt für das :nach außen geschleuderte Wasser freiläßt und den im mittleren Teil des Hauptrohres fließenden Dampf ableitet. -Weiter ist die Anordnung von nach außen reichenden Prallblechen 4 auf dem Umfang des in das Hauptrohr hineinreichenden oberen Führungsstutzens 3 dicht oberhalb--dem Ende des Hauptr.plrt-es#=i-vörges,elien, die das .aus diesem .austretende .Wasser auf der Außenseite desselben nach unten ,ableiten.
Der Führungsstutzen - ist in seiner Höhenlage -gegexiül?e - -dem--eauptro_,hr_ r- -zur -'Steuerung- -der Größe des Wasseraustritts aus dem Hauptrohr durch Einstellglieder 5, 6 verstellbar.
Das Hauptrohr i ist ferner an seinem oberen Ende -nach außen hin aufgeweitet, um in diesem Teil in Verbindung mit dem in das Hauptrohr hineinreichenden Führungsstutzen 3 einen nach außen gerichteten Wasseraustritt zu bilden. Auf dieser Oberseite des Führungsstutzens sind Siebkörper 8 angeordnet, die den aus dem Führungsstutzen austretenden Dampf einer weiteren Trocknung unterwerfen, indem sie bei dessen Durchgang in ihm noch enthaltene Feuchtigkeit zurückhalten. Der Führungsstutzen 3 ist an seinem oberen Ende mit einean Käfig 7, 12 verbunden, welcher den aus dem Führungsstutzen 3 austretenden Dampf aufnimmt und diesen im wesentlichen waagerecht nach außen in radialer Richtung durch die SQebkörp:er 8 hindurchleitet. durchleitet.
Der Führungsstutzen3 hat rings um die obere Kante Ausflußöffnungen 9 in der üblichen Art verteilt. Ein flaches, scheibenähnliches Teil io ist auf dem Kopf des Führungsstutzens 3 befestigt und in der Mitte durchbrochen. Auf der Scheibe io liegt eine Platte 7, die ebenfalls in der Mitte durchbrocheri ist. Ein zweiter Führungsstutzen i i mit etwas geringerem Durchmesser erstreckt sich von der Platte 7 abwärts in den ersten Führungsstutzen 3. Seine untere Kante hängt dabei, wie Fig. i zeigt, gegenüber den Wasserausflußschlitzen 9 im ersten Führungsstutzen etwas über. Über der unteren Platte 7 liegt eine obere Platte 12 mit Abstand dazu, der durch in gleichmäßigem Abstand vorgesehene Weltschirme bestimmt wird. Diese Weltschirme ,erstrecken sich zwischen den beiden Platten 12 und 7. Ein konisch eingezogener Körper 13 sitzt am Boden der oberen Platte 12. Durch die zentrale Bohrung im Kopf des konischen Körpers 13 ist ein zentraler 'Schraubenbolzen 14 geführt, der an seinem oberen Kopf mittels der einstellbaren Muttern 15 an dem konischen Körper 13 befestigt ist und sich nach unten in den Führungsstutzen 3 erstreckt und an seinem unteren Ende die Schnecke 2 in einer koaxialen Lage zum senkrechten Rohr i hält.
Unter bestimmten Bedingungen kann es z-,veckmäßig sein, daß die ,erste Schnecke jedes Dampfabscheiders 16 durch eine zweite 'Schnecke entsprechend Teil 17 in Fig.2 ergänzt wird. Dabei liegt die zweite 'Schnecke 17 im Führungsstutzen 3 und veranlaßt das Dampf- und Wassergemisch, beim Ausziehen aus dem Rohr i nach oben durch diese 'Schnecke zu passieren. Hierdurch erhält die Strömung den erforderlichen Drall zu einer besonders wirkungsvollen Behandlung in der zweiten und dritten Stufe der Abscheidung an der Spitze des Stutzens i i und . den ringförmigen Siebkörpern B. In den meisten Fällen genügt jedoch die erste 'Schnecke 2 für den nötigen Drall des Dampfes und der Wassermischung während des Durchganges durch den Abscheideteil 16.
Zur Herabsetzung von Schaumbildung u. dgl. kann man den Bauteil 16 mit Vorteil mit einer Haube- .18 -entsprechend Fig. 2- ausrüsten. Diese Haube erstreckt sich von der am Bolzen befestigten Platte io nach abwärts bis etwa in die Höhe des üblichen Wasserspiegels, Auf diese Weise umhüllt sie die ganze Dampfabscheidereinhea unterhalb der Siebkörper B. Die Haube verhindert die Vermischung des abgeschiedenen Wassers beim Verlassen des Abscheiders an der Spitze von Rohr i oder an der Spitze des Rohres i9 mit dem Dampf im Dampferzeuger und führt es direkt nach unten unmittelbar in die Wassertrommel rings um den Dampfabscheider ab.
'Schließlich sei noch erwähnt, daß sich de Deckplatte 12 des Käfigs 7 mit Hilfe von einstellbaren Bolzen 2o und Abstandsbuchsen 21 auf dem Boden des Käfigs abstützt. Hierdurch lassen sich die Entfernung zwischen Deck- und Grundplatte am Käfig und der Dampfeintrittsquerschnitt verändern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Fliehkraftabscheider, insbesondere für den Einbau in Kesseltrommeln mit einem aufwärts gerichteten, ein aufwärts strömendes Dampf-Wasser-Gemisch führendes Rohr mit Leitflächen, die dem durchströmenden Gemisch einen Drall geben, so daß das im Gemisch enthaltene Wasser an die Innenwandung des Rohres geschleudert und über die obere Rohrkante abgeschieden wird, während der Dampf in einer aufwärts gerichteten, über dem Abscheiderohr koaxial angeordneten und mit ihrem unteren Ende mit Abstand in das obere Ende des Abscheiderohres hineinragenden Hülse aufwärts weiterströmt, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Hülse (3 oder i9) ein Gehäuse befestigt ist, das den aus der Hülse kommenden Dampf aufnimmt und im wesentlichen radial aus dem Abscheider herausleitet sowie vorzugsweise mit Siebkörpern (8) für den Dampfdurchtritt versehen ist.
2. Fliehkraftabscheider nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abscheiderohr (i) zur Veränderung des zur Wasserabscheidung verfügbaren Querschnitts an seinem Oberende nach außen erweitert und die Hülse (3 oder i9) im Verhältnis zum Oberende des Abscheiderohres verstellbar ist.
3. Fliehkraftabscheider nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch ein am Boden (7) des Gehäuses befestigtes Rohrstück (i i) mit kleinerem Durchmesser als die Hülse (3), das zur Dampfableitung aus der Hülse und zum Auffangen des in der Hülse noch abgeschiedenen und durch Öffnungen (9) am oberen Ende der Hülse abgeleiteten Wassers dient.
4. Fliehkraftabscheider nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (i 9) weitere Leitflächen (17) zur Verstärkung des Anfangsdralls des Gemisches angeordnet sind.
5. Fliehkraftabscheider nach den Ansprüchen i bis 4, gekennzeichnet durch einen .sich vom äußeren Rand des Bodens (io) des Gehäuses nach abwärts erstreckenden und das Abscheiderohr (i) und die Hülse (i 9) umgebenden Mantel (18).
6. Fliehkraftabscheider nach den Ansprüchen i bis 5, gekennzeichnet durch einen kegeligen Leitkörper (13), der innen am Deckel (12) des Gehäuses verstellbar befestigt ist und sich nach dem Innern der Hülse (3) koaxial erstreckt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 430 575, 570 596 722 044 546 518, 531 445, 732 549; USA.-Patentschrift Nr. 767 721.