DE966865C - Abscheidevorrichtung zum Trennen von Wasser und Dampf in Wasserrohrkesseln - Google Patents

Description

• Abscheidevorrichtung zum Trennen von Wasser und Dampf in Wasserrohrkesseln Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung für Dampferzeuger zur Trennung von Wasser und Dampf aus dem die Siederohre durchströmenden Wasser-Dampf-Gemisch mittels in die Rohre eingesetzter Drallkörper unter gleichzeitiger Drosse.-lung des Wasserumlaufes und hat eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung derartiger Abscheidevorrichtungen zum Gegenstand, durch welche eine fast vollständige Entrnischung des aus den Steig' rohren in dieKesseltromraeleinströmendenWasser-Dampf-Gemisches erzielt wird, so daß die Gefahr der Turbinenversalzung infolge -starker Anreicherung des Hochdruckdampfes, mit Salz durch Mitreißen von Kesselwasser in die Überhitzerleitu#ng vollständig vermieden wird. Die bisher zur Trennung des Dampfes vom Wasser bekanntgewordenen Abscheidevorrichtungen, bei denen durch eingebaute Prall- und Lenkbleche eine Schwerkraftabscheidung des Wassers unter Ausnutzung der Eigengeschwindigkeit des Dampf-Wasser-Gemisch-es erreicht werden solll hatten jedoch den Nachteil, daß die abgeschiedenen Wassertröpfchen teilweise wieder vom nachströmen#den Sattdampf mitgerissen w#urden.
• Auch mit im Dampfraum der Kesseltrommel eingebauten Sieb- und Lochbfechen konnte ein befriedigendes Abscheiden der mitgerissenen Wassertröpfchen nicht erzielt werden.
• Weiterhin. ist es bekannt, zur Wasserabscheidung in den Dampf raum der Trommel Zyklon#Fliehkraft- Wasserabscheider einzubauen, wobei der nasse Dampf von unten in die Zyklone eingeführt und in Drehung versetzt wird. Hierbei entsteht unter dem Einfluß der Fliehkraft ein Wasserring, in dessen Kern der Dampf nach oben abzieht, Wähl rend das Wasser nach unten in den Wasserraum abgeleitet wird.
• Abscheider dieser Art haben den Nachteil, daß die im Dampfraum der Trommel eingebauten Zy- klone während des Abscheidtingsvorganges zwangläufig einen unerwünschten Strömungswiderstand hervorrufen. Um diesen Strömungswiderstand zu überwinden,* ist eine -entsprechende Druckdifferenz vor und hinter den Zyklonen, erforderlich. Der Trommeldruck muß deshalb um diese Druckdifferenz erhöht werden, wenn diese Zyklone im Dampfraum verwendet werden. Außerdem wird durch den Einbau dieser Zyklone der freie Dampfraum der Trommel wesentlich verengt.
• Es ist auch schon bekannt, für jedes Steigrchr einen besonderen Fliehkraftabscheider inder Obertrommel vorzusehen und die Steigrohre an die Eintrittsstutzen der Abscheider unmittelbar anzuschließen. Bei dieser Ausführung tritt in den aas zylindrischen Kammern größeren Durchmessers ausgebildeten Fliehkraftabscheidern _gleichfalls ein erheblicher Druckverlust auf. Abgesehen hiervon wird die Trommel im Innern durchdie große Zahl der eingebauten Abscheider stark verbaut und außerdem sehr teuer. Auch ist bei Teillast infolge verringerter Strömungsgeschwindigkeit die Fliehkraftwirkung so gering, daß eine einwandfreie Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches nicht mehr möglich, ist.
• Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Mündungsenden der Siederohre trichterförmig au#, zubilden und in die Mündungsen-den Ringe, Siebe oder draflerzeugende Bleche einzubauen, um durch die Querschnittserweiterung einerseits die Strömungsgeschwindigkeit des Dampf-Wasser-Gemisch#es beim Austreten aus den Siederohren zu verlangsamen und zum anderen durch den Einbau vpn Drosselkörpern zu verhindern, daß das Dampf-Wasser-Gemisch in der Mittelachse der Mündungstrichter infolge Ablösung von der Röhrwandung mit hoher Geschwindigkeit in den Wasserraum der Dampftrommel einströmt. Durch die geringere Strömungsgeschwindigkeit des austreten-den Dampf-Wasser-Gemisches soll die Verwirbel-ung des Trommelwassers verringert werden, während beim Eintritt der Siederohre in den Dampfraum der Obertrommel durch die Geschwindigkeitsverringerung ein Sprudeln des auf die Wasseroberfläche auftreffenden Strahles vermieden werden soll.
• Diese Diffusoranordnung hat aber ebenfalls den Nachteil, daß eine vollständige Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches in der Obertrommel schon aus dem Grunde nicht möglich ist, da keinerlei Mittel zur Trennung von Wasser und Dampf vorgesehen sind.
• Alle diese Schwierigkeiten und Nachteile werden mit,der Erfindung -dadurch beseitigt, daß im Dampfraum der Trommel ein Trennblech eingebaut ist, das von den Einsatzrohren, -die in den konisch erweiterten Endteil der Siederohre eingesteckt sind, durchquert wird derart, daß das durch den Drallkörper in kreisende Bewegung versetzte Wasser in den Dampfraum vor und der vom Wasser befreite Dampf durch das Einsatzrohr hindurch in den Dampfraum hinter dem Trennblech abgeleitet wird.
• Diese Ausführun.g gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß nicht nur eine sehr vollständige Entm-ischung des Dampf-Wasser-GemÜches gewährleistet wird, sondern auch eine vollständig getrennte Abfuhr von Dampf und Wasser in der Obertrommel sichergestellt ist.
• Um gegebenenfalls noch mitgerissene Wassertröpfchen restlos abzuscheiden, kann der aus den Wasserabscheidern in den Dampfraum einströmende Dampf durch mehrere vorgeschaltete Siebbleche geführt werden, bevor er in die Überhitzerleitun,-gen strÖrnt.
• Die Erfindung hat somit den Vorteil, daß in einfacher Weise die vollständige Trennung von-Dampf und Wasser aus dem Dampf-Wasser-Gemisch ohne Erhöhung des Trommeldruckes erreicht wird.
• Außerdem werden störende Einbauten im freien Dampfraum weitgehendst vermieden.
• Ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfindung besteht aber auch noch darin, -daß gleichzeitig der Wasserumlauf im Verdampferteil bei Kesseln mit natürlichen Umlauf durch die Fliehkrafta-bscheidung gedrosselt wird. Dieshat zur Folge, daß das Mitreißen von Kesselwa#ser bei zu starkem Wasserumlauf nicht mehr begünstigt wird, so daß es auch nicht mehr erforderlich ist, den. Wasserumlauf durch Einbau von Drosselstopfen in die Steigrohre zu verringern.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Querschnitt durch eine Kesseltrommel mit eingebauten Wasserabscheidern und Abb. 2 einen Längsschnitt durch einen Wasserabscheid.er gemäß der Erfindung in etwas vergrößertem Maßstabe.
• Wie die Zeichnung erkennen läßt, münden, in die Kes,s-eltrominel i seitlich die Siederohre 2, welche das Dampf -Wasser- Gemisch der Trommel i zuführen.
• An der Stelle, an der die Siederohre in die Kesseltrommel einmünden, sindWasserabscheider3 in die Siederohre eingesetzt. Sie bestehen. aus einem oder mehreren konzentrisch angeordneten Drallstücken, die in das sich in Strörnungsrichtung erweiternde Mantelrohr 4 eingesetzt sind.
• Am entgegengesetzten Ende des Mantelrohres 4 ist ein Eineatzrohr 5 eingebaut, das durch Befestigungsbleche 6 in Stellung gehalten wird.
• Die Einsatzrohre 5 sind in der in die Kesseltrommel i eingebauten, Trennwand 7 befestigt. Das einströmende Dampf-Wasser-Gemisch wird durch die Drallstücke in kreisende Bewegung versetzt, wodurch infolge der Fliehkraft die Wasserteilchen, an die Wandung des - Mantelrohres 4 geschleudert werden. Das nachströmende Dampf-Wasser-Gemisch sorgt dafür, daß die abgeschiedenen Wasserteilchen bis zum Ende des Mantelrohres 4 weiterströmen und in den von der Dampfführung getrennten Trommelraum fließen, der durch die Trennwand 7 gebildet wird.
• Der vom Wasser geschiedene Dampf strömt durch die Einsatzrohre 5 in den Dampfraum 9 der Trommel.
• Zur restlosen Abscheidung der Wassertröpfchen kann der Dampf noch durch zusätzlich eingebaute Siebblecheg und i& geführt werden, bevor er in die Überhitzerleitungen i i einstrÖmt.

Claims (2)

1. PATENTA NSPRÜCHE: i. Abscheidevorrichtung für Darnpferzeuger zur Trennung von Wasser und Dampf aus dem die Siederohre durchströmenden Dampf-Wasser-Gemisch mittels in die Rohre eingesetzte Drallkörper unter gleichzeitiger Drosselung des Wasserunilaufes, dadurch gekennzeichnet, daß im Dampfraum (8) der Trommel (i) ein Trennblech (7) eingebaut ist, das von den Einsatzrohren (5), die in den konisch erweiterten Endteil (4) der Siederohre (2) eingesteckt sind, durchquert wird derart, daß das durch den Drallkörper (3) in kreisende Bewegung versetzte Wasser in den Dampfraum (8) vor und der vom Wasser befreite Dampf durch das Einsatzrohr (5) hindurch in den Dampfraum hinter dem Trennblech (7) abgeleitet wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dampfraum (8) zusätzlich in an sich bekannter Weise Siebbleche (9, io) eingebaut sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet' daß die Drallstücke an dem in das Siederohr eingeführten Ende der Mantelrohre (4) angeordnet sind, während der aus dem Siederohr herausragende Teil des Mantelrohres sich konisch erweitert und an seinem freien Ende ein mittels Stegen (6) zentrisch eingebautes Einsatzrohr (5) aufweist. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzrohre (5) durch die Trennwand (7) hindurch in den Dampfraum (8) einmünden. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (7) konzentrisch zu der Kesseltrommelwandung in einem gewissen Abstand von dieser derart angeordnet ist, daß das aus den Siederohren (2) ausgeschiedene Wasser in den zwischen Trommelwandung und Trennwand gebildeten, mit dem Trommelwasser in freier Verbindung stehenden Raum aus den Mantelrohren (4) eintreten kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 732 549; USA.-Patentschriften Nr. 2 594 490, 2 562 484; Zeitschrift »Energie«, Nr. 4, vom 15. 4. 1954, Bild ii und 12; Zeitschrift »Energie«, Nr. 5, vom 15.5. 1954, Bild ig; Zeitschrift »Mitteilungen der Vereinigung der Großkesselbesitzer«, Heft 24 vom Juni 1953, Abb. 3 1, Seite 46o.