DE1249221B - Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeitstropfen aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

!BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.:

BOId

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KI.:

Nummer: 1 249 221

Aktenzeichen: A 37622IV c/12 e

Anmeldetag: 9. Juni 1961

Auslegetag: 7. September 1967

Für die Abscheidung von Flüssigkeitstropfen aus einem Gasstrom, in welchem sie schweben oder von dem sie mitgerissen werden, sind mehrere Methoden bekannt. Bei größeren Tropfen genügt es, eine Beruhigungsstrecke einzuschalten, welche der Gasstrom nur mit kleiner Geschwindigkeit durchfließt, um die Tropfen durch ihr Eigengewicht auszufällen. Dem gleichen Zweck dienen Prallplatten mit scharfer Strömungsumlenkung. Beim erstgenannten System sind weite Strömungsräume mit entsprechendem Platzbedarf nötig, beim letzteren ergibt der starke Strömungswiderstand einen hohen Druckverlust.

Eine andere Methode mit nur kleinem Druckverlust besteht darin, durch Turbulenz zwischen strömungsparallelen Platten eine Abscheidewirkung hervorzurufen, doch wird damit der, beispielsweise bei Naßdampfturbinen, gewünschte Abscheidegrad nicht erreicht. Eine Verbesserung bringen parallele Platten, die an einer Stelle seitlich ausgebuchtet sind, aber auch bei ihnen ist die Ausscheidung noch nicht ausreichend.

Es ist auch ein Flüssigkeitsabscheider bekannt, bei welchem die Abscheideplatten aus einem kurzen, geraden Einlaufstück, einem mehrfach gewellten Mittelteil und einem längeren geraden Auslaufstück bestehen. Die in der Strömung vorhandenen größeren Flüssigkeitstropfen werden im gewellten Teil abgeschieden, während der anschließende gerade Teil vor allem der Ableitung der angesammelten Flüssigkeit dient. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß einerseits die abgeschiedene Flüssigkeit, sofern sie nicht zum Boden abläuft, unbehindert bis zur Hinterkante befördert wird und vom Gasstrom mitgerissen wird, andererseits nur die größeren Tropfen abgeschieden werden, während die kleineren Tropfen von der Strömung weiter mitgeführt werden. Es werden daher mehrere Pakete derartiger Platten unter Wahrung eines Abstands hintereinander angeordnet, um eine bessere Abscheidewirkung zu erzielen. Die Strömung tritt jedoch durch das gerade Auslaufstüek ohne Umlenkung in das nächste Gitter ein, so daß keine bessere Wirkung erzielt wird. Von der Hinterkante des einen Pakets mitgerissene Flüssigkeitstropfen müssen im gewellten Teil des nächsten Gitters wieder abgeschieden werden.

Diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die gewellten Platten von den ebenen Platten durch einen Zwischenraum getrennt und derart ausgebildet sind, daß der austretende Gasstrom unter einem Winkel auf die ebenen Platten auftrifft, deren jede beidseitig mindestens eine an sich bekannte Abscheidenut aufweist.

Vorrichtung zur Abscheidung von
Flüssigkeitstropfen aus einem Gasstrom

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,
Baden (Schweiz)

Vertreter:

ίο Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Alfred Kuhn, Zürich;
Dipl.-Ing. Wilhelm Vollmann,
Nußbäumen (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 18. Mai 1961 (5801)

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.

F i g. 1 zeigt die Vorrichtung zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt nach der Linie I-I in F i g. 2;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus Fig. 2 in größerem Maßstab; die

F i g. 4 und 5 stellen Teilansichten nach den Schnitten IV-IV bzw. V-V in Fig. 1 dar, beide in vergrößertem Maßstab.

Der grundsätzliche Aufbau der Abscheidevorrichtung geht aus den F i g. 1 und 2 hervor. Sie besteht aus zwei Gehäusen 1, 2, die vom Gasstrom nacheinander durchflossen werden. Er trifft zuerst auf ein Paket aus gewellten Platten 3, die sich über die gesamte Höhe des Strömungsraumes im Gehäuse 1 erstrecken und üblicherweise aus dünnen Blechplatten hergestellt sind. Sie stehen senkrecht auf der Bodenplatte 4 und sind parallel zur allgemeinen Strömungsrichtung angeordnet, dem Gasstrom schmale Durchtrittskanäle freilassend.

Die Wellenform der Platten 3 kann den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden. Es eignet sich dafür die Sinuslinie, ferner eine Zusammensetzung aus Kreisbogen und geraden Stücken oder auch eine Zickzacklinie, deren Ecken zweckmäßigerweise abgerundet sind. Wichtig ist dabei, daß eine gute Umlen-

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kung der Strömung erreicht wird, ohne die Strö- nem Teil, in welchem die Abscheidenuten 11 enden,

mungsverluste zu sehr ansteigen zu lassen. Es hat durch die Bodenplatte 10 in den Sammelraum 15 hin-

sich als vorteilhaft erwiesen, den Abstand der Plat- einragen.

ten voneinander so zu wählen, daß man gerade nicht Der Querschnitt der Nuten 11 wird den jeweiligen

mehr durch das Gitter hindurchsehen kann, d. h. 5 Betriebsverhältnissen angepaßt. Sie sollen groß genug

also, daß der Plattenabstand α (Fig. 3) annähernd sein, um die sich sammelnde Flüssigkeit aufzuneh-

gleich der doppelten Wellenhöhe b ist. men, aber doch nicht zu groß sein, weil sonst die

Durch die Turbulenz der Strömung und die mehr- Strömung unnötig gestört wird. Da die Menge der in

malige Umlenkung zwischen den gewellten Platten der einzelnen Nut aufgefangenen Flüssigkeit unter

werden die Flüssigkeitstropfen aus dem Gasstrom ab- io anderem von deren Länge abhängt, ist damit die

geschieden. Ein kleinerer Teil davon gelangt auf die Höhe der Platten 9 begrenzt, zu der die Breite des

Bodenplatte4 (Fig. 1) und durch Öffnungen5 in Gehäuses2 im passenden Verhältnis gewählt wird,

derselben in den Sammelraum 6, aus dem die Flüssig- Sollte der sich so ergebende Strömungsquerschnitt

keit bei 7 abgeleitet wird. Der größere Teil der abge₇ für eine vorhandene Gasmenge nicht ausreichen,

schiedenen Tropfen wird als Flüssigkeitsfilm entlang 15 können selbstverständlich zwei oder mehrere Ab-

den Platten 3 befördert, sammelt sich an deren Hin- Scheidevorrichtungen neben- oder übereinander an-

terkante 8 und fließt von hier zur Bodenplatte 4 oder geordnet werden,

wird von der Gasströmung mitgerissen. Die geringe Flüssigkeitsmenge, die noch hinter den

Der Gasstrom trifft nun auf das zweite Paket aus Nuten 11, in Strömungsrichtung gesehen, an den

ebenen Platten 9, die gleichfalls die gesamte Höhe _ao Platten 9 vorhanden sein sollte, sammelt sich an der

des Strömungsraumes im Gehäuse 2 einnehmen, Abströmkante 17 und fließt in den Sammelraum 15

senkrecht auf der Bodenplatte 10 stehen und parallel ab. Vorteilhafterweise ist die Abströmkante 17 zur

zur allgemeinen Strömungsrichtung angeordnet sind. Strömungsrichtung geneigt, um das Abfließen der

In der einfachsten Ausführung sind sie aus dünnen Flüssigkeit zu erleichtern und damit das Abreißen

Blechplatten hergestellt. 35 von Tropfen durch den Gasstrom zu verhindern, was

Die Platten 9 haben die Aufgabe, die von der man gerade im rückwärtigsten Teil eines Flüssigkeits-Hinterkante 8 aus dem Gehäuse 1 mitgerissenen und abscheiders vermeiden will. Dieser Vorgang tritt am gegebenenfalls im Gasstrom noch vorhandenen Flüs- ehesten im unteren Teil der Abströmkante auf, wo sigkeitstropfen aufzufangen und abzuleiten. Die Auf- naturgemäß die angesammelte Flüssigkeitsmenge am fangwirkung wird größer, wenn der Gasstrom nicht 30 größten ist. Es ist daher zweckmäßig, wenn zur Verparallel zu den Platten, sondern unter einem Winkel hinderung des Abreißens von Tropfen die Neigung auf sie auftrifft. Der größte Winkel und damit die der Abströmkante 17 zur Strömungsrichtung im stärkste Wirkung ergibt sich, wenn die Platten 3 an unteren Teil 18 stark abnimmt,
einem Wendepunkt ihrer Wellenform enden. Der Wird aus dem Sammelraum 15 unter den ebenen plötzlichen Umlenkung des Gasstromes beim Eintritt 35 Platten 9 auch Gas entnommen, dann wird die auf in das Gitter aus ebenen Platten können auch kleine der Bodenplatte 10 und in den Nuten 11 angesam-Tropfen nicht mehr folgen, sondern prallen auf den melte Flüssigkeit gewissermaßen abgesogen, wodurch Platten auf und werden abgeschieden. Bei der Win- die Abscheidewirkung der Vorrichtung noch verbeskelbemessung ist zu berücksichtigen, daß die nachfol- sert wird. Das entnommene Gas wird dem Gasstrom gende Umlenkung der Strömung in die Richtung der 40 wieder zugeführt oder auf sonst eine Art verwertet.
Platten 9 einen gewissen Druckverlust bedeutet. Die beschriebene Vorrichtung kann zur Trock-

Die aufgefangenen Flüssigkeitstropfen, vermehrt nung jedes Gases, das Flüssigkeitstropfen enthält, durch weitere Tropfen, die sich auch zwischen den verwendet werden. Als Beispiel seien die Naßdampfebenen Platten durch Turbulenz noch abscheiden, Turbinenanlagen genannt, in welchen, besonders bei sammeln sich zum Teil auf der Bodenplatte 10, die 45 Ausnützung der durch Kernspaltung freiwerdenden restliche Menge wird als Flüssigkeitsfilm entlang den Wärmeenergie, durch die Expansion ein Dampf-Platten 9 befördert. Dieser Film wird von Ab- Wasser-Gemisch mit hohem Wassergehalt entsteht, schneidenuten 11, von denen auf jeder Plattenseite Dieser wirkt sich auf die Turbine wegen der Vermindestens eine vorhanden ist, aufgenommen und schlechterung ihres Wirkungsgrades durch Wassernach unten abgeführt. Die Nuten stehen entweder 50 bremsung und wegen Schaufelzerstörungen durch senkrecht oder geneigt zur Strömungsrichtung. Sie Erosion, hervorgerufen durch Tropfenschlag, ungünkönnen aus dem Vollen herausgearbeitet sein, was stig aus. Bei diesen Anlagen ist es daher notwendig, entsprechend dicke Bleche und größeren Arbeitsauf- vor den unteren Stufen, am besten in die Überströmwand erfordert, oder die Platten 9 werden je aus zwei leitung zwischen zwei Turbinengehäusen, einen Wasparallelen Blechen 12 (F i g. 4) mit dazwischenliegen- 55 serabscheider einzubauen. Die beschriebene Vorrichden Distanzstücken 13 hergestellt, wobei es nicht tung ist dafür bestens geeignet. Wird gleichzeitig mit schwer ist, durch Unterbrechung der Bleche 12 die dem Wasser auch Dampf abgezogen, so kann dieser Nuten 1 auszusparen. Um ihre Aufnahmefähigkeit zu als Anzapfdampf zur Speisewasservorwärmung ververgrößern und die angesammelte Flüssigkeit darin wendet werden.

besser zu führen, hat es sich als nützlich erwiesen, 60 Die gute Wirkung der Vorrichtung beruht darauf,

sie in ihrer Querrichtung teilweise zu überdecken, was daß sie die beiden ihr gestellten Aufgaben nicht

durch Verlängerung der Bleche 12 über den Nutrand gleichzeitig und damit unvollkommen, sondern in

hinaus bewerkstelligt werden kann. zwei getrennten Stufen erfüllt. Die gewellten Platten

Die auf der Bodenplatte 10 angesammelte Flüssig- bezwecken vor allem die Abscheidung der Flüssigkeit fließt durch Öffnungen 14 (Fig. 5) in den dar- 65 keit aus dem Gasstrom, während die ebenen Platten unter befindlichen Sammelraum 15, aus dem sie bei vorwiegend der Entnahme der Flüssigkeit dienen, 16 abgeleitet wird. Es erleichtert die Flüssigkeits- wozu die beidseitig vorgesehenen Abscheidenuten abfuhr, wenn die ebenen Platten 9 zumindest mit je- wesentlich beitragen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeitstropfen aus einem Gasstrom durch nebeneinander, senkrecht stehende und zur allgemeinen Strömungsrichtung annähernd parallel angeordnete Platten, die in Richtung des Gasstromes zunächst gewellt und dann eben ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Platten (3) von den ebenen Platten (9) durch einen Zwischenraum getrennt und derart ausgebildet sind, daß der austretende Gasstrom unter einem Winkel auf die ebenen Platten (9) auftrifft, deren jede beidseitig mindestens eine an sich bekannte Abscheidenut (U) aufweist.

2. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Platten (3) abströmseitig an einem Wendepunkt ihrer Wellenform enden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 921 647, 2 967 586,
240.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Bundesdruckerei Berlin