DE1551032B1 - Steam generator with steam dryer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit Einrichtungen zum Trocknen des Dampfes, der aus einem zylindrischen Druckgefäß besteht, in dem mit Hilfe eines Heizmediums Dampf erzeugt wird.The invention relates to a steam generator with devices for drying of the steam, which consists of a cylindrical pressure vessel in which with the help of a Heating medium steam is generated.

Es ist bekannt, innerhalb eines von einem Fallraum umgebenen Verdampfungsraumes ein gebogenes Rohrbündel anzuordnen, das in einer Rohrscheibe sitzt, und durch das Rohrbündel das Heizmittel zu führen, das die über den Fallraum in den Verdampfungsraum gelangende Flüssigkeit verdampft. Bei einer anderen bekannten Bauart benutzt man ein aus geraden Rohren bestehendes Rohrbündel, das in einer oberen und einer unteren Rohrscheibe sitzt, und führt das Heizmittel in den Raum zwischen den Rohrscheiben, während die Verdampfung der Flüssigkeit in den Rohren stattfindet. Bei beiden Konstruktionen ist am Ende der Verdampfungsstrecke, also oberhalb des Rohrbündels, eine Vorrichtung zum Trennen des Dampfes von der mitgerissenen Flüssigkeit vorgesehen. Zur weiteren Trennung des Dampfes ist es ferner bekannt, den vorgetrockneten Dampf durch Flüssigkeits-Feinabscheider zu leiten.It is known within an evaporation space surrounded by a fall space to arrange a bent tube bundle that sits in a tube disc, and through the Tube bundle to lead the heating medium, which is via the fall space in the evaporation space Any liquid that gets into it evaporates. Another known type is used a tube bundle consisting of straight tubes, which is divided into an upper and a lower Pipe disc sits and leads the heating medium into the space between the pipe discs, while the evaporation of the liquid takes place in the tubes. With both constructions is a device at the end of the evaporation section, i.e. above the tube bundle intended to separate the vapor from the entrained liquid. To further It is also known to separate the vapor, the pre-dried vapor by fine liquid separators to direct.

Bei einem aus der USA: Patentschrift 3195 515 bekannten Dampferzeuger befindet sich der Flüssigkeits-Feinabscheider oberhalb einer ersten Einrichtung zur Abscheidung mitgerissener Flüssigkeitsteilchen innerhalb des Druckgehäusemantels. Auch die deutsche Auslegeschrift 1188 614 sieht vor, den in einem Verdampfungsraum erzeugten Dampf zunächst durch darüber angeordnete Entwässerer und anschließend durch eine zweite Trocknungseinrichtung zu leiten, die darüber im oberen Teil des Druckgefäßes angeordnet ist.In a steam generator known from the USA: Patent 3195 515 the fine liquid separator is located above a first device for the separation of entrained liquid particles within the pressure housing jacket. The German Auslegeschrift 1188 614 also provides for that in an evaporation room generated steam first by dehydrators arranged above and then to pass through a second drying device, which above it in the upper part of the Pressure vessel is arranged.

Die bekannten Konstruktionen bedingen eine erhebliche Verlängerung des Druckgefäßmantels über den Verdampfungsraum hinaus und damit eine in vielen Fällen zu große Bauhöhe. Insbesondere bei der Errichtung von Kernreaktoren, die verhältnismäßig niedrig sind, haben sich Schwierigkeiten dadurch ergeben, daß die Höhe des Gebäudes durch die Dampferzeuger bestimmt wurde. Man hat, um diese und damit die Gebäude für die Kernreaktoren niedriger bauen zu können, schon vorgeschlagen, die Einrichtung zur Flüssigkeits-Feinabscheidung von dem Dampferzeuger zu trennen und sie neben diesem getrennt aufzustellen. Dadurch wird zwar eine geringere Bauhöhe erzielt, jedoch die Grundfläche erheblich vergrößert.The known constructions require a considerable extension of the pressure vessel jacket beyond the evaporation chamber and thus one in many Cases that are too high. Especially in the construction of nuclear reactors that are relatively low, difficulties have arisen in that the Height of the building was determined by the steam generator. One has to get this and so that the buildings for the nuclear reactors can be built lower, already proposed, to separate the device for fine separation of liquids from the steam generator and to set them up next to this separately. This results in a lower overall height achieved, but the base area increased significantly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger obiger Art so auszubilden, daß gegenüber bekannten Dampferzeugern eine niedrigere Bauhöhe ohne wesentliche Vergrößerung der Grundfläche erreicht wird.The invention is based on the object of a steam generator above Kind to train so that compared to known steam generators a lower overall height is achieved without a significant increase in the base area.

Ausgehend von einem aus der USA.-Patentschrift 3 076 444 und dem belgischen Patent 525 980 bekannten Dampferzeuger mit einem Rohrbündel, das von einem inneren Mantel umgeben ist, der einen Fallraum nach innen begrenzt und einer darüber befindlichen Vorrichtung zur Trennung des Dampfes von der mitgerissenen Flüssigkeit sowie einer im Dampfweg nachgeschalteten Einrichtung zur Flüssigkeits-Feinabscheidung, die zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt und in einem säulenartigen zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, besteht die Erfindung darin, daß der das Rohrbündel umgebende Fallraum nach außen von einem Zwischenmantel begrenzt wird und daß in dem Ringraum zwischen dem Zwischenmantel und dem @-Druckgefäßmantel, `der mit dem Raum oberhalb der Vorrichtung zum Trennen des Dampfes von mitgerissener Flüssigkeit in Verbindung steht, die Flüssigkeits-Feinabscheider angeordnet sind.Based on one of the US Pat. No. 3,076,444 and the Belgian one Patent 525,980 known steam generator with a tube bundle, which is from an inner Coat is surrounded, which delimits a fall space inwardly and one above it Device for separating the vapor from the entrained liquid and a in the vapor path downstream device for fine separation of liquids, which to summarized in a structural unit and in a columnar cylindrical Housing are arranged, the invention consists in that the surrounding the tube bundle Fall space is limited to the outside by an intermediate jacket and that in the annular space between the intermediate jacket and the @ -pressure vessel jacket, `the one with the space above the device for separating the vapor from entrained liquid in connection stands, the liquid fine separators are arranged.

Erfindungsgemäß wird ferner vorgesehen, daß im oberen Teil des Dampferzeugers eine Haube angeordnet ist, die sich längs des Druckgefäßmantels erstreckt und oben mit einer Öffnung versehen ist, durch die der die Trenneinrichtung verlassende Dampf in den Ringraum übertreten kann, und daß die Haube über die Verbindungsstelle mit dem Zwischenmantel hinaus verlängert ist, so daß der Ringraum über einen Teil seiner Länge aufgeteilt ist. Der Ringraum ist zweckmäßigerweise mit einem Ablaßstutzen für die sich darin sammelnde Flüssigkeit versehen.According to the invention it is also provided that in the upper part of the steam generator a hood is arranged which extends along the pressure vessel jacket and above is provided with an opening through which the steam leaving the separator can pass into the annulus, and that the hood over the connection point with the intermediate jacket is also extended so that the annular space over part of its Length is split. The annulus is expediently provided with a drain port for the liquid that collects in it.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Einrichtungen zur Flüssigkeits-Feinabscheidung aus Zyklonen bekannter Bauart, die kreisförmig in dem Ringraum angeordnet sind.According to a further feature of the invention, the devices exist for fine separation of liquids from cyclones of known design, which are circular are arranged in the annulus.

Um möglichst viele Zyklone in dem Ringraum unterbringen zu können, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die nebeneinanderliegenden Zyklone abwechselnd auf einer unteren Ebene und einer höher liegenden Ebene angeordnet sind, wobei der getrocknete Dampf, der die Zyklone verläßt, die in der die untere Ebene bildenden Trennwand sitzen, über Rohre in den Raum oberhalb der höher liegenden Ebene geleitet wird und in der erwähnten Trennwand Rohre sitzen, durch die noch zu trocknender Dampf in den zwischen den Ebenen liegenden Raum und in die Zyklone gelangen kann, die in der die obere Ebene bildenden Trennwand sitzen. Der obere Abschnitt des Ringraumes ist mit einem Stutzen zum Abziehen des getrockneten Dampfes versehen.In order to be able to accommodate as many cyclones as possible in the annulus, the invention provides that the adjacent cyclones alternate are arranged on a lower level and a higher level, the dried steam leaving the cyclones that form the lower level Sitting partition wall, piped into the room above the higher level will and sit in the aforementioned partition wall pipes through which still to be dried Steam can get into the space between the levels and into the cyclones, which sit in the partition wall forming the upper level. The upper section of the annulus is provided with a nozzle for extracting the dried steam.

Der Dampferzeuger gemäß vorliegender Erfindung hat dadurch, daß die üblicherweise im oberen Teil des Druckbehälters angeordnete Einrichtung zur Feinabscheidung der Flüssigkeit in die Höhe des Verdampfungsraumes verlegt ist, eine niedrigere Bauart, wobei die Grundfläche nicht wesentlich vergrößert wird. Auch kommen getrennte Leitungen, die dann erforderlich sind, wenn man die Feinabscheidung in einer neben dem Druckbehälter aufgestellten gesonderten Einrichtung vornimmt, in Fortfall.The steam generator according to the present invention has the fact that the A device for fine separation usually arranged in the upper part of the pressure vessel the liquid is moved to the level of the evaporation space, a lower one Type of construction, whereby the base area is not increased significantly. Separate ones also come Lines that are required if you have the fine separation in a next carries out a separate device set up for the pressure vessel, in the absence of any.

In der Zeichnung ist ein Dampferzeuger gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, a steam generator according to the invention is shown.

Den unteren Teil des Dampferzeugers bilden die Kammern für das Heizmittel, das über die Eintrittskammer 1 zugeführt wird, das in der Rohrscheibe 2 befestigte, gebogene Rohrbündel 3 durchläuft und den Dampferzeuger über die Austrittskammer 4 verläßt. Das Heizrohrbündel3 ist von einem inneren Mantel s umschlossen, der ein Stück oberhalb der Rohrscheibe 2 endet und nach oben über das Rohrbündel hinausgezogen und dicht an einer Einrichtung 6 zum Abtrennen mitgerissener Flüssigkeitsteilchen von dem Dampf angeschlossen ist. Diese Einrichtung besteht aus etwa rechtwinklig zur Strömungsrichtung des Dampfes abgebogenen Platten 7.The chambers for the heating medium form the lower part of the steam generator, which is supplied via the inlet chamber 1, which is fastened in the tubular disc 2, bent tube bundle 3 passes through and the steam generator via the outlet chamber 4 leaves. The Heizrohrbündel3 is enclosed by an inner jacket s, which is a Piece ends above the tube plate 2 and pulled up over the tube bundle and close to a device 6 for separating entrained liquid particles from which steam is connected. This facility consists of roughly rectangular Plates bent towards the direction of flow of the steam 7.

Die Trenneinrichtung 6 und der innere Mantel 5 sind von einer Haube 8 umschlossen, die sich unter Bildung eines Ringraumes 9 längs des Druckgefäßmantels 10 erstreckt und oberhalb des unteren Endes des inneren Mantels 5 endet. Etwa in Höhe der Biegung des Rohrbündels 3 ist an der Haube 8 ein Zwischenmantel 11 angebracht, der in Höhe der Rohrscheibe 2 mit dem Druckgefäßmantel verschweißt ist, derart, daß zwei Ringräume 9 und 12 gebildet werden, die durch die Haube 8 unterteilt sind und unten in dem Raum 13 miteinander in Verbindung stehen. Der Raum zwischen dem Zwischenmantel 11 und dem inneren Mantel 5 ist der Fallraum 14, durch den die über die Ringbrause 15 zugeführte zu verdampfende Flüssigkeit in den Verdampfungsraum 16 zwischen den Rohrbündeln 3 gelangt.The separator 6 and the inner jacket 5 are from a hood 8 enclosed, forming an annular space 9 along the pressure vessel jacket 10 extends and ends above the lower end of the inner jacket 5. Around in At the height of the bend in the tube bundle 3, an intermediate jacket 11 is attached to the hood 8, which is welded to the pressure vessel jacket at the level of the pipe disc 2 in such a way that that two annular spaces 9 and 12 are formed, which are divided by the hood 8 and below in the space 13 are in communication with one another. The space between the intermediate jacket 11 and the inner jacket 5 is the fall space 14 through the liquid to be evaporated fed via the ring shower 15 into the evaporation chamber 16 passes between the tube bundles 3.

Eine weitere Einrichtung zur Trocknung des Dampfes befindet sich in dem Rin-raum 12, in dem Zyklone angeordnet sind. Um möglichst viele Zyklone in dem Ringraum 12 unterbringen zu können, werden diese versetzt zueinander in zwei Ebenen angebracht, wobei der aus den in der unteren Ebene 17 sitzenden Zyklonen 17 a austretende Dampf über Rohre 18 in den Raum oberhalb der oberen Ebene 19 geleitet wird und in der unteren Ebene 17 Rohre 20 angeordnet sind, durch die der Dampf dem zwischen den beiden Ebenen befindlichen Raum und damit den Zyklonen 19 a, die in der oberen Ebene 19 angeordnet sind, zugeleitet wird.Another facility for drying the steam is located in the Rin room 12, in which cyclones are arranged. To get as many cyclones as possible in that To accommodate annular space 12, these are offset from one another in two levels attached, with the exiting from the cyclones 17 a sitting in the lower level 17 Steam is passed through pipes 18 into the space above the upper level 19 and into the lower level 17 pipes 20 are arranged through which the steam between the two levels located space and thus the cyclones 19 a, which are in the upper Level 19 are arranged, is fed.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die zu verdampfende Flüssigkeit wird über die Ringbrause 15 zugeführt und gelangt über den Fallraum 14 in den zwischen den Rohren 3 des Rohrbündels liegenden Verdampf ungsraum 16, wo sie durch das Heizmittel, das durch die Rohre strömt, verdampft wird. Der . Dampf strömt nach Verlassen des Verdampfungsraumes 16 in die Trenneinrichtung 6 und tritt aus dieser nach oben aus, während die abgeschiedene Flüssigkeit nach unten fällt und sich mit der zugeführten Flüssigkeit vereint. Über die Öffnung 21 in der Haube 8 tritt der Dampf in den Raum 9 zwischen der Haube und dem Druckgefäßmantel 10 und strömt in diesem abwärts. In dem Raum 13 wird der Dampf umgelenkt, strömt von unten nach oben durch die Zyklone 17 a und 19 a und verläßt den Ringraum 12 über den Abzug 22. Das sich bei der Urilenkung des Dampfes im Raum 13 und in den Zyklonen abscheidende Wasser sammelt sich und wird über den Stutzen 23 abgeleitet.The device works as follows: The liquid to be evaporated is fed via the ring shower 15 and reaches the between the tubes 3 of the tube bundle lying evaporation space 16, where they by the heating means, that flows through the pipes is evaporated. Of the . Steam flows after leaving the Evaporation chamber 16 into the separating device 6 and exits from this upwards, while the separated liquid falls down and becomes with the supplied Liquid united. The steam enters the room through the opening 21 in the hood 8 9 between the hood and the pressure vessel jacket 10 and flows downward in this. In The steam is diverted to space 13 and flows from bottom to top through the cyclones 17 a and 19 a and leaves the annular space 12 via the trigger 22. This is in the Urilenken of the steam in space 13 and in the cyclones separating water collects and is diverted via the nozzle 23.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Dampferzeuger mit einem Rohrbündel, das von einem inneren Mantel umgeben ist, welcher einen Fallraum nach innen begrenzt und einer darüber befindlichen Vorrichtung zur Trennung des Dampfes von der mitgerissenen Flüssigkeit sowie einer im Dampfweg nachgeschalteten Einrichtung zur Flüssigkeitsfeinabscheidung, die zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt und in einem säulenartigen zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der das Rohrbündel umgebende Fallraum nach außen von einem Zwischenmantel (11) begrenzt wird und daß in dem Ringraum (13) zwischen dem Zwischenmantel (11) und dem Druckgefäßmantel (10), der mit dem Raum oberhalb der Vorrichtung zum Trennen des Dampfes von mitgerissener Flüssigkeit in Verbindung steht, die Flüssigkeitsfeinabscheider angeordnet sind. Claims: 1. Steam generator with a tube bundle, which is from a inner jacket is surrounded, which delimits a fall space inside and one above device for separating the vapor from the entrained Liquid as well as a downstream device for fine liquid separation in the vapor path, which are combined into a structural unit and in a columnar cylindrical Housing are arranged, characterized in that the surrounding the tube bundle Fall space is limited to the outside by an intermediate jacket (11) and that in the annular space (13) between the intermediate jacket (11) and the pressure vessel jacket (10), which is connected to the Space above the device for separating the vapor from entrained liquid is in connection, the fine liquid separators are arranged. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Dampferzeugers eine Haube angeordnet ist, die sich längs des Druckgefäßmantels erstreckt und oben mit einer Öffnung versehen ist, durch die der die Trenneinrichtung verlassende Dampf in den Ringraum (13) übertreten kann, und daß die Haube über die Verbindungsstelle mit dem Zwischenmantel (11) hinaus verlängert ist, so daß der Ringraum (13) über einen Teil seiner Länge aufgeteilt ist. 2. Steam generator according to claim 1, characterized in that in the upper part of the steam generator a Hood is arranged, which extends along the pressure vessel jacket and with the top an opening is provided through which the steam leaving the separator can pass into the annular space (13), and that the hood over the connection point with the intermediate jacket (11) is extended so that the annular space (13) over part of its length is split. 3. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (13) mit einem Ablaßstutzen für die sich darin sammelnde Flüssigkeit versehen ist. 3. Steam generator according to claims 1 and 2, characterized in that the annular space (13) with a drain port for the liquid that collects therein is provided. 4. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Flüssigkeitsfeinabscheidung aus Zyklonen bekannter Bauart bestehen, die kreisförmig in dem Ringraum (14) angeordnet sind. 4. Steam generator according to the claims 1 to 3, characterized in that the devices for fine liquid separation consist of cyclones of known design, which are arranged in a circle in the annular space (14) are. 5. Dampferzeuger nach Anspruch 4, dadurch Qekennzeichnet, daß die nebeneinanderliegenden Zyklone abwechselnd auf einer unteren Ebene (17) und einer höher liegenden Ebene (19) angeordnet sind, wobei der getrocknete Dampf, der die Zyklone (17 a) verläßt, die in der die untere Ebene (17) bildenden Trennwand sitzen, über Rohre (18) in den Raum oberhalb der höher liegenden Ebene (19) geleitet wird und in der erwähnten Trennwand Rohre (20) sitzen, durch die noch zu trocknender Dampf in den zwischen den Ebenen liegenden Raum und in die Zyklone (19 a) gelangen kann, die in der die obere Ebene (19) bildenden Trennwand sitzen.5. Steam generator according to claim 4, characterized in that the adjacent Cyclones alternate on a lower level (17) and a higher level (19) are arranged, the dried steam leaving the cyclones (17 a), which sit in the partition wall forming the lower level (17), via pipes (18) in the space above the higher level (19) is passed and in the mentioned Partition wall pipes (20) sit, through which steam to be dried in between the levels lying space and can get into the cyclones (19 a) in which the the upper level (19) forming the partition.