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Publication number: DEV0008136MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 29. November 1954 Bekanntgemacht am 31. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

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 Drosselung des Wasserumlaufes und hat eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung derartiger Abscheidevorrichtungen zum Gegenstand, durch welche eine fast vollständige Entmischung des aus, den Steigrohren in die Kesseltrommel einströmenden Wasser-Dampf-Gemisches erzielt wird, so daß die Gefahr der Turbinenversalzung infolge starker Anreicherung des Hochdruckdampfes mit Salz durch;. Mitreißen von Kesselwasser in die Überhitzerleitung 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-Gemisches erreicht werden soll, hatten jedoch den Nachteil, daß die abgeschiedenen Wassertröpfchen teilweise wieder vom nachströmenden Sattdampf mitgerissen wurden,

Auch mit im Dampfraum der Kesseltrommel eingebauten Sieb- und Lochblechen konnte ein befriedigendes Abscheiden der mitgerissenen Wassertröpfchen nicht erzielt werden.

Weiterhin ist es bekannt, zur Wasserabscheidung in den Dampf raum der Trommel ZyklonrFliehkraft-

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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 '5 dessen Kern der Dampf nach oben abzieht, während das Wasser nach unten in den Wasserraum abgeleitet wird.

Abscheider dieser Art haben den Nachteil, daß die im Dampfraum der Trommel eingebauten Zyklone während des Abscheidungsvorganges zwangläufig einen unerwünschten Strömungswiderstand hervorrufen. Um diesen Strömungswiderstand zu überwinden, ist eine entsprechende Druckdifferenz vor und hinter den Zyklonen erforderlich. Der Trommeldruck muß; deshalb ,dm 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 Steigrohr einen besonderen Fliehkraftabscheider in der Obertrommel vorzusehen und die Steigrohre an die Eintrittsstutzen der Abscheider unmittelbar anzuschließen. Bei dieser Ausführung tritt in den alls zylindrischen Kammern größeren Durchmessers ausgebildeten Fliehkraftabscheidern gleichfalls ein erheblicher Druckverlust auf. Abgesehen hiervon wird die Trommel im Innern durch die 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 auszubilden und in die Mündungsenden Ringe, Siebe oder drallerzeugende Bleche einzubauen, um durch die Querschnittserweiterung einerseits die Strömungsgeschwindigkeit des Dampf-Wasser-Gemisches beim Austreten aus den Siederohren zu verlangsamen und zum anderen durch den. Einbau von Drosselkörpern zu verhindern, daß das Dampf-Wasser-Gemisch in der Mittelachse der Mündungstrichter infolge Ablösung von der Rohrwandung mit hoher Geschwindigkeit in den Wasserraum der Dampftrommel einströmt. Durch die geringere Strömungsgeschwindigkeit des austretenden Darnpf-Wasser-Gemisehes soll die Verwirbelung des Trommelwassers verringert werden, während beim Eintritt der Siederöhre 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 W^asser ^un'd 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 Ausführung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß nicht nur eine sehr vollständige Entmischung des Dampf-Wasser-Gemisches gewährleistet wird, sondern auch eine vollständig ge-. trennte Abfuhr von Dampf und Wasser in der Obertrommel sichergestellt ist.

Um gegebenenfalls noch mitgerissene Wassertröpfchen restlos abzuscheiden, kann der aus den Wasserabscheidern in den Dampf raum einströmende Dampf durch mehrere vorgeschaltete Siebbleche geführt werden, bevor er in die Überhitzerleitungen strömt.."

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 Fliehkraftabscheidung gedrosselt wird. Dies ihat zur Folge, daß das Mitreißen von Kesselwasser 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. ι einen, senkrechten Querschnitt durch eine Kesseltrommel mit eingebauten Wasserabscheidern und

Abb. 2 einen Längsschnitt durch einen Wasserabscheider gemäß der Erfindung in etwas vergrößertem Maßstabe.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, münden in die Kesseltrommel 1 seitlich die Siederohre 2, welche das Dampf-Wasser-Gemisch der Trommel 1 zuführen.

An der Stelle, an der die Siederohre in die Kesseltrommel einmünden, sind Wasserabscheider 3 in die Siederohre eingesetzt. Sie bestehen aus einem oder mehreren konzentrisch angeordneten Drallstücken, die in das sich in Strömungsrichtung erweiternde Mantelrohr 4 eingesetzt sind.

Am entgegengesetzten Ende des Mantelrohres 4 ist ein Einsatzrohr 5. eingebaut, das durch Befestigungsbleche 6 in Stellung gehalten wird. .

.. Die Einsatzrohre 5 sind in der in die Kesseltrommel ι 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 Maritelrohres 4 geschleudert

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werden. Das nachströmende Dampf-Wasser-Gemisch sorgt dafür, daß die abgeschiedenen Wasserteildhen 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 8 der Trommel.

Zur restlosen Abscheidung der Wassertröpfchen kann der Dampf noch durch zusätzlich eingebaute Siebbleche 9 und 10 geführt werden, bevor er in die Überhitzerleitungen 11 einströmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:'

i. Abscheidevorrichtung für Dampferzeuger zur Trennung von Wasser und Dampf aus dem •die Siederohre durchströmenden Dampf-Wasser-Gemisch mittels in die Rohre eingesetzte Drallkörper unter gleichzeitiger Drosselung des Wasserumlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß im Dampf raum (8) der Trommel (1) 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. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dampfraum (8) zusätzlich in an sich bekannter Weise Siebbleche (9, 10) 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 heraus ragende 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.

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5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (7) konzentrisch zu der Kesseltromnielwandung 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;

Zeitschrift »Energie«, Nr. 4, vom 15.4. 1954, Bild 11 und 12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen