DE2615520C2 - Wasserabscheider der Zyklonbauart für ein Dampf/Wassergemisch - Google Patents

Description

Aus der GB-PS 2 818/90 ist ein Wasserabscheider der Zyklonbauart bekannt, bei dem die unterhalb des Gemischeintritts befindliche Abscheidezone von einem sich nach unten verjüngenden kegeligen Mantel begrenzt ist. Zwischen dem Gemischeintritt und dem Dampfabführstutzen sind zwei konzentrische Ringkammern vorgesehen, die durch ein den Dampfabführstutzen umgebendes Rohr voneinander getrennt sind. Am oberen Ende dieses Rohres schließt sich eine bis zur Gefäßwand reihende Scheibe an, oberhalb der mehrere Rückführleitungen angeschlossen sind, die unterhalb des kegeligen Mantels in das Abscheidergefäß münden. Am unteren Ende des erwähnten Rohres ist eine horizontale Scheibe angeschlossen, deren radiale Abmessung kleiner ist als die am oberen Rohrende angeschlossene Scheibe. Am äußeren Rand der unteren Scheibe ist ein sich nach unten verjüngender Kegelmantel angeschlossen, der parallel zum äußeren Kegelmantel der Abscheidezone verlaufL In dem Ringraum zwischen den beiden Kegelmänteln wird das in den Abscheider eintretende Gemisch nach unten zur Abscheidezone geführt. Allenfalls vom Dampf, der die Abscheidezone verläßt, mitgerissenes Wasse, soll Ober die Ringkammer zwischen dem Dampfabführstutzen und dem Rohr mit Hilfe der Rückführleitungen in die Abscheidezone geleitet werden. Dies ist aber nicht möglich, da das Rohr und das untere Ende des inneren Kegelmantels etwa gleichen Durchmesser aufweisen, so daß an diesen beiden Stellen praktisch das gleiche Potential vorliegt Damit kann aber kein Wasser im Rohr aufwärtsströmen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 teilweise in Ansicht und teilweise als Axialschnitt einen Wasserabscheider nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch den oberen Teil eines abgewandelten Wasserabscheiders und

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Abscheider nach F i g. 2 im Bereich des Gemischeintrittes.

Gemäß F i g. 1 weist der Wasserabscheider ein zylindrisches Gefäß 1 auf, dessen Mittelachse vertikal steht. Das Gefäß 1 setzt sich aus einem Rohrabschnitt 7, einem oberen Halbkugelboden 2 und einem unteren Halbkugelboden 3 zusammen. Am oberen Ende des Gefäßes 1 ist ein axialer Dampiaustrittsstutzen 4 vorgesehen, der den Halbkugelboden 2 durchdringt und dessen unteres Ende ein Stück weit in das Innere des Gefäßes hineinragt. Der untere Halbkugelboden 3 ist mit einem zentralen Mannlochstutzen 5 versehen, der durch einen Deckel 15 verschlossen ist. Auf der Innenseite des Deckels 15 sind Schikanen 8 vorgesehen, um die Drehströmung der Flüssigkeit lokal zu stören. Am Halbkugelboden 3 ist eine Wasseraustrittsöffnung 13 vorgesehen, an die eine Abführleitung 12 etwa tangential angeschlossen ist.

Das Gefäß 1 umschließt mit seinem unteren Bereich, der etwa bis zur strichpunktierten Linie A reicht, den Wasserraum des Abscheiders, während von der Linie A bis etwa zur strichpunktierten Linie B sich die Abscheidezone im Gefäß 1 erstreckt. Das obere Ende des Gefäßes umschließt den Dampfraum des Abscheiders. Im Bereich der Abscheidezone ist im Rohrabschnitt 7 eine Eintrittsöffnung 11 für das zu trennende Dampf/Wassergeniisrh vorgesehen. An die Eintrittsöffnung ist eine Zufuhrleitung 10 ungefähr tangential angeschlossen.

Erfindungsgemäß ist am Abscheider ein Absaugkanal 20 vorgesehen, der gemäß F i g. 1 in Form einer sich außerhalb des Gefäßes 1 erstreckenden Leitunp ausgebildet ist Die Eintrittsöffnung 21 des Absaugkanals 20 liegt in der Gefäßwand zwischen der Gemischeintrittsöffnung 11 und dem Dampfaustrittsstutzen 4. Der Absaugkanal 20 endet in einer in der Gefäßwand befindlichen Austrittsöffnung 22, die unterhalb der Gemischeintrittsöffnung 11 und oberhalb der Wasseraustrittsöffnung 13 liegt und zwar etwas oberhalb des Wasserraumes. Der vertikale Abstand a der Eintrittsöffnung 21 von der Gemischeintrittsöffnung 11 ist kleiner als der vertikale Abstand b der Austrittsöffnung 22 des Absaugkanals 20 von der Gemischeintrittsöffnung 11. Mit Hilfe des Absaugkanals 20 wird es möglich. Wasser, das sich filmartig aus der Abscheidezone nach oben an der Gefäßwand ausbreitet daran zu hindern, daß es über die öffnung 21 hinaus steigt. Das filmartig aufsteigende Wasser wird nunmehr von einem Teildampfstrom in den Absaugkanal 20 gezogen und nahe dem unteren End' der Abscheidezone in das Gefäß zurückgeführt

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 3, das hinsichtlich der Konstruktion des Abscheidergefäßes 1 gleich ausgebildet ist wie das Beispiel nach Fig. 1. ist der Abraugkanal 20 innerhalb des Gefäßes 1 angeordnet und zwischen einem im Gefäß angeordneten Futterblech 30 und der Gefäßwand gebildet Im Bereich des Futterbleches 30 sind im Gefäß 1 mehrere, z. B. acht. Distanzleisten 31 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang des Gefäßes verteilt und mit dem Gefäß verschweißt sind. Die Distanzleisten 31 verlaufen etwa nach Schraubenlinien, und zwar in Drehrichtung des Dampf/Wassergemisches absteigend. Das Futterblech 30 ist an den Distanzleisten 31 durch nicht dargestellte Loch-Punktschv/eißungen befestigt. Im Bereich der Gemischeintrittsöffnung 11 ist das Futterblech 30 durchbrochen und ein Rand 33 der so gebildeten öffnung des Futterbleches ist nach außen ausgebogen, so daß er, die Öffnung 11 umgebend, an der Gefäßwand anliegt. Eine Dichtschweißung zwischen diesem Rand und der Gefäßwand ist im allgemeinen nicht notwendig.

Der obere Rand 32 des Futterbleches 30 ist etwas nach außen gebördelt, so daß sich ein verengter Spalt als Eintrittsöffnung des Absaugkanals 20 ergibt Durch diese Verengung tritt im Spalt eine erhöhte Dampfgeschwindigkeit auf, die ein sicheres Mitnehmen des am Futterblech 30 aufsteigenden Wassers gewährleistet. Die axiale Länge des Futterbleches beträgt in F i g. 2 etwa das l,5fache des Innendurchmessers des Futterbleches. Im allgemeinen wird man die Länge nicht über das 4fachedes Innendurchmessers bemessen.

Abweichend von den beschriebenen Beispielen ist es auch möglich, den Dampfaustrittsstutzen 4 bündig im Halbkugelboden 2 enden zu lassen, so daß der in das Gefäßinnere ragende Stutzenabschnitt wegfällt. Weiter ist es möglich, anstelle eines axialen Dampfaustrittes einen oder mehrere tangentiale oder radiale Austrittsstutzen am Gefäß anzubringen. Desgleichen können anstelle einer Gerr.ischzufuhrleitung 10 mehrere solcher Leitungen tangential am Gefäß angeschlossen sein, und zwar auf demselben Niveau und/oder in verschiedenen Höhenlagen. Der jeweilige vertikale Abstand der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des Absaugkanals vom Gemischeintritt bemißt sich dann zwischen der obersten Eintritijöffnung des Gemisches und dem Eintritt des Absaugkanals bzw. zwischen der untersten Eintrittsöffnung des Gemisches und dem Austri't des

Absaugkanals.

Außerdem können bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 statt eines Absaugkanals 20 auch zwei oder drei Absaugkanäle über den Umfang des Gefäßes verteilt vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Wasserabscheider der Zyklonbauart für ein Dampf/Wassergemisch, mit einem eine vertikale Achse aufweisenden zylindrischen Gefäß, das mit <; seinem oberen Bereich einen Dampfraum, mit seinem unteren Bereich einen Wasserraum und mit einem Bereich dazwischen eine Abscheidezone umschließt, wobei das Dampf/Wassergemisch tangential in die Abscheidezone eintritt und das Gefäß ι ο im Bereich des Dampfraums wie auch des Wasserraums mit je mindestens einem Austritt versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abführen von sich filmartig über die den Dampfraum umschließende Gefäßwand zum Dampfaustrittsstut- , zen (4) hin ausbreitendem Wasser mindestens ein Absaugkanal (20) vorgesehen ist dessen Eintrittsöffnung (21) im zylindrischen Rohrabschnitt (7) des Gefäßes (1) zwischen Gemischeintrittsöffnung (11) und Dampfaustrittsstutzen (4) liegt und dessen Austrittsörtnung (22) sich im zylindrischen Rohrabschnitt (7) des Gefäßes (1) in einem Gebiet unterhalb der Gemischeintrittsöffnung (11) und oberhalb der Wasseraustrittsöffnung (13) befindet.

2. Wasserabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (20) von einer am Gefäß (1) angeschlossenen und sich außerhalb des Gefäßes (1) erstreckenden Leitung gebildet ist.

3. Wasserabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden des Absaugkanals (20) im Gefäß (1) ein mit Abstand von der Gefäßwand angeordnetes, im Bereich der Gemischeintrittsöffnung (11} durchbrochenes Futterblech (30) vorgesehen ist.

4. Wasserabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand der Eintrittsöffnung (21) des Absaugkanals (20) von der Gemischeintrittsöffnung (11) kleiner ist als der vertikale Abstand der Austrittsöffnung (22) des Absaugkanals (20) von der Gemischeintrittsöffnung (11).

5. Wasserabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (20) mit seiner Eintrittsöffnung (21) etwa tangential am Gefäß (1) angeschlossen ist und von dieser Stelle aus etwa in Drehrichtung des Dampf/Wassergemisches geführt ist.

6. Wasserabscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (20) mit seiner Austrittsöffnung (22) etwa tangential so am Gefäß (1) angeschlossen ist, daß das in dem Absaugkanal (20) strömende Medium in Drehrichtung des Dampf/Wassergemisches in das Gefäß (1) eintritt.

7. Wasserabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterblech (30) an mehreren, über den Umfang des Gefäßes (1) verteilten und mit dem Gefäß (1) verschweißten Distanzleisten (31) befestigt ist.

8. Wasserabscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterblech (30) an den Distanzleisten (31) durch Loch=Punktschweißungen befestigt ist.

9. Wasserabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Abmessung des Futterbleches (30) mindestens das l,5fache des b5 Innendurchmessers des Futterbleches (30) beträgt.

Die Erfindung betrifft einen Wasserabscheider der Zyklonbauart für ein Dampf/Wassergemisch, mit einem eine vertikale Achse aufweisenden zylindrischen Gefäß, das mit seinem oberen Bereich einen Dampfraum, mit seinem unteren Bereich einen Wasserraum und mit einem Bereich dazwischen eine Abscheidezone umschließt, wobei das Dampf/Wassergemisch tangential in die Abscheidezone eintritt und das Gefäß im Bereich des Dampfraumes wie auch des Wasserraumes mit je mindestens einem Austritt versehen ist.

Bei einem Wasserabscheider dieser Art (CH-PS 5 52 173) schießt das an die Wand des Gefäßes geschleuderte Wasser dieser Wand entlang nach unten zum Wasserraum, während der Dampf nach oben in den Dampfraum strömt Durch Versuche mit solchen Wasserabscheidern wurde festgestellt daß vom Gemischeintritt aus sich ein dünner, unter normalen Verhältnissen nicht sichtbarer Wasserfilm der Gefäßwand entlang auch nach oben ausbreiten kann. Dieser Wasserfilm kann durch die Dampfströmung, deren Verlauf noch nicht vollständig geklärt ist zum Dampfausiriti geschoben werden, wo er von den hier starken Strömungskräften des Dampfes an der Wand der am Austritt angeschlossenen Leitung entlang mitgeschleppt oder aufgeteilt in Tröpfchen mit dem Dampf abgeführt werden kann. Der Abscheidegrad dieser Wasserabscheider ist also für verschiedene Anwendungsfälle unbef riedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abscheidegrad der eingangs genannten Wasserabscheider auf einfache und wirksame Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Abführen von sich filmartig über die den Dampfraum umschließende Gefäßwand zum Dampfaustrittsstutzen hin ausbreitendem Wasser mindestens ein Absaugkanal vorgesehen ist, dessen Eintrittsöffnung im zylindrischen Teil des Gefäßes zwischen Gemischeintrittsöffnung und Dampfaustrittsstutzen liegt und dessen Austrittsöffnung sich im zylindrischen Teil des Gefäßes in einem Gebiet unterhalb der Gemischeintrittsöffnung und oberhalb der Wasseraustrittsöffnung befindet.

Durch diese Gestaltung des Wasserabscheiders wird für das Wasser ein Bypass geschaffen, über den der längs Schraubenlinien aufsteigende Wasserfilm mit Hilfe eines Teils des Dampfstromes abgesaugt und in einen tieferen Bereich des Wasserabscheiders zurückgeführt wird. Das in den Absaugkanal eintretende Wasser strömt also in diesen Kanal nicht nur unter dem Einfluß der Schwerkraft, sondern wird auch durch die Kräfte des strömenden Dampfes in den Absaugkanal hineingezogen.

Aus der US-PS 5 15 259 ist ein Staubabscheider bekannt bei dem von der zylindrischen Gefäßwand zwischen dem tangentialen Eintritt für das Staub-Luft-Gemisch und dem axialen Luftaustritt eine Absaugleitung abzweigt, die mit ihrem Austritt in die das Staub-Luft-Gemisch führende Zufuhrleitung mündet. Diese Abscheiderbauart eignet sich nicht als Wasserabscheider, da über die Absaugleitung ein Rezirkulationskreislauf für das sich filmartig ausbreitende Wasser stattfinden würde, so daß das abgesaugte Wasser wieder in das zum Abscheider strömende Dampf/Wassergemisch gelangen würde. Der genannte Kreislauf hat eine begrenzte Kapazität. Wenn diese Kapazität überschritten wird, so würde Wasser mit dem Dampf in den Austrittsstutzen gelangen und damit der Abscheidegrad des Abscheiders wesentlich vermindert.