DE1983543U - COLLECTORS OF CONTINUOUS STEAM GENERATORS. - Google Patents

Description

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Erlangen, den- ^m Erlangen, the- ^m

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-Einrichtung zur Schwerkraft- und Pliehkrafttrennung von Zweistoffgemischen-Device for the separation of two substances by gravity and force of force

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Trennung von Zweistof fgemischen, die insbesondere eine gasförmige und eine flüssige Phase aufweisen.The innovation relates to a device for separating two-substance mixtures, in particular a gaseous and a liquid Have phase.

Eine derartige Einrichtung hat besondere Bedeutung in DampferzeugernSuch a device is of particular importance in steam generators

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V ■.'■■.. . \ PLA 67/16Ό4V ■. '■■ ... \ PLA 67 / 16Ό4

zur Trennung von Dampf-Wasser-Gemischen. Beim Anfahren oder beim Schwachlastbetrieb derartiger Dampferzeuger treten im allgemeinen hinter den Verdampferheizflachen größere Mengen Wasser auf, die bisher in den verschiedenartigsten Wasser-Dampf-Trenngefäßen hinter den Verdampferheizflachen abgeschieden wurden» Da derartige Abscheideflaschen sehr teuer und aufwendig sind, liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, die Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches bereits im Sammler hinter den Verdampferheizflachen vorzunehmen.for separating steam-water mixtures. When starting or when Low-load operation of such steam generators generally occurs large amounts of water behind the evaporator heating surfaces so far in the most diverse water-steam separation vessels were deposited behind the evaporator heating surfaces »Since such Separation bottles are very expensive and complex, lies the innovation is based on the task of separating the steam-water mixture in the collector behind the evaporator heating surfaces to undertake.

Es sind bereits Trennsammler bekanntgeworden, bei denen die Sammler jedoch meist senkrecht angeordnet und mit entsprechenden Leitoder Prallblechen zur Fliehkrafttrennung versehen sind. Dabei ist es jedoch erforderlich, daß die Sammler erheblich größer gebaut werden, so daß sich dadurch keine wesentliche Einsparung gegenüber den gesondert angeordneten Abscheideflaschen mehr ergibt.Separate collectors have already become known in which the collectors however, they are usually arranged vertically and provided with appropriate guide or baffle plates for centrifugal separation. It is however, it required that the collector be built considerably larger so that there are no more significant savings compared to the separately arranged separation bottles.

Demgegenüber sollen jedoch die herkömmlichen Sammler mit entsprechenden Einbauten versehen werden« Die Feuerung besteht darin, daß die Sammler durch Trennwände in dampf- und wasserführende Kammern unterteilt und in die wasserführenden Kammern parallel zur Achse des Sammlers rotationssymmetrische Trennkammern mit mindestens einem tangentialen Anschluß für die Zuführung des Dampf-Wasser-Gemisches derart eingebaut sind, daß sich zwischen den Enden der Trennkammern und den angrenzenden Trennwänden ein Ringspalt zurOn the other hand, however, the conventional collectors should be fitted with the appropriate built-in components. that the collector divided by partitions into steam and water-bearing chambers and in the water-bearing chambers parallel to Axis of the collector rotationally symmetrical separation chambers with at least one tangential connection for the supply of the steam-water mixture are installed in such a way that there is an annular gap between the ends of the separating chambers and the adjacent partition walls

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Wasserabführung ergibt und daß die Trennwände koaxial oder achsparallel zu den eingesetzten Trennkammern von Tauchrohren zur Dampfabführung durchbrochen sind.Water drainage results and that the partitions are coaxial or axially parallel to the used separation chambers of dip tubes for Steam discharge are broken.

Es ist dabei möglich, die Trennwände .direkt in den Sammler oder aber auch die wasserführende Kammer einschließlich der Trennwände und der Trennkammern als bauliche Einheit innerhalb eines in den Sammler dicht einschiebbaren Rohrkörpers einzubauen.It is possible to insert the partitions .directly into the collector or but also the water-bearing chamber including the partitions and to install the separating chambers as a structural unit within a tubular body that can be pushed tightly into the collector.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau urid Wirkungswiese eines Ausführungsbeispieles nach der Feuerung näher erläutert. Dabei zeigen Pig. 1 einen Sammlerteil mit direkt eingebauten Trennwänden, während in Pig. 2 eine einschiebbare wasserführende Kammer und in Fig. 3 ein entsprechender Querschnitt dieser wasserführenden Kammer dargestellt sind.A schematic drawing is used to explain the structure and mode of action of an exemplary embodiment after firing. Show Pig. 1 a collector's part with built-in partitions, while in Pig. 2 a retractable water-bearing Chamber and in Fig. 3 a corresponding cross section of this water-bearing chamber are shown.

Nach Pig. 1 sind in den Sammler 1 Trennwände 2 eingeschweißt, so daß der Sammler in dampfführende Kammern 3 und wasserführende Kammern 4 unterteilt ist. In die wasserführenden Kammern 4 sind nunmehr zwischen die Trennwände 2 rotat ionssymmetrische Trenn-.kammern 5 eingesetzt, in die tangential die Zuführungsleitung 6 für das Dampf-Wasser-Gemisch einmündet. Die Trennkammern 5 sind dabei etwas kürzer als der Abstand der beiden Trennwände 2, so daß sich zwischen den Enden der Trennkammern 5 und den Trennwänden 2 ein Ringspalt 7 ergibt. Die Trennwände 2 sind darüber hinaus noch koaxial zur Trainkammer 5 von Tauchrohren 8 durchbrochen.After Pig. 1 partitions 2 are welded into the collector 1, so that the collector in steam-carrying chambers 3 and water-carrying Chambers 4 is divided. In the water-bearing chambers 4 are now between the dividing walls 2 rotationally symmetrical dividing chambers 5 inserted into the tangential supply line 6 for the steam-water mixture opens. The separation chambers 5 are slightly shorter than the distance between the two partition walls 2, so that between the ends of the partition chambers 5 and the partition walls 2 an annular gap 7 results. The partition walls 2 are also pierced coaxially to the training chamber 5 by dip tubes 8.

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Y/enn nun das Dampf-Was ser-G-emisch durch die Zuführungsleitung 6 tangential in die Irenritammer 5 einmündet, so wird dieses Gemisch zunächst an der Wandung der Trennkammer in mehreren Umläufen entlang geschleudert und strömt nach außen in Richtung auf die beiden Trennwände 2 zu. Während dieses Umlaufs des Gemisches trennt sich der Dampf von dem Wasser, so daß der Dampf durch die Tauch« rohre 8 abströmt, während das Wasser über den Ringspalt 7 in die wasserführende Kammer 4 ausgeschleudert wird. Das abgeschiedene Wasser strömt dann aus der wasserführenden Kammer 4 über die Wasserabführungsrohre 9 zurück in den Kreislauf, während der über' die Tauchrohre 8 abströmende Dampf von den dampfführenden Kammern 3 über Dampfabführungsrohre 10 abgeleitet wird.Then the steam-water is flowing through the feed line 6 opens tangentially into the Irenritammer 5, this mixture is first on the wall of the separation chamber in several cycles is thrown along and flows outward in the direction of the two partition walls 2. During this cycle the mixture separates the steam from the water so that the steam flows off through the immersion tubes 8, while the water through the annular gap 7 into the water-bearing chamber 4 is ejected. The separated water then flows out of the water-carrying chamber 4 via the water discharge pipes 9 back into the circuit, while the steam flowing off via the dip tubes 8 from the steam-carrying chambers 3 is discharged via steam discharge pipes 10.

Da es bei geringen oder sehr hohen Durchsatzmengen möglich ist„ daß aus der Trennkammer mit dem Wasser gleichzeitig auch Dampf durch den Ringspalt 7 ausgeschleudert wird, ist es vorteilhaft, wenn die ?/asserabführungsleitung 9 zunächst in ein Wasser-Dampf-Trenngefäß mit konstantem Wasserspiegel eingeleitet wird. Der Dampf. über diesem Wasserspiegel kann dann über die Leitung 11 in die dampfführende Kammer 3 zurückgeleitet werden, so daß damit auch ein Druckausgleich mit der wasserführenden Kammer 4 hergestellt wird. Darüber hinaus kann durch diese Leitung 11 auch Spritzwasser, das durch die Tauchrohre 8 in die dampfführende Kammer gelangt, abfließen. :Since it is possible with low or very high throughput " that steam is also ejected through the annular gap 7 from the separation chamber with the water at the same time, it is advantageous when the? / water discharge line 9 is initially in a water-steam separation vessel is introduced with a constant water level. The steam. above this water level can then via the line 11 in the steam-carrying chamber 3 are returned, so that with it pressure equalization with the water-bearing chamber 4 is also established. In addition, this line 11 can also spray water, that through the dip tubes 8 into the steam-carrying chamber reaches, drain. :

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Im allgemeinen bildet sich in der Trennkammer entlang der Innenwandung eine ungleichmäßige Verteilung des ausgeschleuderten Wassers aus. Im Bereich der Gemischzuführungsleitung 6 wird eine dickere Wasserschicht die Trennkammerwandung bedecken als im Bereich der Ringspalte 7· Zum Ausgleich dieser ungleichen Verteilung kann es vorteilhaft sein, die Trennkammer rotationssymmetrisch derart auszubilden, daß deren Durchmesser in der Mitte im Bereich der {iemischzuführungen am größten ist und nach außen abnimmt. Darüber hinaus kann die Trennkammer im Bereich der tangentialen Gemischzuführung zusätzlich noch nach außen aufgeweitet sein.Generally forms in the separation chamber along the inner wall uneven distribution of the ejected water. In the area of the mixture feed line 6 is a thicker water layer cover the separation chamber wall than in Area of the annular gap 7 · To compensate for this unequal distribution it can be advantageous to make the separation chamber rotationally symmetrical to be designed in such a way that their diameter is greatest in the middle in the area of the mixed feeders and towards the outside decreases. In addition, the separation chamber in the area of the tangential Mixture feed also be widened outwards.

Bei Anordnung mehrerer Gemischzuführungen ist es zweckmäßig, wenn diese zur Erhöhung des Dralles auf ein und derselben Kreislinie am Umfang in die Trennkammer einmündet.When arranging several mixture feeds, it is useful if these to increase the twist on one and the same circular line opens into the separation chamber at the periphery.

Da geringe Durchsatzmengen und geringe Strömungsgeschwindigkeiten in der Trennkammer nur einen geringen Drall ausüben, so daß die Fliehkraftwirkung nur sehr gering ist, wirkt die beschriebene Trennkammer-gleichzeitig als Schwerkraftabscheider, da dann das Wasser lediglich aus dem unteren Bereich aus der Trennkammer 5 durch die Ringschlitze 8 abläuft.Because of low throughput rates and low flow velocities exert only a slight twist in the separation chamber, so that the centrifugal force is only very slight, the one described works Separation chamber - at the same time as a gravity separator, because then the Water only runs off from the lower area of the separation chamber 5 through the annular slots 8.

TJm ferner einen gleichmäßigen Dampfaustritt durch Abführungsrohre 10 zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn in die Tauehrohre 8 Strömung sgleichricht er etwa in Form von Leitblechen eingebaut werden.TJm also an even steam outlet through discharge pipes To achieve 10, it is advantageous if in the rope pipes 8 flow The rectifier can be built in in the form of baffles.

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Der wesentliche Vorteil einer derartigen Trennung von Dampf-Wasser-Gemischen liegt darin, daß die axiale Strömlingskomponente des spezifisch leichteren Mediums zu der des schwereren Mediums gleich ist. Dadurch werden Yerwirbelungen wie in herkömmlichen Zyklonen und ein Mitreißen des schwereren Mediums durch das leichtere sicher vermieden. Darüber "hinaus verhindert der Ringspalt 7, der das Tauchrohr 6 umgibt, Staubildungen des abgetrennten Wassers und gewährleistet somit einen besseren Abscheidegrad.The main advantage of such a separation of steam-water mixtures lies in the fact that the axial stream component of the specifically lighter medium is the same as that of the heavier medium is. This results in eddies as in conventional cyclones and the heavier medium being carried away by the lighter one safely avoided. In addition, the annular gap 7 prevents the surrounds the immersion tube 6, congestion of the separated water and thus ensures a better degree of separation.

Da sich bei ungeteilten und längeren Sammlerrohren der Einbau von einzelnen Trennwänden sowie der entsprechenden Trennkammern als schwierig erweisen kann, ist es auch möglich, die wasserführende Kammer mit den Trennwänden und den Trennkammern als bauliche Einheit zusammenzufassen und in. den Sammler bis an die entsprechende Zuführungsstelle einzuschieben. Ein derartiges.Ausführung sbeispiel ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Dort sind die .Trennwände 2 zusammen mit der Trennkammer 5 und einem Teil der Gemißchzuführungsleitungen 6 und 13 zunächst in ein Rohr stück 12 fest eingeschweißt. Dieses Rohrstück 12, das somit die wasserführende Kammer 4 umschließt, kann "dann direkt als Ganzes in den Sammler 1 eingeschoben werden. .Since with undivided and longer collector pipes the installation of individual partition walls and the corresponding separation chambers Can prove difficult, it is also possible to use the aquifer Combine chamber with the partition walls and the separation chambers as a structural unit and in. The collector up to the corresponding Insert feed point. Such an execution Example is shown in Figs. There are the. Partition walls 2 together with the separation chamber 5 and a part the Gemißchzuführungslinien 6 and 13 first piece in a pipe 12 firmly welded in. This piece of pipe 12, which is thus the water-bearing Chamber 4 encloses can "then directly as a whole in the Collector 1 can be inserted. .

Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen lediglich, eine ■ Möglichkeit des Einbaus derartiger Trenner. Es ist jedoch möglich, die Zuführung des Dampf-Wasser-Gemisches von jeder beliebigen SeiteThe illustrated embodiments only show a ■ Possibility of installing such separators. However, it is possible the supply of the steam-water mixture from any side

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her in den Sammler vorzunehmen. Darüber hinaus ist auch die Anzahl der angeschlossenen Abführungsrohre für das anfallende Wasser und den Dampf nicht auf die beschriebene Anzahl beschränkt.forward to the collector. In addition, the The number of connected discharge pipes for the resulting water and steam is not limited to the number described.

Mit der Unterteilung der herkömmlichen Sammler und dem Einbau der beschriebenen Abscheider können somit die bisher üblichen Wasser-_ Dampf-Trenngefäße hinter dem Verdampfer eingespart werden. Dabei ist es nicht einmal erforderlich, die Sammler im Volumen zu vergrößern, sondern es ist völlig ausreichend, wenn die bisher üblichen Sammler mit der beschriebenen Trenneinrichtung versehen werden.With the subdivision of the conventional collectors and the installation of the separators described, the previously common water _ Steam separation vessels behind the evaporator can be saved. It is not even necessary to increase the volume of the collector, but it is completely sufficient if the previously usual Collectors are provided with the separation device described.

Selbstverständlich dienen derartige Trennsammler nicht'nur zur Trennung von Dampf-Wasser-Gemischen hinter dem Verdampfer, sondern sie können auch an jeder beliebigen anderen Stelle, an' der eine Trennung von Dampf und Wasser erforderlich ist, eingebaut werden» ■Das gilt insbesondere für Dampferzeuger von Kernkraftwerken, bei denen der Dampf im allgemeinen eine hohe lasse aufweist. Außerdem können derartige Abscheider auch generell zur Trennung von Zweistoffgemischen verwendet werden. Of course, such separating collectors are not only used for Separation of steam-water mixtures behind the evaporator, rather they can also be used at any other point, at 'one Separation of steam and water is required to be installed »■ This applies in particular to steam generators in nuclear power plants which the steam generally has a high lass. In addition, such separators can generally also be used to separate two-component mixtures.

6 Schutzansprüche
3 Figuren6 claims for protection
3 figures

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Claims (6)

RA.661.372-2t.11.67 PLA 67/1604 Schutz ansprüche ifRA.661.372-2t.11.67 PLA 67/1604 Protection claims if 1. Einrichtung zur Schwerkraft- und Fliehkrafttrennung von Zweistofigemischen, insbesondere von Dampf-Wasser-Gemischen in Sammlern von Durchlaufdampferzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler (1) durch Trennwände (2) in dampf- und wasserführende Kammern (3, 4) unterteilt und in die wasserführenden Kammern (4) parallel zur Achse des Sammlers (1) rotationssymmetrisehe Trennkammern (5) mit -mindestens eines tangentialen Anschluß (6) für die Zuführung des Dampf-Wasser-Gemisches derart eingebaut sind, daß sich zwischen den Enden der Trennkammern (5) und den angrenzenden Trennwänden (2) jeweils ein Ringspalt (7) zur Wasserabführung ergibt und daß die Trennwände (2) koaxial oder achsparallel zu den eingesetzten Trennkammern (5) von Tauchrohren (8) zur Dampfabführung durchbrochen sind«1. Device for gravity and centrifugal separation of two-component mixtures, in particular of steam-water mixtures in collectors of once-through steam generators, characterized in that, that the collector (1) through partitions (2) in steam and water Chambers (3, 4) divided and in the water-bearing chambers (4) parallel to the axis of the collector (1) rotationally symmetrical Separation chambers (5) with at least one tangential connection (6) for the supply of the steam-water mixture in this way are installed so that there is an annular gap (7) between the ends of the separating chambers (5) and the adjacent separating walls (2) for water drainage and that the partitions (2) coaxial or axially parallel to the separating chambers (5) used are perforated by immersion pipes (8) for vapor discharge « 2* Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserführenden Kammern (4) einschließlich Trennwänden (2) und Trennkammer (5) als bauliche Einheit innerhalb eines in den Sammler (1) einschiebbaren Rohrstückes (12) ausgebildet ist.2 * device according to claim 1, characterized in that the water-bearing chambers (4) including partition walls (2) and separating chamber (5) as a structural unit within one in the Collector (1) insertable pipe section (12) is formed. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Gemischzuführungen (6) diese auf derselben Kreisquerschnittslinie in die Trennkammer (5) einmünden.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that when arranging several mixture feeds (6) these on the same The circular cross-section line opens into the separating chamber (5). - 8 - Ms/Hel- 8 - Ms / Hel PLA 67/1604PLA 67/1604 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrischen Trennkammern (5) in der Mitte im Bereich der Gemischzuführung (6) den großen Durchmesser und in Richtung auf die Trennwände (2) abnehmende Durchmesser aufweisen.4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the rotationally symmetrical separation chambers (5) in the middle in the area the mixture feed (6) have the large diameter and in the direction of the partition walls (2) decreasing diameter. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammern (5) im Bereich der tangentialen Gemischzuführung nach außen aufgeweitet sind.5. Device according to claim 4, characterized in that the Separation chambers (5) in the area of the tangential mixture feed are flared outwards. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß in die Tauchrohre (8) Strömutigsgleichrichter eingebaut sind.6. Device according to claim 1 to 5 »characterized in that Flow rectifiers are built into the immersion tubes (8). - 9 -. Ms/He- 9 -. Ms / He