DE944369C

DE944369C - Centrifugal separator group for once-through steam generator

Info

Publication number: DE944369C
Application number: DED15752A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Gauger
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1953-08-20
Filing date: 1953-08-20
Publication date: 1956-06-14

Description

Fliehkraftabscheidergruppe für Zwangdurchlaufdampferzeuger Die Erfindung betrifft eine FliehkraftabscheideT-gruppe für einen Zwangdurchlaufdampfetrzeuger, bei welchem ,die parallel geschalteten Rohrstränge einzeln in getrennte Abscheider einmünden, und besteht darin, daß an ider Unterseite eines waagerechten Sammlers lotrechte, unten geschlossene Rohrstücke angeschweißt sind, in' welchen die Abscheider als Einsatzrohre mit einem ringförmigen Spielraum derart angeordnet sind, daß ihre oberen Enden ein kurzes Stück in den Sammler hineinragen.Centrifugal separator group for once-through steam generator The invention concerns a centrifugal separator group for a once-through steam generator, in which, the parallel-connected pipe strings individually in separate separators run into, and consists in the fact that on the underside of a horizontal collector vertical pipe sections closed at the bottom are welded into 'which the separator are arranged as insert tubes with an annular clearance so that their protrude a short distance into the collector at the top.

Es ist bekannt, bei Zwangdurchlaufdampferzeugern für die Spülung der einzelnen parallel geschalteten Rohrstränge Fliehlraftabs.cheider anzuordnen. Um jedem. Rohrstrang unabhängig von den anderen parallel geschalteten Rohrsträngen durchspülen zu können, wurden die Fliehkraftabscheider vollständig getrennt voneinander angeordnet, der Aufbau .der Anlage daher verhältnismäßig kompliziert. Es wurde zur Vereinfachung ebenfalls vorgeschlagen, nur einen einzigen Fliehkraftabscheider in .der Trommel eines Dampferzeugers anzuordnen, jedoch genügte,eine solche Anlage nicht den wechselnden Betriebsverhältnissen besonders bei extremen Belastungen.It is known to use once-through steam generators for flushing the to arrange individual pipe strings connected in parallel to centrifugal separators. Around each. Pipe string independent of the other pipe strings connected in parallel To be able to flush through, the centrifugal separators were completely separated from each other arranged, the structure .der the system is therefore relatively complicated. It became the Simplification also proposed, only a single centrifugal separator in . To arrange the drum of a steam generator, however, such a system was sufficient not the changing operating conditions, especially under extreme loads.

Gemäß .der Erfindung wird eine weitgehende Vereinfachung dadurrch erzielt, daß die parallel ge= schalteten Abscheider an einem gemeinsamen Sammler angeordnet werden, der für die Abscheidergruppe den gemeinsamen Dampfraum bildet. Die Wasserabführung erfolgt hingegen aus jedem Abscheidet einzeln. Außerdem wird bei der Erfindung .die Notwendigkeit, bei Änderung der Anzahl von .parallel geschalteten Rohrsträngen einen Zwischensammler anzuordnen, in vorteilhafter Weise dazu: benutzt, diesen Zwischensammler für die Dampfabscheiäumg dadurch-nutzbar zu -machen, daß durch das Anschweißen vom. lotrechten Stücken an der Unterseite des Sammlers die Aufnahmeräume für die Fliehkraftahscheider geschaffen werden.According to the invention, there is a substantial simplification achieved that the parallel ge = switched separator on a common collector be arranged, which forms the common vapor space for the separator group. The water drainage, however, takes place from each Separately deposited. In addition, the invention .the need to change the number of . To arrange parallel pipelines an intermediate collector, in advantageous Way to do this: use this intermediate collector for steam skimming to make that by welding on. perpendicular pieces at the bottom of the collector, the reception rooms for the centrifugal separators are created.

Ein fertigungstechnischer Vorteil von wesentlicher Bedeutung ist darin zu sehen, daß, der Zwischensammler mit allen Rohranschlüssen und Fliehkraftabscheidern als ,Ganzes in der Werkstatt hergestellt werden kann,- so daß an der @ Baustelle nur noch die einmündenden und abgehenden Rohre anzuschweißen sind: Durch den für alle Abscheider gemeinsamen Dampfraum entfallen ferner die sonst notwendigen Ausgleichsleitungen, und der Innenraum des Sammlers kann ,beispielsweise in Ergänzung der Fliebkraftausscheidung für die Redmigung des Dampfes nutzbar gemacht werden.A manufacturing advantage of essential importance is in it to see that, the intermediate collector with all pipe connections and centrifugal separators as a whole can be produced in the workshop - so that at the @ construction site only the incoming and outgoing pipes need to be welded: through the for all separators common vapor space also dispense with the otherwise necessary equalizing lines, and the interior of the collector can, for example in addition to the centrifugal force excretion can be used for reducing the steam.

Die Wirksamkeit der Wasserabscheidung wird durch ,entsprechende Zuführung des Dampf-Wasser-Gemisches in die Abscheiden und durch Einbares eines .Einsatzrohres, welches zwischen sieh und dem Abscheidermantsl Beinen schmalen Ringraum frei läßt; in vorteilhafter Weise gefordert. Bei Abscheidern., in welche das Dampf-Wasser-Gemisch waagerecht in dien Abscheiden eingeführt wird, breitet sich nämlich der Flüssigkeitsstrahl bei seiner Ablenkung an der Zylinderwand'.stark aus, und es entsteht eine nach oben gerichtete Strömungskomponente, .die das nach oben gedrückte Wasser am Abströmen nach unten hindert. Die-Folge ist ein oberhalb der Einströmöffnung langsam kreisender Wasserwulst, der den freien Qüerschxütt desaxial nach oben abströmenden Dampfes einschnürt, so daß die Gefahr besteht, daß bereits ausgeschiedenes Wasser von dem abströmenden Dampf wieder mitgerissen wird.. Die schräg von oben erfolgende Zuführung .dies Dampf-Wasser-Gemisches verkleix1ext ,diene ,h oben gerichtete Strömumgskomlponente, und es hat sich gezeigt, daß diese bei Schrägstellung der Zuführüngsrolwe nur ,etwa q.5° gegenüber der Waagerechten ganz verschwindet. Bei hoher Belastung gegebenenfalls nach oben abgedrängtes Wasser gelangt ,durch überlaufen über den oberen Rand des Einsatzrohres in den Ringraum zwischen Einsatzrohr und Absoheidermantel und kann in diesem ungehindert nach. unten. abströmen. -Die Wirkung der Schrägstellung der Zuführungsrohre wird unterstützt durch schräges Abschneiden der Rohre in. .einer waagerechten Ebene, die etwa i o bis 15 mm unterhalb der Oberkante denn Einsatzrohre liegt.-' In dien Abb. i bis q. ist der Gegenstand der ErfinCiftMg zeichnerisch dargestellt.The effectiveness of the water separation is increased by appropriate feeding of the steam-water mixture in the separator and by inserting an insert pipe, which leaves a narrow annular space free between the legs and the separator legs; required in an advantageous manner. In separators, in which the steam-water mixture is introduced horizontally into the deposit, namely the liquid jet spreads when it is deflected at the cylinder wall '., and there is an upward movement directed flow component, .the upwardly pushed water flowing away hinders downward. The result is a slowly circling above the inflow opening Bulge of water that supports the free bulk of the vapor flowing axially upwards constricts, so that there is a risk that water that has already excreted from the outflowing steam is entrained again .. The inclined supply from above .this steam-water mixture is used, h upstream flow components, and it has been shown that this is only about q.5 ° to the horizontal disappears completely. In the case of high loads, if necessary upwardly displaced water gets through overflowing over the upper edge of the Insert tube into the annular space between insert tube and Absoheidermantel and can in this unhindered after. below. flow away. -The effect of the inclination of the Feed pipes are supported by cutting the pipes at an angle in ... one horizontal level, which is about 10 to 15 mm below the upper edge for insert tubes lies .-- 'In dien Figs. i to q. the subject of the ErfinCiftMg is shown graphically.

Abb. i ist ein Längsschnitt, Abb. 2 ein Querschnitt durch die AbscheidergrupPe, Abt. 3 ein Längsschnitt, Abb. q. ein Querschnitt durch einen einzelnen Abscheider in: größerem Maßstab. An einem waagerechten. Sammler i sind an seiner Unterseite die Abscheiderrolfe 2 so angeordnet, daß ihre Achsen mit der Längsachse des Sammlers i in einer gemeinsamen lotrechten Ebene liegen. In die Abscbexder 2 sind zylindrische Einsatzstücke 3 einsgesetzt, die mit ihren oberen Enden in . den Sammler i hineinragen. Unten gehen die zylindrischen Stücke 3 in kegelige Teile ¢ über, deren Mündungen unterhalb der seitlichen Abflußöffnungen: i o liegen. Die kegeligen Teile q. sind durch Stutzen i i auf den flachen Böden 5 abgestützt, mit welchen die Abscheider 2 nach unten abgeschlossen sind. Das ausgeschiedene Wasser fließt durch die Rohre io ab, während die Rohre 6 im Boden 5 eine Entleerung der Abscheidex i ermöglichen. -Das Dampf-Wasser-Gemisch -wird durch die Rohre 7 zugeführt, welche die Wand des Sammlers i durchdringen und tangential und schräg von oben frei in Idas Rohr 3 Der Ne?:gungsiwinkel der Rohrachsen -gegen die Waagerechte beträgt etwa q.5°, und die Austrittsenden des Rohres 7 sind in einer waagerechtepn 'Ebene abgeschnitten, die etwas unterhalb der Oberkante der Einsatzstücke 3 Regt. Durch 'die Schräglage der Rebre 7 und das Abschrägen ihrer Austrittsenden wird uexmieden; daß'cin Teil des zugeführten. Wassers nach oben. abgedrängt wird. Wenn bei besonders hoher Belastung Wasser in dein Rohren 3 nach oben steigt, gelangt es durch Überlaufen über die Kante 12 in den Ringraum zwischen dem Rohr 3 und dem Mantel 2 und kann hier ungehindext in den Wasserraum 13 gelangen, der die Mündung des kegeligen Teiles q. vc Tschließt.Fig. I is a longitudinal section, Fig. 2 is a cross section through the separator group, Section 3 a longitudinal section, Fig. Q. a cross section through a single separator in: larger scale. On a horizontal. Collectors i are at its bottom the Abscheiderrolfe 2 arranged so that their axes with the longitudinal axis of the collector i lie in a common vertical plane. In the Abscbexder 2 are cylindrical Insert pieces 3 inserted, which with their upper ends in. the collector i protrude. At the bottom, the cylindrical pieces 3 merge into conical parts ¢ whose mouths below the side drainage openings: i o lie. The conical parts q. are supported by nozzles i i on the flat bottoms 5, with which the separator 2 are completed down. The excreted water flows through the pipes io from, while the tubes 6 in the bottom 5 allow the separator x i to be emptied. -The steam-water mixture -is fed through the pipes 7, which the wall of the Collector i penetrate and tangentially and obliquely from above freely in Ida's tube 3 of the Angle of inclination of the pipe axes -to the horizontal is about q.5 °, and the Exit ends of the tube 7 are cut off in a horizontal plane slightly below the upper edge of the inserts 3 Regt. Due to the inclined position of the Rebre 7 and the beveling of its exit ends are avoided; that'c part of the supplied. Water to the top. is pushed away. If at particularly high loads If water rises up in your pipes 3, it gets over the edge by overflowing 12 in the annular space between the tube 3 and the jacket 2 and can be unhindered here get into the water space 13, which is the mouth of the conical part q. vc T closes.

Um eine awsreichen-die Abscheidewirkungsicherzustellen, ist es zweckmäßig, dien Querschnitt der 'Rohrre 7 - so zu bemessen, daB die in ihnen herrschende Gemischgeschwindigkeit bei maximaler Dampfleistung des Kessels 20 m/sec beträgt. Die Rohre 8 müssen daher an ihrem Anschluß an die Rohre 7 entsprechend eingezogen sein. Die Ab- -scheidewirkung leidet nicht, wenn an einen Abscheidrer 2 zwei Rohre 7 mit gleichem Drall angeschlossen sind.In order to ensure that the separation effect is sufficient, it is advisable to The cross-section of the pipe section 7 - to be dimensioned so that the mixture velocity prevailing in them at maximum steam output of the boiler is 20 m / sec. The tubes 8 must therefore be drawn in at their connection to the pipes 7 accordingly. The separation effect does not suffer if two pipes 7 with the same swirl are connected to a separator 2 are.

Die Anschlüsse der dampfabführenden Rohre 9 Regem. an der Oberseite des' Sammlers i .über seine Länge gleichmäßig verteilt am vorteilhaftesten ebenfalls in der latrechteln Mittelebene, damit der aus den Rohuren 3 nach oben austretende Dampf den Sammler i quer durchströmt. Vom Dampf gelegentlich ausgetragene Wassertröpfchen können dann durch Sches erkraftabscheidung im :Sammler i noch ausgeschieden werden, wenn dessen Querschnitt so bemessen ist, da,ß die Dampfgeschwindigkeit bei maximaler Dampfleistung des Kessels in der waagerechten Mittelebene des Sammlers nicht größer ist als o, 5 m/sec.The connections of the steam exhaust pipes 9 Regem. at the top of the collector i. evenly distributed over its length is also most advantageous in the latrechteln central plane, so that the one emerging from the Rohuren 3 upwards Steam flows through the collector i transversely. Water droplets occasionally carried off by steam can then still be eliminated by shear force separation in: collector i, if its cross-section is dimensioned so that, ß the steam velocity at maximum Steam output of the boiler in the horizontal center plane of the collector is not greater is as 0.5 m / sec.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal separator group for a once-through damper generator, in which the pipe strings connected in parallel lead individually into separate separators, characterized in that vertical pipe sections closed at the bottom are welded to the underside of a horizontal collector, in which the separators are arranged as insert pipes with an annular clearance in such a way that that their upper ends protrude a short distance into the collector.

2. Centrifugal separator group according to claim i, characterized in that for the derivation of the excreted Water to the lower part of each vertical pipe laterally a drain line connected.

3. centrifugal separator group according to claims i and 2, characterized characterized in that the pipes supplying the steam-water mixture in such a way the collector wall are passed through that they are tangential and obliquely free from above in, the insert tubes protrude.

4. Centrifugal separator group according to the claims i to 3, JaduTch characterized that the pipes supplying the steam-water mixture cut in a horizontal plane. are about i o_ to 15 cm below the upper edge of the insert pipe lies.

5. Fliebkraftabscheidergrupp, e according to the claims i to 4, characterized in that each pipe with a pipe connection. for drainage is provided. '

6. centrifugal separator group according to claims i to 5, characterized , characterized in that the steam-Wasiser-Gemis, ch supplying pipes are dimensioned in this way are that the mixture speed prevailing in them at maximum steam output : of the kesisel is not less than 20 m / sec.

7. centrifugal separator group according to claims i to 6, characterized in that the vapor-removing pipes are arranged in the center plane of the collector on its upper side, evenly divided into four over the length, and the cross-section of the collector is dimensioned such that the steam speed in the horizontal one. The central plane of the collector at the maximum steam line of the boiler is no more than 0.5 m @ siec. Cited publications: German Patent Specifications No. 291 980, q.35 670; French Patent No. 827 222; British Patent No. 66a 447; U.S. Patent No. 2,587,761.