DE1981848U - Vorrichtung zur abscheidung von fluessigkeiten aus gas-fluessigkeits-gemischen. - Google Patents

Description

■^'210*25.11.67

L.& C. Steinmiiller G.m.b.H. 5.2? Gummersbach, den 21.11.67

Gm 6721 Dr.Sch/Bo

Gebrauchsmuster-Anmeldung

Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeiten aus Gas-Flüssigkeits-Gemischen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeiten aus Gas-Flüssigkeits-Gemischen, insbesondere zur Abscheidung von Wasser aus Dampf_Wasser-Gemischen, auch-Dampftrockner genannt.

Um die Dampffeuchte vor dem Eintritt in die Sattdarapfturbinen klein zu halten oder die bei der Expansion entstehenden Wassertropfen zwischen den Stufengruppen der Turbine abzuscheiden, sind in den Dampfweg bei Siede- und Druckwasserreaktoren Wasserabscheider (Dampftrockner) eingebaut. Weiter ist bei Heißdampfreaktoren und schnellen Brütern mit Dampfkühlern z.B. eine weitgehende Herabsetzung des Wassergehaltes im Dampf vor dem Eintritt in den Überhitzer zum Vermeiden von Korrosionen, Erosionen und Ablagerungen an den Brennstoffhülsen erforderlich.

Für den Absoheidevorgang sind von Bedeutung die Wichte des Tragstromes und der Tropfen, die Abmessungen dieser Tropfen sowie die Geschwindigkeit des Tragstromes. Je nach dem Dampfzustand und den Entstehungsbedingungen ergeben sich unterschiedliche Tropfendurchmesser, die, sich um einen mittleren Durchmesser gruppierend, einen darüber- und darunterliegenden

Bereich umfassen. Da mit abnehmendem Durchmesse!⁴ die Tropfen

wegen der geringer werdenden Massenträgheit den Richtungsänderungen des Tragstromes immer besser folgen, werden kleinere Tropfen schlechter abgeschieden als größere, so daß in jedem Abscheider nur Tropfen mit einem bestimmten unteren Durchmesser, dem sogenannten Grenzdurchmesser, noch sicher abgeschieden werden. Kleinere Tropfen als die des Grenzdurehmessers verlassen den Abscheider mit dem Tragstrom, ohne von dem Wasserfilffl auf den Begrenzungsflächen eingefangen zu sein.

Niedriger Druckverlust, möglichst kleiner Tropfengrenzdurchmesser, sichere Ableitung des abgeschiedenen Wassers unter Vermeidung einer nachträglichen Zerstäubung eines Teils der abgeschiedenen Menge sowie einfache und billige Bauweise sind einige der Forderungen, die an einen guten Abscheider zu stellen sind.

Neben Abscheidern, bei denen bestimmte Stoffe, z.B. Aktivkohle, die Flüssigkeit absorbieren, werden vor allem zwei Abscheidergruppen angewandt. Bei der einen wird die Strömung gegen Prallflächen geleitet, die eine plötzliche Richtungsänderung der Strömung bewirken, wodurch die Flüssigkeitstropfen infolge ihrer relativ großen Dichte auszentrifugiert und gegen Bleche geschleudert werden. Das gleiche Prinzip liegt den Abscheidern zugrunde, bei denen die Flüssigkeitsabscheidung durch mehrmalige, hintereinander folgende Umlenkungen mi t Hilfe von Rippen oder Leitblechen erreicht wird. Zu der anderen Gruppe gehören die Abscheider, bei denen durch exzentrische oder tangentiale Einleitung der Strömung in einen.Behälter eine Rotation um die Behälterachse bewirkt wird. Durch die Fliehkraft werden die Flüssigkeitsteilehen ausgeschieden. Beispiel dafür sind die Zyklonabscheider, bei denen der Dampf aus dem sich bildenden Dampfkern abgezogen wird, während die ausgeschleuderte Flüssigkeit infolge der Schwerkraft an der inneren Begrenzungswand nach unten abfließt.

Bei Kombinationen von Abscheidern können die Abscheider der zweiten Gruppe solchen der ersten vorgeschaltet werden. Zu

der ersten Gruppe gehört auch der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Derartige Wasserabscheider sind in verschiedenen Bauweisen bekannt, so z.B. eine Abscheidevorrichtung (DRP 194 445), bei der das Dampf-Flüssigkeits-Gemisch entlang einer Reihe von Ablenkungsflächen strömt, an denen gegen die Stromrichtung offene Abführungsrinnen angeordnet sind und in die die auf den Ablenkungsflächen abgeschiedenen Wassertropfen mit Hilfe der Strömung gefördert und aus dem Strom schräg nach unten abgeschieden werden.

Bei einer anderen Bauart (H.J.Ulrich "Mechanische Verfahrenstechnik", Springer-Verlag I967, Seite 264, Abb. 6, 15) wird der Gesamtstrom in eine Vielzahl zickzackförmiger Einzelströme unterteilt. An den Stellen der Richtungsumlenkung trifft die Strömung auf die Wandfläche und schleudert Wassertropfen aus. Diese Wassertropfen werden durch die Strömung an dieser Fläche entlang und an der nächsten Umkehrstelle in eine, in den Tragstrom hineinragende und entgegen der Strömungsrichtung offene Tasche geführt und laufen nach unten ab.

Bekannt ist auch eine Vorrichtung (DAS 1 046 576), bei der, etwa quer zur Strömungsrichtung, mindestens eine Reihe von zur Strömungsrichtung geneigten, untereinander parallelen und sich in Strömungsrichtung jalousieartig überdeckenden Umlenkflächen vorgesehen sind, an deren vom Gasstrom zuletzt bestrichenen Randabschnitt sich eine zur Umlenkfläche hin offene und annähernd senkrechte Fangtasche für die Abführung der ausgeschiedenen Flüssigkeit anschließt. Die im wesentlichen eben ausgebildete Umlenkfläche wird unter einem mit zunehmender StrÖmungsgeschwindkeit abnehmenden kleinen Winkel zur Ströltmngsriehtung geneigt angeordnet und in ihrer Verlängerung

als mit einem schmalen Längsschlitz versehene Tasche ausgebildet, wobei die den Längsschlitz begrenzende Kante nicht oder nur um ein sehr geringes Maß in den die Umlenkfläche bestreichenden Gasstrom hineinragt.

Bei einer anderen Vorrichtung (DAS 1 249 221) sind nebeneinander senkrecht stehende und zur allgemeinen Strömungsrichtung annähernd parallel angeordnete Platten angeordnet, die in Richtung des Gasstromes zunächst gewellt und dann eben ausgebildet sind, wobei 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.

Der Nachteil dieser Vorrichtungen ist der, daß auf den relativ großen Abscheideflächen bei großer Turbulenz des Tragstromes immer wieder ein Mitreißen bereits abgeschiedener Wassertropfen erfolgt, insbesondere dann, wenn bei großen Mengen abgeschiedener Flüssigkeit der Flüssigkeitsfilm auf den Abscheideflächen so stark wird, daß er nicht schnell genug nach unten oder zu den Fangtaschen transportiert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine in der Herstellung einfache und wenig Raum beanspruchende Abscheidevorrichtung zu schaffen, bei der der Vorgang der Flüssigkeitsabscheidung in mehrfach hintereinander folgende und voneinander unabhängige Einzelabscheidevorgänge unterteilt wird, von denen jeder eine eigene, von der Strömung nicht behinderte Flüssigkeitsabführung aufweist. .

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß entgegen der Strömungsrichtung des Gas-Fltissigkeits-Gemisches offene Fangtaschen mit rechteckigem, aber auch runden oder sonstigen Querschnittes versetzt angeordnet werden, wobei die Breite des Eintrittsschlitzes der Fangtasehe vorzugsweise weniger als die Hälfte der Fangtaschenbreite beträgt und der Abstand einer Reihe hintereinander angeordneter Fangtaschen von der der benachbarten Reihe kleiner ist als die größte Breite einer Fangtasehe. Im weiteren Ausbau der Erfindung sind an der Rückseite der Fangtaschen Ableitbleche angeordnet, die mindestens bis zum Eintritt der folgenden l^angtasche, vorzugsweise in diese hineingeführt sind.
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Durch die rechtwinkligen Umlenkungen der Strömungswege zwischen den Fangtaschen wird einerseits die Zentrifugalkraft ausgenutzt, die zur Ausschleuderung der Flüssigkeitsteile führt, andererseits die Adhäsionskraft zur Abführung der ausgeschiedenen Flüssigkeitsteile auf den hinter den Fangtaschen angebrachten Ableitblechen, die durch die Strömung zum Eingang der nachfolgenden Fangtasche geschoben werden.

Kurze Abstände der hintereinander angeordneten Fangtaschen und Führung der Fangbleche von der Hinterkante der Fangtaschen in die Öffnung der dahinter angeordneten Tasche ermöglichen es also, die abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen rasch dem Strömungseinfluß zu entziehen, wodurch ein erneutes Ablösen vermieden wird.

Die abgeschiedene Flüssigkeit kann ohne Behinderung durch Strömungsvorgänge infolge der Schwerkraft in den Fangtasehen nach unten in Sammelbehälter oder -räume abfließen.

Die Erfindung wird zweckmäßig an den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Beispielen erläutert.

Das von den Seitenplatten 1 und der nicht gezeichneten Decken- und Bodenbegrenzung gebildete Gehäuse wird in Strömungsrichtung durch senkrecht eingebaute Blechplatten 2 in eine Vielzahl gleich breiter Kanäle 3, Fig. 1, unterteilt. Durch Bolzen 4, die quer zur Strömungsrichtung durch die Blechplatten 2 und die Seitenplatte 1 hindurchgeführt sind, an einer oder beiden Seiten verschraubt oder verschweißt, werden die Platten gehalten. Der Abstand der einzelnen Blechplatten 2 untereinander wird durch über die Bolzen A geschobene Distanzröhrchen 5 eingestellt.

Auf beiden Seiten der Blechplatten 2, bei den äußeren Platten 6 nur auf einer Seite, sind, hintereinander und versetzt, Profile 7 angebracht, durch die die Fangtasehen 8 gebildet werden. Die Profile 7 können beispielsweise durch Punktschweißen an den Blechplatten 2 befestigt sein. Die Fangtasehen 8 sind entgegen der Strömungsrichtung offen. Die Breite ■"- -^:;^;:■■■■■-■■.■ ^\.V^:-, ".'■ ■'■■'-..:■-. ■■■^;; ^:: ■ ./:"■-■

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des Kanals 3 ist geringer als der doppelte Abstand der . äußeren Kante des Profils 7 von der Blechplatte 2.

Fig. 2 zeigt ein Konstruktionsbeispiel, bei dem die Bolzen k und die Distanzstücke 5 sow^e die Blechplatten 2 in Fortfall kommen, da die Halterung der Einzelprofile in der Decke des Gehäuses und/oder im Boden des Gehäuses erfolgt. Die Profile sind z.B. an der Decke aufgesetzt und angeschweißt oder in die in der Decke angebrachten Ausschnitte eingesetzt und danach versehweißt. Das Profil 9 bildet hier eine Fangtasche 10, die an der Rückseite in ein Ableitblech 11 ausläuft, das z.B. auch angeheftet oder angeschweißt sein kann. Dieses Leitblech 11 reicht bis zum Eingang in die dahinterliegende Fangtasche 10, wie in Fig. 2 dargestellt, oder, wie bei dem Leitblech 12 in Fig. 3, auch bis tief in die Fangtasche hinein.

Fig. k zeigt noch ein Beispiel für die konstruktive Ausführung von Fangtasche 12 und Leitblech 13, bei der beidegemeinsam aus einem Blech hergestellt sind und wobei gegebenenfalls in der Fangtasche 12 dort wo die Seitenteile des Leitbleches 13 aufeinander treffen, das Profil durch Punktschweißung zusammengehalten wird.

Fig. 5 gibt schließlich ein Beispiel, bei dem nur noch Fangtaschen Ik vorhanden sind, die beispielsweise auch durch mit Längsschlitzen versehene Rohre runden oder anderen Querschnittes gebildet sein können.

Die Vielzahl dicht hintereinander folgender Abscheideelemente, der kurze Weg von der Abscheidestelle bis zur Abflußstelle und damit geringer Einfluß der Turbulenz der Strömung auf die Ableitung des Wasserfilms, einfache Anordnung und kurze Baulänge sind die wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung.

Claims (5)

RÄ-B71210*25:11-67 - 7 - 21.11.67 Pa 6729/Gm 6721 Dr.Sch/Bo Ansprüche

1.) Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeit aus Flüssigkeits- Gas/Dampf-Gemischen mit entgegen der Strömungsrichtüng offenen, hintereinander und versetzt nebeneinander angeordneten Fangtaschen zur Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg zwischen den Fangtaschen (.8, 10, 12, 14) mit den entgegen der Strömungsrichtung angeordneten und senkrecht verlaufenden Eingangsschlitzen der Fangtaschen weniger als halb so breit ist wie der Abstand der Blechplatten (2) voneinander bzw_T als die Profilbreite (10, 12, 14) und die die Fangtaschen (8) mit bildenden Blechplatten (2) oder die hinter den Fangtaschen (10, 12) an der Rückseite angebrachten Ableitbleche (11, 12, 13) etwa bis zum Eintritt in die dahinter liegenden Fangtaschen, vorzugsweise in diese hineingeführt sind.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fangtaschen aus zwei Profilen (7) gebildet sind, die auf beiden Seiten einer durchgehenden Blechplatte (2) befestigt sind.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, d ad u r c h g e k en η ζ ei ch η e t , daß die Fangtasche (lO) aus einem Stück hergestellt und auf der Rückseite ein Ableitblech (ll, 12) befestigt ist.

4.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, da du r c h g e k en η zeich η et , daß Fangtasche (12) und Ableitblech (13)aus einemStück hergestellt sind.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k en η ζ ei c h η et, daß ohne Ableitbleche eingebaute Fangtaschen (l4) aus Blech oder Rohren runden, viereckigen oder anderen Querschnittes hergestellt sind.