WO2000011401A1 - Abscheider für eine wasser-dampf-trenneinrichtung - Google Patents

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WO2000011401A1
WO2000011401A1 PCT/DE1999/002434 DE9902434W WO0011401A1 WO 2000011401 A1 WO2000011401 A1 WO 2000011401A1 DE 9902434 W DE9902434 W DE 9902434W WO 0011401 A1 WO0011401 A1 WO 0011401A1
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steam
outlet pipe
inner diameter
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Holger Schmidt
Eberhard Wittchow
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/26—Steam-separating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/26—Steam-separating arrangements
    • F22B37/32—Steam-separating arrangements using centrifugal force

Definitions

  • the invention relates to a separator for separating water and steam, with a steam-soaked outlet pipe and with a water-side outlet pipe and with a separating space between a number of inlet pipes and a swirl breaker upstream of the water-side outlet pipe. It also relates to a water-steam separation device, in particular for a once-through steam generator, with at least one such separator which is connected to a water collection vessel.
  • a centrifugal water separator is known from DAS 1 081 474, in which the ratio of diameter to height should be approximately 1: 6 and more. Furthermore, from the article by Jürgen Vollrath: Steam separation in boiling water and boiling superheater reactors, from Technical Monitoring 9 (1968), No. 2, pages 46 to 50, a ratio of the diameter of 52% of a steam-soapy outlet pipe of a separator to the inside diameter is known to choose the separator. Furthermore, from JP 1-31 23 04 A a water-steam separating device is known in which a water collection vessel connected to the separator on the water side is arranged at a vertical height which is determined by the vertical height of the separator.
  • a separator known from DE 42 42 144 AI is usually used in the evaporation system of a steam generator, in particular a once-through steam generator.
  • a once-through steam generator Depending on the steam generator output, several separators arranged in parallel are often connected to a common water collection vessel within a water-steam separation device.
  • the or each separator serves for the separation of water and steam, whereby the water is returned to the evaporator circuit and the steam is led into a superheater as free of water drops as possible.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a separator for a water-steam separating device which is particularly heat-elastic while at the same time having a low pressure loss and high degree of separation and as small a wall thickness as possible. Furthermore, a suitable method for operating a water-steam separating device having a number of such separators for a continuous steam generator is to be specified.
  • the object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
  • the length of its separating space is at least 5 times its inner diameter.
  • the length of the separator chamber is defined by the distance between the inlet plane determined by the separator's inlet pipes and the upper edge of the swirl breaker underneath.
  • the ratio of the total flow cross-section of the inlet pipes to the square of the inner diameter of the separation space is between 0.2 and 0.3.
  • the invention is based on the knowledge that, surprisingly, in a separator, in particular in a cyclone separator, with a swirl breaker, the pressure loss in the separating space is comparatively high, while pressure losses caused by the steam-side outlet pipe are rather low. While this behavior is not reproduced in the literature, a cyclone separator without a swirl breaker, on the other hand, could be arithmetically confirmed that the essential pressure losses occur there when entering the steam-side outlet pipe and in the outlet pipe itself, while the pressure losses in the separation room are only low.
  • the invention is based on the consideration that the pressure loss components in various sections of the separator can be coordinated with one another in such a way that their sum reaches a minimum with a high medium throughput and effective separation effect through a targeted constructive design of the separator.
  • the pressure loss is made up of an inlet pressure loss component and a friction pressure loss component in the downward and upward flow of the water-steam mixture entering the separator as well as the deflection pressure loss component from the downward to the upward flow and the inlet pressure loss component in the steam-side outlet pipe .
  • a particularly low pressure loss with a good separation effect is achieved even with a high mass flow density of the medium entering it of M> 800kg / m 2 s.
  • the mass flow density is defined as the throughput in [kg / s] divided by the cross-sectional area in [m 2 ] determined by the inside diameter in [m] of the separator and thus its separating space.
  • the lowest possible pressure loss with the highest possible degree of separation is achieved in that the total cross-sectional area F [m 2 ] determined by the sum of the cross-sectional areas or flow cross sections of the inlet pipes with the inside diameter DI [m] of the separator or its separating space according to relationship
  • the inside diameter DA [m] of the steam-soaked outlet pipe is preferably 40% to 60% of the inside diameter of the separator.
  • the stated object is achieved according to the invention by the features of claim 5. According to this, particularly advantageous results are achieved in a once-through steam generator with at least one separator if the throughput through the separator at full load of the once-through steam generator is set to more than 630 times the square of the inner diameter of the separating space.
  • FIG la a separator with swirl breaker in longitudinal section
  • FIG lb the separator according to FIG 1 in cross section
  • FIG. 2 shows a water-steam separating device with a separator according to FIG. 1 with a water collection vessel connected on the water side.
  • FIG 1 shows a separator or cyclone separator 1 in longitudinal section (FIG la), the cross section of which is shown in FIG lb.
  • the separator 1 has an upper steam-soaked outlet pipe 2 and a lower water-side outlet pipe 3.
  • the inlet pipes 5 are on the one hand inclined at an angle ⁇ to the horizontal or horizontal H and on the other hand arranged tangentially.
  • support claws 7 are attached to the wall 8 of the separator 1, which hold the separator 1 in its installation position.
  • a swirl breaker 9 is provided in the bottom region 6 of the separator 1 for breaking the swirl in the water W flowing out via the outlet pipe 3. This prevents steam D from being entrained into the outlet pipe 3 and prevents water W which has already been separated from being conveyed back into the separator 1, ie backflow into the separating space 10 thereof.
  • the length A of the separating space 10 of the separator 1 defined between the entry plane E and the upper edge B of the swirl breaker 7 is at least 5 times the inner diameter DI of the separator 1
  • the ratio K between the total cross section F of the inlet pipes 5 and the square of the inner diameter DI of the separator 1 and thus of the separating space 10 is between 0.2 and 0.3, preferably between 0.21 and 0.26.
  • the steam-side outlet pipe 2 expediently has an inner diameter DA that is between 40% and 60% of the inner diameter DI of the separating space 10.
  • DA inner diameter
  • FIG. 2 shows a water-steam separation device 11 of a once-through steam generator, of which only its evaporator 12 and its superheater 13 are shown schematically.
  • the water-steam separating device 11 comprises one or more separators 1 according to FIG. 1.
  • the or each separator 1 is connected on the water side to a water collecting vessel 15 via a connecting line 14 connected to its outlet pipe 3.
  • the introduction of the connecting line 14 from the separator 1 into the water collection vessel 15 is advantageously below its water level WS, so that a calm water surface is ensured.
  • the or each separator 1 and the water collecting vessel 15 are preferably arranged with respect to one another in such a way that their upper end or upper edge OK reaches a maximum of half the length L of the separator 1.
  • the length L is measured between the upper end OE and the lower end UE of the separator 1.
  • Half the length (1/2 L) is related to its lower end UE and is therefore measured from there.
  • the water-steam mixture WD generated in its evaporator 12 flows through the inlet pipes 5 into the separator 1 and is swirled there due to the at least approximately tangential inflow.
  • water W and steam D are separated from one another.
  • the separated steam D flows via the steam-side outlet pipe 2 and a steam line 16 connected to it into the superheater 13 of the continuous steam generator 13, while the separated water W flows through the swirl breaker 9 and the connecting line 14 into the water collecting vessel 15.
  • the throughput M [kg / s] through the separator 1, based on the full load operation of the once-through steam generator, is set in relation to the inside diameter DI of the separating space 10 in accordance with the relationship M> 630 • DI 2 .
  • a separator 1 constructed in this way and its arrangement within the water-steam separating device 11 of the once-through steam generator steam or live steam pressures of 250 to 300 bar can be realized with at the same time low pressure loss and high medium throughput as well as particularly effective separation. Overall, a particularly high efficiency is achieved in a steam power plant operated with such a separating device 11.

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Abstract

Um mit einem Abscheider (1) zur Trennung von Wasser (W) und Dampf (D), der ein dampfseitiges Austrittsrohr (2) und ein wasserseitiges Austrittsrohr (3) sowie einen Abscheideraum (10) zwischen einer Anzahl von Eintrittsrohren (5) und einem dem wasserseitigen Austrittsrohr (3) vorgelagerten Drallbrecher (7) aufweist, einen möglichst geringen Druckverlust bei gleichzeitig hohem Mediumdurchsatz und effektiver Abscheidewirkung zu erzielen, beträgt die Länge (A) des Abscheideraums (10) mindestens das 5-fache dessen Innendurchmessers (DI) und das Verhältnis (K) des Gesamtströmungsquerschnitts (F[m2]) der Eintrittsrohre (5) zum Quadrat des Innendurchmessers (DI[m]) des Abscheideraums (10) liegt zwischen 0,2 und 0,3. Innerhalb einer Wasser-Dampf-Trenneinrichtung (11) ist der Abscheider (1) mit einem Wassersammelgefäß (15) derart verbunden, daß dessen Oberende (OK) unterhalb der halben Länge (L) des Abscheiders (1) - gerechnet von dessen wasserseitigem Unterende (UE) - liegt.

Description

Beschreibung
Abscheider für eine Wasser-Dampf-Trenneinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abscheider zur Trennung von Wasser und Dampf, mit einem dampfseifigen Austrittsrohr und mit einem wasserseitigen Austrittsrohr sowie mit einem Abscheideraum zwischen einer Anzahl von Eintrittsrohren und einem dem wasserseitigen Austrittsrohr vorgelagerten Drall- brecher. Sie bezieht sich weiter auf eine Wasser-Dampf- Trenneinrichtung, insbesondere für einen Durchlaufdampferzeu- ger, mit mindestens einem derartigen Abscheider, der mit einem Wassersammeigefäß verbunden ist.
Aus DAS 1 081 474 ist ein Fliehkraft-Wasserabscheider bekannt, bei dem das Verhältnis Durchmesser zu Höhe etwa 1:6 und mehr betragen soll. Weiterhin ist aus dem Artikel von Jürgen Vollrath: Dampfabscheidung bei Siedewasser- und Siedeüberhitzerreaktoren, aus Technische Überwachung 9 (1968), Nr. 2, Seiten 46 bis 50, bekannt, ein Verhältnis des Durchmessers von 52% eines dampfseifigen Austrittsrohrs eines Abscheiders zu dem Innendurchmesser des Abscheiders zu wählen. Weiterhin ist aus JP 1-31 23 04 A eine Wasser-Dampf-Trenneinrichtung bekannt, bei der ein wasserseitig mit dem Abscheider verbun- denes Wassersammeigefäß in einer vertikalen Höhe angeordnet wird, die sich durch die vertikale Höhe des Abscheiders bestimmt .
Ein aus der DE 42 42 144 AI bekannter Abscheider wird übli- cherweise im Verdampfungssystem eines Dampferzeugers, insbesondere eines Durchlaufdampferzeugers, eingesetzt. Je nach Dampferzeugerleistung sind dabei häufig mehrere parallel angeordnete Abscheider innerhalb einer Wasser-Dampf-Trenneinrichtung mit einem gemeinsamen Wassersammeigefäß verbunden. Insbesondere beim Anfahrbetrieb eines derartigen Durchlaufdampferzeugers fallen im allgemeinen im Verdampfungssystem große Mengen Wasser an. Der oder jeder Abscheider dient dabei zur Trennung von Wasser und Dampf, wobei das Wasser in den Verdampferkreislauf zurückgeführt und der Dampf möglichst frei von Wassertropfen in einen Überhitzer geleitet wird.
Da ein Durchlaufdampferzeuger im Gegensatz zu einem Naturumlaufdampferzeuger keiner Druckbegrenzung unterliegt und somit Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser (Pkrit = 221 bar) möglich sind, können moderne Dampfkraftwerke mit hohen Dampfdrücken von 250 bis 300 bar betrieben werden. Hohe Frischdampfdrücke sind erforderlich, um hohe thermische Wirkungsgrade und damit niedrige Kohlendioxid-Emissionen zu erzielen. Ein besonderes Problem ist dabei die Auslegung der druckführenden Teile, da derart hohe Dampfdrücke zu großen Wanddicken führen, die wiederum die Temperaturtransienten we- sentlich reduzieren können.
In einem Durchlaufdampferzeuger sind davon insbesondere die Abscheider betroffen, da diese bei Laständerungen im Gleitdruckbetrieb, bei dem sich linear mit der Last der Dampfdruck und damit auch die Siedetemperatur in dem oder jedem Abscheider ändert, erheblichen Temperaturänderungen unterworfen sind. Dadurch ist beim Anfahren und bei Laständerungen die zulässige Temperaturänderungsgeschwindigkeit stark begrenzt. Dies wiederum kann zu unerwünscht langen Anfahrzeiten mit entsprechend hohen Anfahrverlusten und zu einer geringen Laständerungsgeschwindigkeit führen, was wiederum die besonders hohe Flexibilität des Durchlaufdampferzeugers zumindest beim Betrieb mit hohen Dampfdrücken einschränkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider für eine Wasser-Dampf-Trenneinrichtung anzugeben, der bei gleichzeitig niedrigem Druckverlust und hohem Abscheidegrad sowie möglichst geringer Wanddicke besonders wärmeelastisch ist. Desweiteren soll ein geeignetes Verfahren zum Betrieb einer eine Anzahl derartiger Abscheider aufweisende Wasser-Dampf-Trenneinrichtung für einen Durchlaufdampferzeuger angegeben werden. Bezüglich des Abscheiders wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1. Dazu beträgt die Länge dessen Abscheideraums mindestens das 5-fache dessen Innendurchmessers. Dabei ist die Länge des Abscheideraums defi- niert durch den Abstand zwischen der durch die Eintrittsrohre des Abscheiders bestimmten Eintrittsebene und der Oberkante des darunterliegenden Drallbrechers. Das Verhältnis des Ge- samtströmungsquerschnitts der Eintrittsrohre zum Quadrat des Innendurchmessers des Abscheideraums liegt dabei zwischen 0,2 und 0,3.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß in überraschender Weise bei einem Abscheider, insbesondere bei einem Zyklonabscheider, mit einem Drallbrecher der Druckverlust im Abscheideraum vergleichsweise hoch ist, während durch das dampfseitige Austrittsrohr verursachte Druckverluste eher niedrig sind. Während dieses Verhalten in der Literatur nicht wiedergegeben ist, konnte dagegen bei einem Zyklonabscheider ohne Drallbrecher rechnerisch bestätigt werden, daß dort die wesentlichen Druckverluste beim Eintritt in das dampfseitige Austrittsrohr und im Austrittsrohr selbst auftreten, während die Druckverluste im Abscheideraum nur niedrig sind.
Ausgehend von dieser Erkenntnis geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß durch eine gezielte konstruktive Ausbildung des Abscheiders die Druckverlustanteile in verschiedenen Abschnitten des Abscheiders derart aufeinander abstimmbar sind, daß deren Summe bei hohem Mediumdurchsatz und effektiver Abscheidewirkung ein Minimum erreicht. Dabei setzt sich der Druckverlust aus einem Eintrittsdruckverlustanteil und aus einem Reibungsdruckverlustanteil bei der Abwärts- und Aufwärtsströmung des in den Abscheider eintretenden Wasser- Dampf-Gemisches sowie aus dem Umlenkdruckverlustanteil von der Abwärts- in die Aufwärtsströmung und aus dem Eintritts- druckverlustanteil in das dampfseitige Austrittsrohr zusammen . Beim Betrieb des Abscheiders wird selbst bei einer hohen Mas- senstromdichte des in diesen eintretenden Mediums von M > 800kg/m2s ein besonders geringer Druckverlust bei gleichzeitig guter Abscheidewirkung erreicht. Die Massenstromdichte ist dabei definiert als der Durchsatz in [kg/s] dividiert durch die durch den Innendurchmesser in [m] des Abscheiders und somit dessen Abscheideraums bestimmte Querschnittsfläche in [m2] .
Weiterhin wird ein möglichst niedriger Druckverlust bei einem gleichzeitig möglichst hohen Abscheidegrad dadurch erzielt, daß die durch die Summe der Querschnittsflächen oder Strömungsquerschnitte der Eintrittsrohre bestimmte Gesamtquerschnittsfläche F [m2] mit dem Innendurchmesser DI [m] des Ab- scheiders bzw. dessen Abscheideraums gemäß der Beziehung
F = K • DI2 eingestellt ist, wobei K = 0,2 bis 0,3, vorzugsweise K = 0,21 bis 0,26 ist. Dabei beträgt der Innendurchmesser DA [m] des dampfseifigen Austrittsrohres vorzugsweise 40% bis 60% des Innendurchmessers des Abscheiders.
Bezüglich der Anordnung einer Anzahl derartiger Abscheider innerhalb einer Wasser-Dampf-Trenneinrichtung, bei der z.B. drei oder vier Abscheider wasserseitig mit dem gemeinsamen Wassersammeigefäß verbunden sind, wird dieser besonders nied- rige Druckverlust bei gleichzeitig hohem Abscheidegrad auch bei einer hohen Massenstromdichte des Mediums von mehr als 800 kg/m2s noch vorteilhaft dadurch unterstützt, daß das Oberende des Wassersammeigefäßes die Hälfte der axialen Ausdehnung des Abscheiders nicht überragt. Bezogen auf das was- serseitige Unterende des Abscheiders sollte dabei das Oberende oder die Oberkante des Wassersammeigefäßes unterhalb der halben Länge des Abscheiders liegen.
Bezüglich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe erfin- dungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 5. Danach werden besonders vorteilhafte Ergebnisse bei einem Durchlaufdampferzeuger mit mindestens einem Abscheider erzielt, wenn der Durchsatz durch den Abscheider bei Vollast des Durchlaufdampferzeugers auf mehr als das 630-fache des Quadrats des Innendurchmessers des Abscheideraums eingestellt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
FIG la einen Abscheider mit Drallbrecher im Längsschnitt,
FIG lb den Abscheider gemäß FIG 1 im Querschnitt, und
FIG 2 eine Wasser-Dampf-Trenneinrichtung mit einem Abscheider gemäß FIG 1 mit wasserseitig angeschlossenem Wassersammeigefäß.
Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 1 zeigt einen Abscheider oder Zyklonabscheider 1 im Längsschnitt (FIG la) , dessen Querschnitt in FIG lb dargestellt ist. Der Abscheider 1 weist ein oberes dampfseifiges Austrittsrohr 2 und ein unteres wasserseitiges Austrittsrohr 3 auf. Unterhalb des dampfseifigen Austrittsrohrs 2 sind in einer in der Nähe dessen Eintrittsöffnung 4 liegender Ein- ström- oder Eintrittsebene E am Umfang des Abscheiders 1 verteilt abgeordnete Eintrittsrohre 5 für ein in Wasser W und Dampf D zu trennendes Wasser-Dampf-Gemisch WD vorgesehen. Dabei sind die Eintrittsrohre 5 einerseits unter einem Winkel α zur Waagerechten oder Horizontalen H geneigt und andererseits tangential verlaufend angeordnet. Unterhalb der Eintrittsebene E der Eintrittsrohre 5 sind Tragpratzen 7 an der Wandung 8 des Abscheiders 1 angebracht, die diesen in seiner Aufstellungsposition halten.
Durch diese Anordnung der Eintrittsrohre 5 wird das in den
Abscheider 1 einströmende Wasser-Dampf-Gemisch WD einerseits nach unten zum Bodenbereich 6 des Abscheiders 1 hin geführt und andererseits dabei mit einem Drall versehen. Die Trennung von Wasser W und Dampf D erfolgt dabei durch Fliehkraft, wobei der Dampf D zentral nach oben und das Wasser nach unten abgeführt wird. Zur Brechung des Dralls im über das Aus- trittsrohr 3 abströmenden Wassers W ist im Bodenbereich 6 des Abscheiders 1 ein Drallbrecher 9 vorgesehen. Dieser verhindert ein Mitreißen von Dampf D in das Austrittsrohr 3 und behindert eine Förderung von bereits abgeschiedenem Wasser W zurück in den Abscheider 1, d.h. einen Rückfluß in dessen Ab- scheideraum 10.
Zur Erzielung einer möglichst geringen Wanddicke d der Wandung 8 des Abscheiders 1 bei gleichzeitig hohem Abscheidegrad beträgt die Länge A des zwischen der Eintrittsebene E und der Oberkante B des Drallbrechers 7 definierten Abscheideraums 10 des Abscheiders 1 mindestens das 5-fache des Innendurchmessers DI des Abscheiders 1. Desweiteren beträgt das Verhältnis K zwischen dem Gesamtquerschnitt F der Eintrittsrohre 5 und dem Quadrat des Innendurchmessers DI des Abscheiders 1 und damit des Abscheideraums 10 zwischen 0,2 und 0,3, vorzugsweise zwischen 0,21 und 0,26. Dabei ist der Gesamtquerschnitt F durch die Summe der einzelnen Strömungsquerschnitte fi bis fn - mit im Ausführungsbeispiel n = 4 - bestimmt. Ferner weist das dampfseitige Austrittsrohr 2 zweck- mäßigerweise einen Innendurchmesser DA auf, der zwischen 40% und 60% des Innendurchmessers DI des Abscheideraums 10 beträgt. Hinsichtlich des Gesamtquerschnitts F [m2] und des Innendurchmessers DI [m] des Abscheiders 1 oder Abscheideraums 10 sowie des Innendurchmessers DA [m] des dampfseifigen Austrittsrohrs 2 gelten somit vorzugsweise folgende Abmessungsrelationen :
F =K • DI2, mit K = 0,21 bis 0,26 DA = (0,5 ± 0,1) - DI, und A > 5 • DI. FIG 2 zeigt eine Wasser-Dampf-Trenneinrichtung 11 eines Durchlaufdampferzeugers, von dem lediglich dessen Verdampfer 12 und dessen Überhitzer 13 schematisch dargestellt sind. Die Wasser-Dampf-Trenneinrichtung 11 umfaßt einen oder meh- rere Abscheider 1 gemäß FIG 1. Der oder jeder Abscheider 1 ist wasserseitig über eine an dessen Austrittrohr 3 angeschlossene Verbindungsleitung 14 mit einem Wassersammelge- fäß 15 verbunden. Die Einführung der Verbindungsleitung 14 vom Abscheider 1 in das Wassersammeigefäß 15 erfolgt dabei zweckmäßigerweise unterhalb dessen Wasserstandes WS, so daß eine ruhige Wasseroberfläche sichergestellt ist.
Innerhalb der Wasser-Dampf-Trenneinrichtung 11 sind dabei vorzugsweise der oder jeder Abscheider 1 und das Wassersam- melgefäß 15 derart zueinander angeordnet, daß dessen Oberende oder Oberkante OK maximal die halbe Länge L des Abscheiders 1 erreicht. Dabei ist die Länge L gemessen zwischen dem Oberende OE und dem Unterende UE des Abscheiders 1. Die halbe Länge (1/2 L) ist auf dessen Unterende UE bezogen und somit von dort aus gemessen.
Beim Betrieb der Wasser-Dampf-Trenneinrichtung 11 des Durchlaufdampferzeugers strömt das in dessen Verdampfer 12 erzeugte Wasser-Dampf-Gemisch WD über die Eintrittsrohre 5 in den Abscheider 1 ein und wird dort aufgrund der zumindest annähernd tangentialen Einströmung mit einem Drall versetzt. Infolge der dadurch bedingten Fliehkraft werden Wasser W und Dampf D voneinander getrennt. Der abgetrennte Dampf D strömt über das dampfseitige Austrittsrohr 2 und eine mit diesem verbundene Dampfleitung 16 in den Überhitzer 13 des Durchlaufdampferzeugers 13, während das abgetrennte Wasser W über den Drallbrecher 9 und die Verbindungsleitung 14 in das Was- sersam elgefäß 15 abfließt. Dabei ist der auf den Vollastbetrieb des Durchlaufdampferzeugers bezogene Durchsatz M[kg/s] durch den Abscheider 1 bezogen auf den Innendurchmesser DI des Abscheideraums 10 gemäß der Beziehung M > 630 • DI2 eingestellt. Mit einem konstruktiv derart ausgebildeten Abscheider 1 und dessen Anordnung innerhalb der Wasser-Dampf-Trenneinrichtung 11 des Durchlaufdampferzeugers können Dampf- oder Frischdampfdrücke von 250 bis 300 bar bei gleichzeitig geringem Druckverlust und hohem Mediumdurchsatz sowie besonders effektiver Abscheidung realisiert werden. Insgesamt wird bei einem mit einer derartigen Trenneinrichtung 11 betriebenen Dampfkraftwerk ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt.

Claims

Patentansprüche
1. Abscheider zur Trennung von Wasser und Dampf, mit einem dampfseifigen Austrittsrohr (2) und mit einem wasserseitigen Austrittsrohr (3) sowie mit einem Abscheideraum (10) zwischen einer Anzahl von Eintrittsrohren (5) und einem dem wasserseitigen Austrittsrohr (3) vorgelagerten Drallbrecher (9), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Länge (A) des Abscheideraums (10) mindestens das fünffache dessen Innendurchmessers (DI) beträgt, und daß das Verhältnis K des Gesamtströmungsquerschnitts (F [m2] ) der Eintrittsrohre (5) zum Quadrat des Innendurchmessers (DI [m] ) des Abscheideraums (10) zwischen 0,2 und 0,3 beträgt.
2. Abscheider nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das dampfseitige Austrittsrohr (2) einen Innendurchmesser (DA) aufweist, der 40% bis 60% des Innendurchmessers (DI) des Abscheideraums (10) beträgt.
3. Wasser-Dampf-Trenneinrichtung mit mindestens einem Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, und mit einem wasserseitig mit dem Abscheider (1) verbundenen Wassersammeigefäß (15), dessen Oberende (OK) unterhalb der halben Länge (L) des Ab- scheiders (1) - gerechnet von dessen wasserseitigem Unterende (UE) - liegt.
4. Verfahren zum Betreiben einer Wasser-Dampf-Trenneinrichtung mit mindestens einem Abscheider (1) für einen Durchlauf- dampferzeuger, bei dem der Durchsatz M [Kg/s] durch den Abscheider (1) bei Vollast des Durchlaufdampferzeugers mit dem Innendurchmesser (DI[m]) des Abscheideraums (10) im Zusammenhang M > 630 • DI2 steht.
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