EP2530255A2 - Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung - Google Patents

Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung Download PDF

Info

Publication number
EP2530255A2
EP2530255A2 EP20120152589 EP12152589A EP2530255A2 EP 2530255 A2 EP2530255 A2 EP 2530255A2 EP 20120152589 EP20120152589 EP 20120152589 EP 12152589 A EP12152589 A EP 12152589A EP 2530255 A2 EP2530255 A2 EP 2530255A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
sieve
steam
turbine
screen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20120152589
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Stephan
Ingo Assmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2530255A2 publication Critical patent/EP2530255A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
    • F01K7/223—Inter-stage moisture separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/72—Application in combination with a steam turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Definitions

  • the present invention relates to a water separator and a method for separating water from a wet steam flow, for example a wet steam flow occurring in the region of a steam turbine plant. Furthermore, the invention relates to the use of such a water separator in a steam turbine.
  • the use of a water separator in a water-steam cycle of a steam turbine plant is for example from the EP 0 848 208 B1 known.
  • the water separator is used for separating water (including impurities dissolved therein) from a wet steam flow between an evaporator and a superheater of the water-steam cycle.
  • the known water separator is formed as a "separator bottle" of cylindrical shape provided with two tangential steam inlets at a shallow angle to the horizontal to create a downward swirling flow of the incoming wet steam in the separator bottle.
  • the separator thus operates on the principle of a "centrifugal separator".
  • screen is used here in a very broad or figurative sense. As will be explained below, the screen is not used in a conventional manner, but has one or (as is common in conventional screens) multiple openings (screen openings).
  • a "screen surface” consists of one or more screen openings and the area adjacent the screen opening or the areas between the plurality of screen openings.
  • the water separator has only a "first sieve opening” (of the first sieve) and only a “second sieve opening” (of the second sieve).
  • first sieve and / or the second sieve can each be provided with a plurality of first and second sieve openings.
  • the sieve arrangement provided in the water separator according to the invention can comprise more than two sieves.
  • the function of the vapor sieve assembly according to the invention which consists of at least two sieves with mutually offset sieve openings, is based on the fact that the vapor is subjected to a flow deflection after flowing through the first vapor opening of the first (upstream) sieve in order to the transversely arranged second sieve opening of the second (downstream) sieve to arrive.
  • Decisive here is that in this curved course of the vapor flow between the two sieves, the water droplets contained in the steam due to their inertia tend to flow through a less curved flow path and thus in a region of the second sieve adjacent to (or at a distance to) the second sieve opening (or in a region between second screen openings) impinge.
  • these areas eg, massive screen surfaces
  • a water separator can be designed so that the directions of the steam inlet (at the first screen openings) and the steam outlet (eg at the second screen openings) are identical, wherein advantageously a very short length of the water separator is possible. In the simplest case, this length is defined by the sum of the "screen thicknesses" of the first and second screens plus the "screen spacing" between the two screens. If the sieve arrangement also has a third sieve (and possibly also a fourth sieve, etc.), the overall length of the water separator increases accordingly.
  • a further advantage of the water separator or active principle according to the invention is the "scalability" of the construction to a predetermined cross-sectional area of the relevant wet steam flow. Since each sieve used can have one or more sieve openings and the arrangement of several sieve openings on each sieve can be largely arbitrary, the construction according to the invention can be adapted in a simple manner to any cross-sectional areas and cross-sectional shapes of the relevant wet steam flow.
  • the water discharge device comprises at least one water drainage channel extending in the interior of the second wire and at least one opening in this water drainage channel at a baffle surface of the second wire adjacent to the second wire opening.
  • the water discharge device further comprises means for actively discharging water located in the water drainage channel (eg by using a "suction" by means of a water pump).
  • the first sieve can be used, for example, as a sieve plate, e.g. B. flat screen plate, be formed. At the first sieve, no components of the water discharge device are required, so that the first sieve can advantageously be provided with a very small thickness. In a particularly simple design it is a metal plate (eg of steel), which is provided with a first sieve opening or with a plurality of first sieve openings. A plurality of first screen openings is preferably provided in a regular arrangement on a one-dimensional or two-dimensional grid (in a mathematical sense).
  • the second sieve (and possibly further sieves) can also be designed as a sieve plate (eg made of metal, with one or more second sieve openings).
  • a sieve plate eg made of metal, with one or more second sieve openings.
  • at least one water drainage channel can be formed inside this filter plate.
  • said water drainage channel in the second sieve can constitute a water collection channel which is used for merging and jointly discharging water which passes into the water drainage channel via several branches, whereby these branches are supplied via corresponding junctions at the areas between the second screen openings with water fractions (separated from the wet steam flow).
  • the water separator further comprises a third sieve downstream of the second sieve and having at least one third sieve opening offset from the second sieve opening, the water discharge device further discharging water adjacent the third sieve opening to the third Sieve impinges, is formed.
  • the water separator can also comprise more than three sieves arranged one behind the other.
  • the second, third, etc. sieve each with suitable water drainage channels in the interior of this z. B. as a flat screen plates shaped sieves be provided, through which the impacted water can be removed.
  • a drain construction In the very first, ie the furthest upstream screen such a drain construction is unnecessary. Rather, it is essential that the second sieve in the direction of flow and, if appropriate, further sieves following in the steam sieve arrangement are each equipped with a suitable drain construction and each sieve opening of a "subsequent sieve" is arranged with an offset to the or each of the sieve openings of the "preceding sieve” is.
  • a separation of water from a wet steam flow is provided, which occurs within a turbine housing of a steam turbine.
  • a steam turbine of the type of interest here may include a turbine housing having a turbine shaft rotatably mounted therein about a turbine axis, along the turbine shaft having a plurality of steam-flow stage groups each formed of a shaft-fixed blade structure and a stationary stator vane structure cooperating therewith in that a pressure and temperature-reducing expansion of the water vapor takes place in each of the step groups through which water vapor flows successively.
  • Such steam turbines are known from the prior art and can be used for example in nuclear power, geothermal, solar thermal, biomass or other power plants advantageous for the production of electrical energy.
  • This known steam turbine comprises a turbine housing with a turbine shaft ("turbine runner”) rotatably mounted therein around a turbine axis, wherein a plurality of steam-flow stage groups are provided along the turbine shaft each formed of a shaft-fixed blade structure and a housing-fixed vane structure meshing therewith.
  • turbine operation a pressure and temperature-reducing expansion of the water vapor takes place in the successively flowed through by steam vapor stage groups to use energy from the water vapor for rotary drive of the turbine shaft.
  • an embodiment of the steam turbine in which at least one of the stage groups for discharging wet steam is designed with a water content of more than 5%, wherein in the steam flow path behind this stage group a water separator of the type already described above is arranged, via which the water vapor after reduction of the water content to less than 3%, in particular less than 2%, is delivered to a subsequent of the step groups.
  • At least one of the stage groups is designed to dispense wet steam having a water content of more than 5%, preferably in the range of 5 to 15%.
  • the relevant stage group thus advantageously allows a high efficiency of energy conversion.
  • a water separator is arranged in the steam flow path behind this step group, via which the water vapor is discharged to a subsequent one of the step groups after reduction of the water content to less than 3%, preferably less than 2%, or even about 0% ,
  • the steam turbine according to the invention can be used in particular for generating electrical energy by means of an electric generator driven therefrom.
  • live steam with a pressure of z. B. more than 100 bar and a temperature of z. B. more than 400 ° C are supplied.
  • the expanded steam can reach a pressure of, for. B. less than 1 bar (ie vacuum) and a temperature of z. B. less than 50 ° C.
  • no intermediate superheating in the steam flow path is provided in order to avoid the associated plant-related expenditure.
  • the steam turbine may comprise two, three, four or more stages groups, wherein in the steam flow path behind a or at least one water separator having the above-described function can be arranged in each case, or several stages groups.
  • the water separator is housed completely within the turbine housing.
  • the (at least one) water separator in this case has a "steam sieve arrangement" of the type already described above for trapping water droplets.
  • the vapor sieve assembly preferably housed within the turbine housing, may be radially sealed from the turbine housing and / or from the turbine shaft to avoid a flow of wet steam past the vapor sifter assembly during turbine operation.
  • the water separator is partially disposed outside of the turbine housing.
  • all parts of the water separator located outside of the turbine housing are preferably structurally combined with the turbine housing, ie, for example. B. housed in flanged, welded or integrally molded as housing casings with the housing body piping or formed from such piping.
  • All parts of the Wassersepartors are preferably housed within a (imaginary) cylindrical space whose axial length corresponds to the axial extent of the turbine shaft within the turbine housing and whose radial diameter is smaller than 4 times, preferably smaller than 3 times, the maximum diameter a turbine housing body (turbine housing without Wassersepartorkomponenten).
  • the Dampfsieban ever can be installed outside of the turbine housing and connected to at least one steam supply line and at least one vapor return line to the interior of the turbine housing.
  • the steam sieve assembly comprises a plurality of sieves (one behind the other) with the sieve opening (s) of each sieve being offset from the sieve opening (s) of a sieve immediately upstream in the steam sieve assembly.
  • water separated from the wet steam leads out of the turbine and is supplied to another point in a water-steam cycle.
  • this cycle in the known manner, in the steam flow path at the end of the turbine led out exhaust steam z. B. first to a condenser and from there on to a steamer to be supplied by the steamer heater with high pressure and high temperature provided live steam, especially at the beginning of the steam flow curve of the turbine (at a "live steam").
  • a plurality of water separators of the said function are provided, each of which is arranged between two steam groups in the steam flow course of the successive stages groups.
  • Fig. 1 illustrates a water separator 10 for separating water from a wet steam flow, such as may occur in the region of a water-steam cycle of a steam turbine plant.
  • wet steam denotes in the usual way a mixture of water vapor (in the gaseous phase) and water (in the liquid phase).
  • the flow through the water separator 10 takes place in Fig. 1 from left to right (flow direction).
  • Flow paths of the vapor are symbolized by arrows, the dashed arrows symbolizing the flow paths of the water vapor portion and the solid arrows symbolizing the flow paths of the water portion (condensate in the form of water droplets).
  • the water separator 10 comprises a first sieve 12-1 with a first sieve opening 14-1 and a second sieve 12-2 arranged downstream therefrom in the flow direction at a distance d and having a second sieve opening 14-2 which is offset at an offset a to the first sieve opening 14-2. 1 is arranged. As it is in the left part of Fig. 1 is shown at the first screen opening 14-1 first wet steam containing a "dry" vapor content and a water content (condensate) enters the screen assembly of the water separator 10 a.
  • the water droplets forming the water fraction can not or do not follow the acceleration or deflection of the steam flow in the intermediate space between the sieves 12-1 and 12-2 to the extent in which the dry vapor portion is deflected.
  • the velocity vectors of steam and water droplets differ in magnitude and direction.
  • junction 16 adjacent the screen opening 14-2 forms, together with the water drainage channel 18, a water drainage device for discharging water adjacent to the screen opening 14-2 on the second screen 12-2, thus effectively "missing" the opening 14-2.
  • Fig. 1 symbolizes the length of the drawn arrows the amount of velocity vectors. It can be seen that the water droplets (solid arrows) flow rather straight and at a rather constant speed through the sieve opening 14-1 and continue to impinge on the baffle or the junction 16 of the subsequent screen 12-2, whereas the speed of the vapor fraction in the Each of the screen openings 14-1 and 14-2 accelerates and slows down slightly behind each of these screen openings.
  • the equipment of the baffle of the second screen 12-2 with the described drain construction 16, 18 avoids entrainment of the water impacted on the baffle through the second screen opening 14-2.
  • the screen openings are respectively elongated, namely orthogonal to the flow direction and orthogonal to the "deflection direction" (The deflection direction is z Fig. 1 Vertical).
  • This design of the screen openings is z. B. in particular for in Fig. 1 in which case the first sieve 12-1 and the second sieve 12-2 each have only a single sieve opening 14-1 or 14-2 exhibit.
  • such an elongate shape can also be provided for the case of several screen openings of the first and / or second screen.
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a Dampfsieban note a water separator 10a, which is formed in the illustrated example of three successive screen plates 12a-1, 12a-2 and 12a-3.
  • each of the screen plates 12a-1 to 12a-3 is provided with a regular arrangement of a plurality of screen openings 14a-1, 14a-2 and 14a-3.
  • the screen openings 14a-1, 14a-2 or 14a-3 are respectively elongated orthogonal to the flow direction and orthogonal to the "deflection direction", in particular when the screen openings 14a-1, 14a-2 or 14a are arranged. 3 on a respective one-dimensional (mathematical) grid.
  • Deviating from the sieve openings 14a-1, 14a-2 and 14a-3, however, z. B. also have an at least approximately circular shape, in particular when the screen openings 14a-1, 14a-2 or 14a-3 are arranged on a respective two-dimensional (mathematical) grid.
  • FIG. 2 the water drain construction of the second screen plate 12a-2 (and the third screen plate 12a-3) is not shown.
  • a device for removing water which impinges in areas between the second screen openings 14a-2 (or in areas between the screen openings 14a-3 of the third screen plate 12a-3), could for example be formed as already described with reference to FIG Fig. 1 has been described.
  • Corresponding drainage structures are in the example according to Fig. 2 to provide both in the second screen plate 12a-2 and in the drilled screen plate 12a-3.
  • the channels can be on the output side z. B. in a common water collection channel, which in turn is connected to the input of a water pump to "suck off” the trapped water “active” or deduce.
  • Fig. 3 shows a steam turbine 30b comprising an approximately cylindrical turbine housing 32b with a turbine shaft 36b rotatably mounted therein about a turbine axis 34b.
  • Each of the stage groups 38b-1 to 38b-4 is formed of a blade structure rotationally connected to the turbine shaft 36b and a vane structure cooperating therewith and held stationary to the turbine housing 32b.
  • a blade structure herein consists of a series of axially spaced blade rows with blades 40b projecting radially from the turbine shaft 36b
  • a stator structure consists of a series of axially spaced apart blade rows with a plurality of stator blades 42b radially inwardly projecting from stationary ones Steam flow course of a stage group alternately blades and vanes are flowed around by water vapor.
  • each of the succession of steam-flow stage groups 38b-1 to 38b-4 takes place in each case a pressure and temperature-reducing expansion of the water vapor.
  • stage groups 38b-1, 38b-2 and 38b-3 are designed for the delivery of wet steam with a water content of, for example, about 5 to 15% (and accordingly a water vapor content of about 85 to 95%) , wherein in the respective further steam flow course behind these stage groups 38b-1, 38b-2, 38b-3 is in each case a water separator 10b-1, 10b-2 or 10b-3 is arranged, by means of which the wet steam at these locations each (liquid) water is withdrawn.
  • the steam is thus delivered with a reduced proportion of water (and correspondingly increased water vapor content) to the respective subsequent (38b-2, 38b-3 and 38b-4) of the stage groups 38b-1 to 38b-4 in the steam flow course.
  • the steam turbine 30b is designed and operated such that the water content of the wet steam upstream of each of the water separators 10b-1, 10b-2, and 10b-3, respectively, of about 10% after passing through this downstream water separator is substantially reduced smaller value is reduced.
  • the proportion of water is practically reduced to 0%, thus generating "dry steam".
  • Each of the water separators 10b-1 to 10b-3 dries the water vapor more or less strongly, so that downstream of it especially the energetically high-quality water vapor for further expansion in the turbine 30b is continued.
  • the water withdrawn from the water separators 10b-1 to 10b-3 may, for example, be taken out of the turbine 30b and recycled (not shown), such as to reuse it in the water-steam cycle of a respective power plant.
  • the illustrated construction of the turbine 30b makes it possible to dispense with expensive external devices for so-called reheating, as are used in the prior art to avoid excessively high proportions of water, in particular in low-pressure turbine areas. If intermediate reheating is nevertheless provided in the illustrated turbine 30b, then the devices used therefor can advantageously be made less expensive.
  • stage groups 38b-1 to 38b-4 and the water separators 10b-1 to 10b-3 are to be understood as exemplary only and can be modified.
  • water separators may also be arranged only behind some or those groups of steps in which a release of wet steam is to be expected. This is usually the case in conventional turbine designs only in so-called medium-pressure stages and especially low-pressure stages, or in so-called "saturated steam processes".
  • steam turbine 30b accordingly also represent only such a medium-pressure level or low-pressure stage (a total larger steam turbine plant).
  • the water separators 10b-1 to 10b-3 are housed completely within the turbine housing 32b in the illustrated example. In this case, if necessary, water discharge lines are led out through the turbine housing 32b (not shown).
  • Each of the water separators 10b-1 to 10b-3 includes a steam strainer arrangement for trapping water droplets from the steam flow, for example as described above with respect to FIG Fig. 1 and 2 already described.
  • the steam turbine 30b advantageously implements an "internal vapor separation" by means of which impermissibly high vaporization during expansion, and consequently blade erosion and similar problems, can be avoided, in particular when using lower live steam pressures and temperatures. Any protective measures on the turbine components, such. As hardening of the blades or heating of the vanes, are unnecessary or can be provided with less effort.
  • water separators may differ from the embodiment according to Fig. 3 Also, a partial arrangement of components of these water separators are selected outside of an actual turbine housing.
  • a water separator can be connected to the turbine housing via a relatively short pipe arrangement (principle: pipe removal).
  • a water separator may be coupled to the turbine housing via a conduit connection formed by a housing casting (eg, "bleed port").

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Abtrennung von Wasser aus einer Nassdampfströmung. Hierfür wird erfindungsgemäß ein Wasserseparator (10) vorgeschlagen, welcher umfasst: ein erstes Sieb (12-1) mit wenigstens einer ersten Sieböffnung (14-1) und ein in Strömungsrichtung dahinter angeordnetes zweites Sieb (12-2) mit wenigstens einer zweiten Sieböffnung (14-2), die mit einem Versatz zur ersten Sieböffnung (14-1) angeordnet ist, und eine Wasserabfuhreinrichtung (16, 18) zum Abführen von Wasser, welches benachbart der zweiten Sieböffnung (14-2) auf das zweite Sieb (12-2) auftrifft. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung. Eine bevorzugte Verwendung des Wasserseparators (10) bzw. des Verfahrens ist die Abtrennung von Wasser aus einer Nassdampfströmung, die in einer Dampfturbine auftritt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserseparator und ein Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung, beispielsweise einer im Bereich einer Dampfturbinenanlage auftretenden Nassdampfströmung. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Wasserseparators bei einer Dampfturbine.
  • Der Einsatz eines Wasserseparators in einem Wasser-Dampf-Kreislauf einer Dampfturbinenanlage ist beispielsweise aus der EP 0 848 208 B1 bekannt. Bei diesem bekannten Anwendungsbeispiel dient der Wasserseparator zum Abtrennen von Wasser (mitsamt darin gelösten Verunreinigungen) aus einer Nassdampfströmung zwischen einem Verdampfer und einem Überhitzer des Wasser-Dampf-Kreislaufes. Der bekannte Wasserseparator ist als eine "Abscheideflasche" von zylindrischer Form ausgebildet, welche mit zwei tangentialen, in einem flachen Winkel zur Horizontalen angeordneten Dampfeintrittsöffnungen versehen ist, um eine abwärts gerichtete Drallströmung des eintretenden Nassdampfes in der Abscheideflasche zu erzeugen. Der Separator arbeitet somit nach dem Prinzip eines "Fliehkraftabscheiders".
  • Das Funktionsprinzip des bekannten Wasserseparators bedingt spezielle Bauraumerfordernisse, etwa in Hinblick auf dessen zylindrische Formgestaltung sowie die nur in engen Grenzen variierbare Gestaltung und Anordnung von Dampfeintritts- und Dampfaustrittsöffnungen. Diese speziellen Bauraumerfordernisse können in bestimmten Anwendungsumgebungen einen Nachteil darstellen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige Art von Wasserseparator bzw. ein neuartiges Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung anzugeben.
  • Der erfindungsgemäße Wasserseparator umfasst:
    • ein erstes Sieb mit wenigstens einer ersten Sieböffnung und ein in Strömungsrichtung dahinter angeordnetes zweites Sieb mit wenigstens einer zweiten Sieböffnung, die mit einem Versatz zur ersten Sieböffnung angeordnet ist, und
    • eine Wasserabfuhreinrichtung zum Abführen von Wasser, welches benachbart der zweiten Sieböffnung auf das zweite Sieb auftrifft.
  • Der Begriff "Sieb" wird hier in einem sehr weitgehenden bzw. übertragenen Sinn verwendet. Wie nachfolgend noch erläutert, wird das Sieb nicht in herkömmlicher Weise verwendet, besitzt jedoch eine oder (wie bei herkömmlichen Sieben üblich) mehrere Öffnungen (Sieböffnungen). Eine "Siebfläche" besteht aus einer oder mehreren Sieböffnungen und dem Bereich benachbart der Sieböffnung bzw. den Bereichen zwischen den mehreren Sieböffnungen.
  • Nachfolgend werden der Wasserseparator, dessen Funktionsweise und verschiedene Ausgestaltungen zunächst für denjenigen (sehr einfachen) Fall erläutert, bei welchem der Separator nur eine "erste Sieböffnung" (des ersten Siebes) und nur eine "zweite Sieböffnung" (des zweiten Siebes) aufweist. Es sei jedoch bereits an dieser Stelle angemerkt, dass das erste Sieb und/oder das zweite Sieb jeweils mit einer Mehrzahl von ersten bzw. zweiten Sieböffnungen versehen sein kann. Auch wird unten noch erläutert, dass die beim erfindungsgemäßen Wasserseparator vorgesehene Siebanordnung mehr als zwei Siebe umfassen kann.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Siebanordnung aus einem ersten Sieb und einem zweiten Sieb (und gegebenenfalls noch weiteren Sieben) weicht erheblich von der herkömmlichen Funktionsweise einer Anordnung von zwei (oder mehr) hintereinander angeordneten Sieben ab:
    • Die herkömmliche Funktionsweise eines einzelnen Siebes besteht darin, bei der Durchströmung des Siebes diejenigen Partikel abzufangen, welche aufgrund ihrer Abmessungen nicht durch die Sieböffnungen passen. Eine solche Funktionsweise scheitert im vorliegenden Anwendungsfall ("Aussieben von Wassertröpfchen") daran, dass erstens die in der Dampfströmung befindlichen Wassertröpfchen aufgrund ihrer Formveränderlichkeit einfach durch die Sieböffnungen "hindurchgedrückt" würden und zweitens die Sieböffnungen sehr klein sein müssten, um eine gewisse Zurückhaltungsfunktion für die Wassertröpfchen bereitzustellen, was nachteiligerweise zu einem sehr großen Strömungswiderstand führen würde.
  • Demgegenüber beruht die Funktion der erfindungsgemäßen Dampfsiebanordnung, die aus wenigstens zwei Sieben mit zueinander versetzten Sieböffnungen besteht, darauf, dass der Dampf nach Durchströmung der ersten Dampföffnung des ersten (stromaufwärtigen) Siebes einer Strömungsumlenkung unterworfen ist, um zu der in Querrichtung versetzt angeordneten zweiten Sieböffnung des zweiten (stromabwärtigen) Siebes zu gelangen. Entscheidend ist hierbei nun, dass bei diesem gekrümmten Verlauf der Dampfströmung zwischen den beiden Sieben die im Dampf enthaltenen Wassertröpfchen aufgrund ihrer Massenträgheit einen tendenziell weniger stark gekrümmten Strömungsweg durchlaufen und somit in einem Bereich des zweiten Siebes benachbart der (bzw. im Abstand zur) zweiten Sieböffnung (bzw. in einem Bereich zwischen zweiten Sieböffnungen) auftreffen. Diese Bereiche (z. B. massive Siebflächen) können jedoch mit geeigneten Ablaufkonstruktionen ausgestattet werden, um die aufgetroffenen Wassertröpfchen abzuführen und somit deren dampfströmungsgetriebene Mitnahme zu den Sieböffnungen des zweiten Siebes zu vermeiden.
  • Selbstverständlich erfordert auch der erfindungsgemäße Wasserseparator einen gewissen Bauraum. Im Gegensatz zu den bekannten "Abscheideflaschen" können jedoch für viele Anwendungsfälle vorteilhaftere Bauformen gewählt werden. Insbesondere kann gemäß der Erfindung vorteilhaft ein Wasserseparator so gestaltet werden, dass die Richtungen des Dampfeintrittes (an den ersten Sieböffnungen) und des Dampfaustrittes (z. B. an den zweiten Sieböffnungen) identisch sind, wobei ferner vorteilhaft eine sehr kurze Baulänge des Wasserseparators ermöglichst ist. Im einfachsten Fall wird diese Baulänge von der Summe der "Siebdicken" des ersten und des zweiten Siebes zuzüglich des "Siebabstandes" zwischen den beiden Sieben definiert. Falls die Siebanordnung noch ein drittes Sieb (und gegebenenfalls noch ein viertes Sieb usw.) aufweist, so erhöht sich die Baulänge des Wasserseparators entsprechend.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Wasserseparators bzw. Wirkprinzips ist die "Skalierbarkeit" der Konstruktion an eine vorgegebene Querschnittsfläche der betreffenden Nassdampfströmung. Da jedes verwendete Sieb eine oder mehrere Sieböffnungen aufweisen kann, und auch die Anordnung mehrerer Sieböffnungen an jedem Sieb weitgehend beliebig vorgesehen sein kann, lässt sich die erfindungsgemäße Konstruktion in einfacher Weise an beliebige Querschnittsflächen und Querschnittsformen der betreffenden Nassdampfströmung anpassen.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Wasserabfuhreinrichtung wenigstens einen im Inneren des zweiten Siebes verlaufenden Wasserablaufkanal und wenigstens eine Einmündung in diesen Wasserablaufkanal an einer Prallfläche des zweiten Siebes benachbart der zweiten Sieböffnung.
  • In einer Weiterbildung umfasst die Wasserabfuhreinrichtung ferner Mittel zum aktiven Abführen von im Wasserablaufkanal befindlichem Wasser (z. B. unter Einsatz einer "Absaugung" mittels einer Wasserpumpe).
  • Das erste Sieb kann beispielsweise als eine Siebplatte, z. B. ebene Siebplatte, ausgebildet sein. An dem ersten Sieb sind keine Komponenten der Wasserabfuhreinrichtung erforderlich, so dass das erste Sieb vorteilhaft mit sehr geringer Dicke vorgesehen sein kann. In einer besonders einfachen Ausführung handelt es sich um eine Metallplatte (z. B. aus Stahl), die mit einer ersten Sieböffnung oder mit einer Mehrzahl von ersten Sieböffnungen versehen ist. Eine Mehrzahl von ersten Sieböffnungen ist bevorzugt in einer regelmäßigen Anordnung auf einem eindimensionalen oder zweidimensionalen Gitter (in mathematischem Sinne) vorgesehen.
  • Auch das zweite Sieb (und gegebenenfalls weitere Siebe) kann als eine Siebplatte (z. B. aus Metall, mit einer oder mehreren zweiten Sieböffnungen) ausgebildet sein. Als eine Komponente der Wasserabfuhreinrichtung kann im Inneren dieser Siebplatte wenigstens ein Wasserablaufkanal ausgebildet sein.
  • Falls das zweite Sieb mit einer Mehrzahl von zweiten Sieböffnungen versehen ist, die bevorzugt ebenfalls gemäß einer regelmäßigen Anordnung auf einem (mathematischen) Gitter angeordnet sind, so kann der genannte Wasserablaufkanal im zweiten Sieb einen Wassersammelkanal darstellen, welcher zum Zusammenführen und gemeinsamen Abführen von Wasser genutzt wird, welches über mehrere Einzweigungen in den Wasserablaufkanal gelangt, wobei diese Einzweigungen über entsprechende Einmündungen an den Bereichen zwischen den zweiten Sieböffnungen mit (aus der Nassdampfströmung abgetrennten) Wasseranteilen versorgt werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Wasserseparator ferner ein in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Sieb angeordnetes drittes Sieb mit wenigstens einer dritten Sieböffnung, die mit einem Versatz zur zweiten Sieböffnung angeordnet ist, wobei die Wasserabfuhreinrichtung ferner zum Abführen von Wasser, welches benachbart der dritten Sieböffnung auf das dritte Sieb auftrifft, ausgebildet ist.
  • Wie bereits erwähnt kann der Wasserseparator auch noch mehr als drei hintereinander angeordnete Siebe umfassen. Zur Ausbildung der Wasserabfuhreinrichtung können das zweite, dritte usw. Sieb jeweils mit geeigneten Wasserablaufkanälen im Inneren dieser z. B. als ebene Siebplatten formgestalteten Sieben vorgesehen sein, über welche das aufgetroffene Wasser abgeführt werden kann. Bei dem allerersten, d. h. am weitesten stromaufwärts angeordneten Sieb ist eine derartige Ablaufkonstruktion entbehrlich. Wesentlich ist vielmehr, dass das in Strömungsrichtung zweite Sieb und gegebenenfalls noch weitere in der Dampfsiebanordnung folgende Siebe jeweils mit einer geeigneten Ablaufkonstruktion ausgestattet sind und jede Sieböffnung eines "nachfolgenden Siebes" mit einem Versatz zu der bzw. jeder der Sieböffnungen des "vorausgehenden Siebes" angeordnet ist.
  • Hinsichtlich der Anordnung einer Mehrzahl von Sieböffnung in jeweiligen Sieben ist anzumerken, dass diese Sieböffnungsanordnungen z. B. für ein erstes Sieb und ein drittes Sieb identisch vorgesehen sein können. Ebenso können die Sieböffnungsanordnungen eines zweiten Siebes und eines vierten Siebes identisch vorgesehen sein, wobei entsprechend des erfindungsgemäßen Wirkprinzips die Sieböffnungen des zweiten Siebes mit einem Versatz bezüglich der Sieböffnungen des ersten Siebes und die Sieböffnungen des dritten Siebes mit einem Versatz bezüglich der Sieböffnungen des zweiten Siebes vorzusehen sind. Wesentlich ist, dass in jedem Zwischenraum zwischen zwei unmittelbar benachbarten Sieben ein gekrümmter Dampfströmungsverlauf erzwungen wird (um an dem betreffenden stromabwärtigen Sieb ein Auffangen und Abführen von Wassertröpfchen zu ermöglichen).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung umfasst die Schritte:
    • Führen der Nassdampfströmung durch ein erstes Sieb mit wenigstens einer ersten Sieböffnung und ein in Strömungsrichtung dahinter angeordnetes zweites Sieb mit wenigstens einer zweiten Sieböffnung, die mit einem Versatz zur ersten Sieböffnung angeordnet ist, und
    • Abführen von Wasser, welches benachbart der zweiten Sieböffnung auf das zweite Sieb auftrifft.
  • Gemäß einer besonders interessanten Ausgestaltung dieses Verfahrens bzw. Verwendung des erfindungsgemäßen Wasserseparators ist ein Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung vorgesehen, die innerhalb eines Turbinengehäuses einer Dampfturbine auftritt.
  • Eine Dampfturbine der hier interessierenden Art kann ein Turbinengehäuse mit einer darin drehbar um eine Turbinenachse gelagerten Turbinenwelle umfassen, wobei entlang der Turbinenwelle eine Mehrzahl von mit Wasserdampf durchströmbaren Stufengruppen vorgesehen sind, die jeweils aus einer wellenfesten Laufschaufelstruktur und einer damit zusammenwirkenden gehäusefesten Leitschaufelstruktur gebildet sind, so dass in den nacheinander von Wasserdampf durchströmten Stufengruppen jeweils eine druck- und temperaturreduzierende Expansion des Wasserdampfes erfolgt.
  • Derartige Dampfturbinen sind aus dem Stand der Technik bekannt und können beispielsweise in Kernkraft-, Geothermie-, Solarthermie-, Biomasse- oder anderen Kraftwerken vorteilhaft zur Erzeugung von elektrischer Energie eingesetzt werden.
  • Lediglich beispielhaft sei auf die DE 197 01 020 A1 verwiesen in welcher eine Dampfturbine der gattungsgemäßen Art beschrieben ist. Diese bekannte Dampfturbine umfasst ein Turbinengehäuse mit einer darin drehbar um eine Turbinenachse gelagerten Turbinenwelle ("Turbinenläufer"), wobei entlang der Turbinenwelle mehrere von Wasserdampf durchströmbare Stufengruppen vorgesehen sind, die jeweils aus einer wellenfesten Laufschaufelstruktur und einer damit kämmenden gehäusefesten Leitschaufelstruktur gebildet sind. Im Turbinenbetrieb erfolgt in den nacheinander von Wasserdampf durchströmten Stufengruppen jeweils eine druck- und temperaturreduzierende Expansion des Wasserdampfes, um Energie aus dem Wasserdampf zum Drehantrieb der Turbinenwelle zu nutzen.
  • Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der Energieumwandlung ist es bekanntlich von Vorteil, wenn in der Turbine eine sehr weitgehende Expansion des Wasserdampfes stattfindet, bei welcher eine möglichst große Temperaturdifferenz zwischen zugeführtem und abgeführtem Wasserdampf besteht. Beim Unterschreiten der Taulinie (bzw. Sattdampfkurve) kommt es zum Auskondensieren von Wasser im Dampfströmungsverlauf noch innerhalb des Turbinengehäuses. Die Folge sind Schaufelerosion (z. B. so genannte "Tröpfchenschlagerosion") und Erosionskorrosion insbesondere in im Strömungsverlauf weiter hinten liegenden Turbinenbereichen, z. B. in "Niederdruckbereichen".
  • Bei der aus der DE 197 01 020 A1 bekannten Dampfturbine wird dieses Problem durch eine so genannte "Zwischenüberhitzung" gelöst. Hierbei wird an wenigstens einer Stelle im Dampfströmungsverlauf bereits teilweise expandierter Wasserdampf nicht unmittelbar an eine nachfolgende Stufengruppe abgegeben, sondern zunächst von der Turbine weg zu einem separat von der Turbine installierten Dampferhitzer geleitet, um nach geeigneter Aufheizung wieder in die Turbine zurückgeleitet zu werden.
  • Diese nach dem Stand der Technik bekannte Lösung mit wenigstens einem außerhalb der Turbine betriebenen Dampferhitzer erfordert einen hohen anlagetechnischen Aufwand sowie einen zusätzlichen Energieeinsatz (z. B. Brennstoffenergie).
  • Es besteht daher Bedarf dafür, bei einer Dampfturbine der oben beschriebenen Art die mit einem Auskondensieren von Wasser im Dampfströmungsverlauf verbundenen Probleme zu vermindern, um auf diese Weise insbesondere auf eine aufwendige Zwischenüberhitzung verzichten zu können.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher eine Ausgestaltung der Dampfturbine vorgeschlagen, bei welcher wenigstens eine der Stufengruppen zur Abgabe von Nassdampf mit einem Wasseranteil von mehr als 5% ausgelegt ist, wobei im Dampfströmungsverlauf hinter dieser Stufengruppe ein Wasserseparator der oben bereits beschriebenen Art angeordnet ist, über welchen der Wasserdampf nach Reduktion des Wasseranteils auf weniger als 3%, insbesondere weniger als 2%, an eine nachfolgende der Stufengruppen abgegeben wird.
  • Bei einer solchen Dampfturbine ist wenigstens eine der Stufengruppen zur Abgabe von Nassdampf mit einem Wasseranteil von mehr als 5%, bevorzugt im Bereich von 5 bis 15% ausgelegt. Die betreffende Stufengruppe ermöglicht damit vorteilhaft eine hohe Effizienz der Energieumwandlung. Zur Vermeidung der ansonsten zu erwartenden Probleme ist im Dampfströmungsverlauf hinter dieser Stufengruppe ein Wasserseparator angeordnet, über welchen der Wasserdampf nach Reduktion des Wasseranteils auf weniger als 3%, bevorzugt weniger als 2%, oder sogar etwa 0%, an eine nachfolgende der Stufengruppen abgegeben wird.
  • Die erfindungsgemäße Dampfturbine kann insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines davon angetriebenen elektrischen Generators verwendet werden.
  • Einer im Dampfströmungsverlauf ersten Stufengruppe, beispielsweise als Teil einer "Hochdruckstufe" der Dampfturbine bzw. einer diese Turbine enthaltenden Dampfturbinenanlage, kann Frischdampf mit einem Druck von z. B. mehr als 100 bar und einer Temperatur von z. B. mehr als 400 °C zugeführt werden. Am Ende der im Dampfströmungsverlauf letzten Stufengruppe kann der expandierte Dampf einen Druck von z. B. weniger als 1 bar (also Unterdruck) und eine Temperatur von z. B. weniger als 50 °C aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Turbine ist keine Zwischenüberhitzung im Dampfströmungsverlauf vorgesehen, um den damit verbundenen anlagentechnischen Aufwand zu vermeiden.
  • Die Dampfturbine kann zwei, drei, vier oder noch mehr Stufengruppen umfassen, wobei im Dampfströmungsverlauf hinter einer oder mehreren Stufengruppen jeweils (wenigstens) ein Wasserseparator mit der oben erläuterten Funktion angeordnet sein kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wasserseparator vollständig innerhalb des Turbinengehäuses untergebracht.
  • Der (wenigstens eine) Wasserseparator weist hierbei eine "Dampfsiebanordnung" der oben bereits beschriebenen Art zum Abfangen von Wassertröpfchen auf. Die bevorzugt innerhalb des Turbinengehäuses untergebrachte Dampfsiebanordnung kann gegenüber dem Turbinengehäuse und/oder gegenüber der Turbinenwelle radial abgedichtet sein, um im Turbinenbetrieb eine Strömung von Nassdampf "an der Dampfsiebanordnung vorbei" zu vermeiden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Wasserseparator teilweise außerhalb des Turbinengehäuses angeordnet. Bevorzugt sind hierbei jedoch sämtliche außerhalb des Turbinengehäuses befindlichen Teile des Wasserseparators baulich mit dem Turbinengehäuse zusammengefasst, also z. B. in angeflanschten, angeschweißten oder als Gehäuseangüsse einstückig mit dem Gehäusekorpus verbundenen Rohrleitungen untergebracht bzw. von derartigen Rohrleitungen gebildet. Sämtliche Teile des Wassersepartors sind bevorzugt innerhalb eines (gedachten) zylindrischen Bauraumes untergebracht, dessen axiale Länge der axialen Ausdehnung der Turbinenwelle innerhalb des Turbinengehäuses entspricht und dessen radialer Durchmesser kleiner ist als das 4-fache, bevorzugt kleiner als das 3-fache, des maximalen Durchmessers eines Turbinengehäusekorpus (Turbinengehäuse ohne Wassersepartorkomponenten).
  • Bei der teilweisen Ausführung des Wasserseparators außerhalb des Turbinengehäuses kann die Dampfsiebanordnung außerhalb des Turbinengehäuses installiert und mit wenigstens einer Dampfzuleitung und wenigstens einer Dampfrückleitung mit dem Innenraum des Turbinengehäuses verbunden sein.
  • In jedem Fall umfasst die Dampfsiebanordnung eine Mehrzahl von (hintereinandergeschalteten) Sieben, wobei die Sieböffnung(en) jedes Siebes mit Versatz zu der (den) Sieböffnung(en) eines in der Dampfsiebanordnung stromaufwärts unmittelbar benachbarten Siebes angeordnet ist (sind).
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass aus dem Nassdampf absepariertes Wasser aus der Turbine herausführt und anderer Stelle einem Wasser-Wasserdampf-Kreislauf wieder zugeführt wird. Bei diesem Kreislauf kann in an sich bekannter Weise der im Dampfströmungsverlauf am Ende der Turbine herausgeführte Abdampf z. B. zunächst zu einem Kondensator und von dort weiter zu einem Dampferhitzer geleitet werden, um vom Dampferhitzer mit hohem Druck und hoher Temperatur bereitgestellten Frischdampf insbesondere zu Beginn des Dampfströmungsverlaufes der Turbine (an einem "Frischdampfanschluss") zuzuführen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Wasserseparatoren der genannten Funktion vorgesehen, die jeweils zwischen zwei im Dampfströmungsverlauf der Turbine unmittelbar aufeinanderfolgenden Stufengruppen angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
    • Fig. 1
    eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Wasserseparators zur Veranschaulichung der Funktionsweise,
    Fig. 2
    eine Schnittansicht eines Wasserseparators gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, und
    Fig. 3
    eine Schnittansicht zur Veranschaulichung einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Dampfturbine.
  • Fig. 1 veranschaulicht einen Wasserseparator 10 zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung, wie sie beispielsweise im Bereich eines Wasser-Dampf-Kreislaufes einer Dampfturbinenanlage auftreten kann.
  • Der Begriff "Nassdampf" bezeichnet in üblicher Weise ein Gemisch aus Wasserdampf (in gasförmiger Phase) und Wasser (in flüssiger Phase).
  • Die Durchströmung des Wasserseparators 10 erfolgt in Fig. 1 von links nach rechts (Strömungsrichtung). Strömungspfade des Dampfes sind durch Pfeile symbolisiert, wobei die gestrichelten Pfeile die Strömungspfade des Wasserdampfanteiles und die durchgezogenen Pfeile die Strömungspfade des Wasseranteils (Kondensat in Form von Wassertröpfchen) symbolisieren.
  • Der Wasserseparator 10 umfasst ein erstes Sieb 12-1 mit einer ersten Sieböffnung 14-1 und ein in Strömungsrichtung in einem Abstand d dahinter angeordnetes zweites Sieb 12-2 mit einer zweiten Sieböffnung 14-2, die mit einem Versatz a zur ersten Sieböffnung 14-1 angeordnet ist. Wie es im linken Teil von Fig. 1 dargestellt ist, tritt an der ersten Sieböffnung 14-1 zunächst Nassdampf enthaltend einen "trockenen" Dampfanteil und einen Wasseranteil (Kondensat) in die Siebanordnung des Wasserseparators 10 ein. Hinter dieser Sieböffnung 14-1 des ersten Siebes 12-1 erfolgt eine Umlenkung der Dampfströmung in Querrichtung (mit einer Komponente orthogonal zur Durchströmungsrichtung), da die zweite Sieböffnung 14-2 des nachfolgenden zweiten Siebes 12-2 mit dem Versatz a gegenüber der Sieböffnung 14-1 des ersten Siebes 12-1 angeordnet ist.
  • Bei dieser Strömungsführung können die den Wasseranteil bildenden Wassertröpfchen der Beschleunigung bzw. Umlenkung der Dampfströmung im Zwischenraum zwischen den Sieben 12-1 und 12-2 nicht bzw. nicht in dem Ausmaß folgen, in dem der trockene Dampfanteil abgelenkt wird. Die Geschwindigkeitsvektoren von Dampf und Wassertröpfchen bilden sich in Betrag und Richtung unterschiedlich aus.
  • Während der Dampfanteil (gestrichelte Pfeile) die Öffnungen 14-1 und 14-2 "problemlos" durchströmt, trifft ein erheblicher Anteil der Wassertröpfchen (durchgezogene Pfeile) auf einen als Prallfläche fungierenden Oberflächenabschnitt des zweiten Siebes 12-2 auf und wird dort an einer Einmündung 16 aufgefangen, die in einen Wasserablaufkanal 18 führt.
  • Die benachbart der Sieböffnung 14-2 vorgesehene Einmündung 16 bildet zusammen mit dem Wasserablaufkanal 18 eine Wasserabfuhreinrichtung zum Abführen von Wasser, welches benachbart der Sieböffnung 14-2 auf das zweite Sieb 12-2 auftrifft, also gewissermaßen die Öffnung 14-2 "verfehlt".
  • In Fig. 1 symbolisiert die Länge der eingezeichneten Pfeile den Betrag der Geschwindigkeitsvektoren. Daraus ist ersichtlich, dass die Wassertröpfchen (durchgezogene Pfeile) eher geradlinig und mit eher konstanter Geschwindigkeit durch die Sieböffnung 14-1 hindurchströmen und weiter auf die Prallfläche bzw. die Einmündung 16 des nachfolgenden Siebes 12-2 auftreffen, wohingegen die Geschwindigkeit des Dampfanteils sich im Bereich der Sieböffnungen 14-1 und 14-2 jeweils beschleunigt und hinter diesen Sieböffnungen jeweils wieder etwas verlangsamt.
  • Die Ausstattung der Prallfläche des zweiten Siebes 12-2 mit der beschriebenen Ablaufkonstruktion 16, 18 vermeidet eine Mitnahme des auf die Prallfläche aufgetroffenen Wassers durch die zweite Sieböffnung 14-2.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sieböffnungen jeweils langgestreckt sind, und zwar orthogonal zur Durchströmungsrichtung und orthogonal zur "Ablenkungsrichtungrichtung" (Die Ablenkungsrichtungrichtung verläuft z. B. in Fig. 1 Vertikal). Diese Formgestaltung der Sieböffnungen ist z. B. insbesondere für den in Fig. 1 dargestellten Fall bevorzugt, bei welchem das erste Sieb 12-1 und das zweite Sieb 12-2 jeweils nur eine einzige Sieböffnung 14-1 bzw. 14-2 aufweisen. Eine derart langgestreckte Form kann jedoch auch für den Fall mehrerer Sieböffnungen des ersten und/oder zweiten Siebes vorgesehen werden.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Dampfsiebanordnung eines Wasserseparators 10a, die im dargestellten Beispiel aus drei hintereinander angeordneten Siebplatten 12a-1, 12a-2 und 12a-3 gebildet ist.
  • Mit dieser Anordnung wird das oben mit Bezug auf Fig. 1 bereits beschriebene Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung gewissermaßen zweifach hintereinander durchgeführt, nämlich zunächst mittels der Siebplatten 12a-1 und 12a-2, und sodann nochmals mittels der Siebplatten 12a-2 und 12a-3.
  • Ein weiterer Unterschied zu der einfachen Anordnung gemäß Fig. 1 besteht darin, dass jede der Siebplatten 12a-1 bis 12a-3 mit einer regelmäßigen Anordnung einer Vielzahl von Sieböffnungen 14a-1, 14a-2 bzw. 14a-3 versehen ist.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sieböffnungen 14a-1, 14a-2 bzw. 14a-3 orthogonal zur Durchströmungsrichtung und orthogonal zur "Ablenkungsrichtungrichtung" jeweils langgestreckt sind, insbesondere bei Anordnung der Sieböffnungen 14a-1, 14a-2 bzw. 14a-3 auf einem jeweiligen eindimensionalen (mathematischen) Gitter. Abweichend davon können die Sieböffnungen 14a-1, 14a-2 bzw. 14a-3 jedoch z. B. auch eine zumindest annähernd kreisrunde Form besitzen, insbesondere bei Anordnung der Sieböffnungen 14a-1, 14a-2 bzw. 14a-3 auf einem jeweiligen zweidimensionalen (mathematischen) Gitter.
  • Die Durchströmung des Wasserseparators 10a erfolgt in der Figur wieder von links nach rechts. An den Sieböffnungen 14a-1 tritt Nassdampf enthaltend einen Wasserdampfanteil (gestrichelte Pfeile) und einen Wasseranteil (durchgezogene Pfeile) ein. Hinter diesen Sieböffnungen 14a-1 der ersten Siebplatte 12a-1 erfolgt eine Umlenkung der Dampfströmung in mehrere verschiedene Querrichtungen (jeweils mit einer Komponente orthogonal zur Durchströmungsrichtung), hin zu den Sieböffnungen 14a-2 der nachfolgenden (zweiten) Siebplatte 12a-2. Jede Sieböffnung 14a-2 der zweiten Siebplatte 12a-2 ist mit einem Versatz zu den Sieböffnungen 14a-1 der ersten Siebplatte 12a-1 angeordnet, um die erwähnte Umlenkung (hier: Aufspaltung der Strömung in mehreren Querrichtungen) zu erzwingen.
  • Der Einfachheit der Darstellung halber ist in Fig. 2 die Wasserablaufkonstruktion der zweiten Siebplatte 12a-2 (und der dritten Siebplatte 12a-3) nicht dargestellt. Eine solche Einrichtung zum Abführen von Wasser, welches in Bereichen zwischen den zweiten Sieböffnungen 14a-2 (bzw. in Bereichen zwischen den Sieböffnungen 14a-3 der dritten Siebplatte 12a-3) auftrifft, könnte beispielsweise so ausgebildet sein, wie dies bereits mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde. Entsprechende Ablaufkonstruktionen (wie der erwähnte Wasserablaufkanal) sind bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 sowohl in der zweiten Siebplatte 12a-2 als auch in der drietten Siebplatte 12a-3 vorzusehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind an den jeweiligen Prallflächen der Siebplatten 12a-2 und 12a-3, also in Bereichen zwischen den Sieböffnungen 14a-2 und in Bereichen zwischen den Sieböffnungen 14a-3, Einmündungen an denjenigen Stellen vorgesehen, an denen das Wasser bevorzugt auftrifft. Dieses auftreffende Wasser kann über diese Einmündungen in einen oder mehrere Ablaufkanäle gelangen, die im Inneren der Siebplatten 12a-2 und 12a-3 ausgebildet sind.
  • Über diese Kanäle kann eine gewisse "Absaugung" durch eine Differenz derjenigen Drücke realisiert sein, die einerseits an den Einmündungen und andererseits an den Ausgängen der Kanäle herrschen. Die Kanäle können ausgangsseitig z. B. in einen gemeinsamen Wassersammelkanal einmünden, der wiederum mit dem Eingang einer Wasserpumpe verbunden ist, um das abgefangene Wasser "aktiv" abzusaugen bzw. abzuleiten.
  • Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 3 ein Beispiel für eine vorteilhafte Verwendung eines Dampfseparators der oben beschriebenen Arten erläutert.
  • Fig. 3 zeigt eine Dampfturbine 30b, umfassend ein etwa zylindrisches Turbinengehäuse 32b mit einer darin drehbar um eine Turbinenachse 34b gelagerten Turbinenwelle 36b.
  • Entlang der Turbinenwelle 36b sind mehrere von Wasserdampf durchströmbare Stufengruppen 38b-1, 38b-2, 38b-3 und 38b-4 vorgesehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Figur nacheinander von links nach rechts durchströmt werden.
  • An einem (nicht dargestellten) Frischdampfeinlass wird Frischdampf mit hohem Druck und hoher Temperatur in die Turbine 30b eingeleitet und nach der Durchströmung der Stufengruppen 38b-1 bis 38b-4 mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur über einen (nicht dargestellten) Dampfauslass wieder aus der Turbine 30b herausgeführt. In an sich bekannter Weise kann dieser Abdampf sodann über einen Kondensator und einen Dampferzeuger wieder aufbereitet als Frischdampf für die Turbine 30b verwendet werden.
  • Jede der Stufengruppen 38b-1 bis 38b-4 ist aus einer drehfest mit der Turbinenwelle 36b verbundenen Laufschaufelstruktur und einer damit zusammenwirkenden und stationär zum Turbinengehäuse 32b gehaltenen Leitschaufelstruktur gebildet.
  • Üblicherweise besteht eine Laufschaufelstruktur hierbei aus einer Reihe von axial voneinander beabstandeten Laufschaufelkränzen mit radial von der Turbinenwelle 36b abstehenden Laufschaufeln 40b, und besteht eine Leitschaufelstruktur aus einer Reihe von axial voneinander beabstandeten Leitschaufelkränzen mit mehreren radial von stationären Leitschaufelträgern nach innen ragenden Leitschaufeln 42b, so dass im Dampfströmungsverlauf einer Stufengruppe abwechselnd Laufschaufeln und Leitschaufeln von Wasserdampf umströmt werden.
  • In den nacheinander von Wasserdampf durchströmten Stufengruppen 38b-1 bis 38b-4 erfolgt jeweils eine druck- und temperaturreduzierende Expansion des Wasserdampfes.
  • Eine Besonderheit der Dampfturbine 30b besteht darin, dass die Stufengruppen 38b-1, 38b-2 und 38b-3 zur Abgabe von Nassdampf mit einem Wasseranteil von beispielsweise etwa 5 bis 15% (und dementsprechend einem Wasserdampfanteil von etwa 85 bis 95%) ausgelegt sind, wobei im jeweiligen weiteren Dampfströmungsverlauf hinter diesen Stufengruppen 38b-1, 38b-2, 38b-3 jeweils ein Wasserseparator 10b-1, 10b-2 bzw. 10b-3 angeordnet ist, mittels welchem dem Nassdampf an diesen Stellen jeweils (flüssiges) Wasser entzogen wird. Über den jeweiligen Wasserseparator wird der Dampf somit mit einem reduziertem Wasseranteil (und dementsprechend erhöhtem Wasserdampfanteil) an die im Dampfströmungsverlauf jeweils nachfolgende (38b-2, 38b-3 und 38b-4) der Stufengruppen 38b-1 bis 38b-4 abgegeben.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dampfturbine 30b derart ausgelegt und betrieben, dass der Wasseranteil des stromaufwärts eines jeweiligen der Wasserseparatoren 10b-1, 10b-2 bzw. 10b-3 befindlichen Nassdampfes von etwa 10% nach Passieren dieses Wasserseparators auf der stromabwärtigen Seite auf einen wesentlich kleineren Wert reduziert wird. Bevorzugt erfolgt eine Reduzierung um wenigstens einen Faktor 3, weiter bevorzugt um wenigstens einen Faktor 5. In einem Extremfall wird der Wasseranteil praktisch auf 0% reduziert, also "Trockendampf" erzeugt.
  • Jeder der Wasserseparatoren 10b-1 bis 10b-3 gemäß des dargestellten Ausführungsbeispiels trocknet den Wasserdampf mehr oder weniger stark, so dass stromabwärts davon vor allem der energetisch hochwertige Wasserdampf für die weitere Expansion in der Turbine 30b weitergeführt wird.
  • Das von den Wasserseparatoren 10b-1 bis 10b-3 entzogene Wasser kann beispielsweise aus der Turbine 30b herausgeführt und einer Wiederaufbereitung zugeführt werden (nicht dargestellt), etwa um dieses im Wasser-Dampf-Kreislauf einer betreffenden Kraftwerksanlage wiederzuverwenden.
  • Vorteilhaft ermöglicht der dargestellte Aufbau der Turbine 30b einen Verzicht auf aufwendige externe Einrichtungen zur so genannten Zwischenüberhitzung, wie diese im Stand der Technik zur Vermeidung von zu hohen Wasseranteilen insbesondere in niederdruckseitigen Turbinenbereichen eingesetzt werden. Wenn bei der dargestellten Turbine 30b dennoch eine Zwischenüberhitzung vorgesehen wird, so können die hierfür verwendeten Einrichtungen vorteilhaft weniger aufwendig gestaltet werden.
  • Es versteht sich, dass die konkrete Anzahl und Anordnung bzw. Durchströmungsreihenfolge der Stufengruppen 38b-1 bis 38b-4 und der Wasserseparatoren 10b-1 bis 10b-3 lediglich beispielhaft zu verstehen sind und modifiziert werden können. Gegebenenfalls, je nach Auslegung der einzelnen Stufengruppen, können somit z. B. Wasserseparatoren auch nur hinter einigen bzw. denjenigen Stufengruppen angeordnet sein, bei welchen eine Abgabe von Nassdampf zu erwarten ist. Dies ist bei gängigen Turbinenauslegungen zumeist lediglich in so genannten Mitteldruckstufen und vor allem Niederdruckstufen der Fall, bzw. bei so genannten "Sattdampfprozessen".
  • Bei manchen Dampfturbinenkonstruktionen sind derartige Stufen oftmals baulich voneinander separiert und über Dampfleitungen miteinander verbunden. In diesem Fall kann die beispielhaft in Fig. 3 gezeigte Dampfturbine 30b dementsprechend auch lediglich eine solche Mitteldruckstufe oder Niederdruckstufe (einer insgesamt größeren Dampfturbinenanlage) darstellen.
  • Die Wasserseparatoren 10b-1 bis 10b-3 sind im dargestellten Beispiel vollständig innerhalb des Turbinengehäuses 32b untergebracht. In diesem Fall werden allenfalls Wasserabfuhrleitungen durch das Turbinengehäuse 32b hindurch nach außen geführt (nicht dargestellt). Jeder der Wasserseparatoren 10b-1 bis 10b-3 umfasst eine Dampfsiebanordnung zum Abfangen von Wassertröpfchen aus der Dampfströmung, beispielsweise wie oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 bereits beschrieben.
  • Um eine Dampfströmung "an den Wasserseparatoren vorbei" zu vermeiden, sind diese in Radialrichtung einerseits gegenüber dem Turbinengehäuse 32b und andererseits gegenüber der Turbinenwelle 36b abgedichtet.
  • Zusammenfassend ist mit der Dampfturbine 30b vorteilhaft eine "interne Dampfnässeseparation" realisiert, mittels welcher insbesondere bei Verwendung von niedrigeren Frischdampfdrücken und -temperaturen unzulässig hohe Abdampffeuchten bei der Expansion, und in der Folge Schaufelerosion und ähnliche Probleme vermieden werden können. Etwaige Schutzmaßnahmen an den Turbinenbauteilen, wie z. B. ein Härten der Schaufeln oder ein Heizen der Leitschaufeln, sind entbehrlich bzw. können mit geringerem Aufwand vorgesehen werden.
  • Für die Wasserseparatoren kann abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 auch eine teilweise Anordnung von Komponenten dieser Wasserseparatoren außerhalb eines eigentlichen Turbinengehäuses gewählt werden.
  • Beispielsweise kann ein Wasserseparator über eine relativ kurze Rohrleitungsanordnung mit dem Turbinengehäuse verbunden sein (Prinzip: Rohrentnahme).
  • Auch kann ein Wasserseparator über eine Leitungsverbindung an das Turbinengehäuse gekoppelt werden, die durch einen Gehäuseanguss (z. B. "Entnahmedom") gebildet ist.
  • Alternativ zur Installation des Wasserseparators innerhalb des dampfdurchströmten Innenraumes des Turbinengehäuses (vgl. Fig. 3) ist also auch eine Installation über angeflanschte bzw. angeschweißte Rohrleitungen oder in Gehäuseanbauten oder einstückig mit dem Turbinengehäuse verbundenen Einrichtungen möglich.
  • Bei Verwendung eines oder mehrerer Wasserseparatoren bei einer Dampfturbine der oben berschriebenen und beispielhaft in Fig. 3 dargestellten Art kann das abgefangene Wasser aus dem jeweiligen Turbinengehäuse herausgeführt und z. B. an anderer Stelle des Wasser-Wasserdampf-Kreislaufes wieder zugeführt werden.

Claims (9)

  1. Wasserseparator (10; 10a)zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung, umfassend
    - ein erstes Sieb (12-1; 12a-1) mit wenigstens einer ersten Sieböffnung (14-1; 14a-1) und ein in Strömungsrichtung dahinter angeordnetes zweites Sieb (12-2; 12a-2) mit wenigstens einer zweiten Sieböffnung (14-2; 14a-2), die mit einem Versatz zur ersten Sieböffnung (14-1; 14a-1) angeordnet ist, und
    - eine Wasserabfuhreinrichtung (16, 18) zum Abführen von Wasser, welches benachbart der zweiten Sieböffnung (14-2; 14a-2) auf das zweite Sieb (12-2; 12a-2) auftrifft.
  2. Wasserseparator (10; 10a) nach Anspruch 1, wobei die Wasserabfuhreinrichtung (16, 18) wenigstens einen im Inneren des zweiten Siebes (12-2; 12a-2) verlaufenden Wasserablaufkanal (18) und wenigstens eine Einmündung (16) in diesen Wasserablaufkanal (18) an einer Prallfläche des zweiten Siebes (12-2; 12a-2) benachbart der zweiten Sieböffnung (14-2; 14a-2) umfasst.
  3. Wasserseparator (10; 10a) nach Anspruch 2, wobei die Wasserabfuhreinrichtung (16, 18) ferner Mittel zum aktiven Abführen von im Wasserablaufkanal (18) befindlichem Wasser umfasst.
  4. Wasserseparator (10; 10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Sieb (12-2; 12a-2) als eine Siebplatte mit wenigstens einem im Inneren der Siebplatte verlaufenden Wasserablaufkanal (18) ausgebildet ist.
  5. Wasserseparator (10a)nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Sieb (12a-2) angeordnetes drittes Sieb (12a-3) mit wenigstens einer dritten Sieböffnung (14a-3), die mit einem Versatz zur zweiten Sieböffnung (14a-2) angeordnet ist, wobei die Wasserabfuhreinrichtung ferner zum Abführen von Wasser, welches benachbart der dritten Sieböffnung (14a-3) auf das dritte Sieb (12a-3) auftrifft, ausgebildet ist.
  6. Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung, umfassend
    - Führen der Nassdampfströmung durch ein erstes Sieb (12-1; 12a-1) mit wenigstens einer ersten Sieböffnung (14-1; 14a-1) und ein in Strömungsrichtung dahinter angeordnetes zweites Sieb (12-2; 12a-2) mit wenigstens einer zweiten Sieböffnung (14-2; 14a-2), die mit einem Versatz zur ersten Sieböffnung (14-1; 14a-1) angeordnet ist, und
    - Abführen von Wasser, welches benachbart der zweiten Sieböffnung (14-1; 14a-1) auf das zweite Sieb (12-2; 12a-2) auftrifft.
  7. Verwendung eines Wasserseparators (10b-1 bis 10b-3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder eines Verfahren nach Anspruch 6 zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung, die innerhalb eines Turbinengehäuses (32b) einer Dampfturbine (30b) auftritt.
  8. Dampfturbine (30b), umfassend ein Turbinengehäuse (32b) mit einer darin drehbar um eine Turbinenachse (34b) gelagerten Turbinenwelle (36b), wobei entlang der Turbinenwelle (36b) eine Mehrzahl von mit Dampf durchströmbaren Stufengruppen (38b-1 bis 38b-4) vorgesehen sind, die jeweils aus einer wellenfesten Laufschaufelstruktur (40b) und einer damit zusammenwirkenden gehäusefesten Leitschaufelstruktur (42b) gebildet sind, so dass in den nacheinander von Dampf durchströmten Stufengruppen jeweils eine druck- und temperaturreduzierende Expansion des Dampfes erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine (38b-1 bis 38b-3) der Stufengruppen (38b-1 bis 38b-4) zur Abgabe von Nassdampf mit einem Wasseranteil von mehr als 5% ausgelegt ist, wobei im Dampfströmungsverlauf hinter dieser Stufengruppe (38b-1 bis 38b-3) ein Wasserseparator (10b-1 bis 10b-3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angeordnet ist, über welchen der Dampf nach Reduktion des Wasseranteils auf weniger als 3%, insbesondere weniger als 2%, an eine nachfolgende (38b-2 bis 38b-4) der Stufengruppen (38b-1 bis 38b-4) abgegeben wird.
  9. Dampfturbine (30b) nach Anspruch 8, wobei der Wasserseparator (10b-1 bis 10b-3) vollständig innerhalb des Turbinengehäuses (32b) untergebracht ist.
EP20120152589 2011-03-24 2012-01-26 Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung Withdrawn EP2530255A2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011006066.9A DE102011006066B4 (de) 2011-03-24 2011-03-24 Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2530255A2 true EP2530255A2 (de) 2012-12-05

Family

ID=45540795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20120152589 Withdrawn EP2530255A2 (de) 2011-03-24 2012-01-26 Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2530255A2 (de)
DE (1) DE102011006066B4 (de)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110645059A (zh) * 2019-11-06 2020-01-03 杭州中能汽轮动力有限公司 一种汽轮机机内除湿系统
US11480074B1 (en) 2021-04-02 2022-10-25 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11486370B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11486330B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11493029B2 (en) 2021-04-02 2022-11-08 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11578706B2 (en) 2021-04-02 2023-02-14 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11592009B2 (en) 2021-04-02 2023-02-28 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11644014B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11644015B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11959466B2 (en) 2021-04-02 2024-04-16 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US12180861B1 (en) 2022-12-30 2024-12-31 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods to utilize heat carriers in conversion of thermal energy
US12312981B2 (en) 2021-04-02 2025-05-27 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US12534990B2 (en) 2022-12-29 2026-01-27 Ice Thermal Harvesting, Llc Power generation assemblies for hydraulic fracturing systems and methods

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016221394A1 (de) * 2016-10-31 2018-05-03 Robert Bosch Gmbh Abwärmerückgewinnungssystem mit einem Arbeitsfluidkreislauf und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abwärmerückgewinnungssystems
DE102024116763A1 (de) * 2024-06-14 2025-12-31 Mahle International Gmbh Filterelement, System mit zumindest einem solchen Filterelement sowie Verwendung des Filterelements

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19701020A1 (de) 1997-01-14 1998-07-23 Siemens Ag Dampfturbine
EP0848208B1 (de) 1996-12-13 2004-06-16 ALSTOM Technology Ltd Reinigung des Wasser-Dampfkreislaufs in einem Zwangsdurchlaufdampferzeuger

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2857980A (en) * 1954-11-30 1958-10-28 Shell Dev Gas-liquid separator with sieve plate
DE1912805B2 (de) * 1969-03-08 1971-12-02 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Einrichtung zur wasserabscheidung in ueberstroemrohren von dampfturbinen
DE3562425D1 (en) * 1984-04-16 1988-06-01 Bbc Brown Boveri & Cie Pre-separator for a pipe transporting a biphase mixture

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0848208B1 (de) 1996-12-13 2004-06-16 ALSTOM Technology Ltd Reinigung des Wasser-Dampfkreislaufs in einem Zwangsdurchlaufdampferzeuger
DE19701020A1 (de) 1997-01-14 1998-07-23 Siemens Ag Dampfturbine

Cited By (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110645059A (zh) * 2019-11-06 2020-01-03 杭州中能汽轮动力有限公司 一种汽轮机机内除湿系统
US11879409B2 (en) 2021-04-02 2024-01-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11680541B2 (en) 2021-04-02 2023-06-20 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11486330B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11493029B2 (en) 2021-04-02 2022-11-08 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11542888B2 (en) 2021-04-02 2023-01-03 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11549402B2 (en) 2021-04-02 2023-01-10 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11572849B1 (en) 2021-04-02 2023-02-07 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11578706B2 (en) 2021-04-02 2023-02-14 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11592009B2 (en) 2021-04-02 2023-02-28 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11598320B2 (en) 2021-04-02 2023-03-07 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11624355B2 (en) 2021-04-02 2023-04-11 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11644014B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11644015B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11668209B2 (en) 2021-04-02 2023-06-06 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11480074B1 (en) 2021-04-02 2022-10-25 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11732697B2 (en) 2021-04-02 2023-08-22 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11761353B2 (en) 2021-04-02 2023-09-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11761433B2 (en) 2021-04-02 2023-09-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11486370B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11773805B2 (en) 2021-04-02 2023-10-03 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11971019B2 (en) 2021-04-02 2024-04-30 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US11933280B2 (en) 2021-04-02 2024-03-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11933279B2 (en) 2021-04-02 2024-03-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11946459B2 (en) 2021-04-02 2024-04-02 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11959466B2 (en) 2021-04-02 2024-04-16 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11905934B2 (en) 2021-04-02 2024-02-20 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US12049875B2 (en) 2021-04-02 2024-07-30 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US12060867B2 (en) 2021-04-02 2024-08-13 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on working fluid temperature
US12104553B2 (en) 2021-04-02 2024-10-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US12110878B2 (en) 2021-04-02 2024-10-08 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US12135016B2 (en) 2021-04-02 2024-11-05 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on wellhead fluid temperature
US12140124B2 (en) 2021-04-02 2024-11-12 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US12146475B2 (en) 2021-04-02 2024-11-19 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic rankine cycle operation
US12163485B2 (en) 2021-04-02 2024-12-10 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US12454896B2 (en) 2021-04-02 2025-10-28 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US12305624B2 (en) 2021-04-02 2025-05-20 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic rankine cycle operations
US12312981B2 (en) 2021-04-02 2025-05-27 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US12385474B2 (en) 2021-04-02 2025-08-12 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems for generating geothermal power in an organic Rankine cycle operation during hydrocarbon production based on working fluid temperature
US12534990B2 (en) 2022-12-29 2026-01-27 Ice Thermal Harvesting, Llc Power generation assemblies for hydraulic fracturing systems and methods
US12180861B1 (en) 2022-12-30 2024-12-31 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods to utilize heat carriers in conversion of thermal energy

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011006066A1 (de) 2012-09-27
DE102011006066B4 (de) 2016-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011006066B4 (de) Wasserseparator und Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer Nassdampfströmung
DE102008005574B4 (de) Zentrifugalabscheider
DE10129198B4 (de) Zentrifugalabscheider zum Abscheiden von Wasser
WO2008034681A1 (de) Wasserabscheider für dampfturbinenanlage
WO2012089837A1 (de) Strömungsmaschine
EP2491304B1 (de) Zyklonabscheider zur phasenseparation eines mehrphasen-fluidstroms, dampfturbinenanlage mit einem zyklonabscheider und zugehöriges betriebsverfahren
EP3962659A1 (de) Fliehkraftabscheider
EP3174614B1 (de) Kaskadenimpaktor
DE102010007985A1 (de) Dampfturbine und Verfahren zum Extrahieren von Feuchtigkeit aus einer Dampfturbine
DE102011105409A1 (de) Venturiwäscher
DE2353111A1 (de) Einrichtung zur abscheidung von wasser aus dampf-wasser-gemischen
DE102009015260B4 (de) Vorrichtung zur Phasenseparation eines Mehrphasen-Fluidstroms, Dampfturbinenanlage mit einer derartigen Vorrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102010044819A1 (de) Axialturbine und ein Verfahren zum Abführen eines Stroms von einer Axialturbine
DE102011006065B4 (de) Dampfturbine mit Dampfsiebanordnungen
DE102021207695B4 (de) Hohle Dampfturbinenschaufel
EP0673489A1 (de) Wasserabscheider.
DE2359485A1 (de) Einrichtung zum abscheiden von wassertropfen aus nassdampf
DE102021123481A1 (de) Turbomaschinenvorrichtung, Verwendung eines Dralltropfenabscheiders und Verfahren zur Zuführung eines Gasstroms zu einer Turbomaschine
EP1004121B1 (de) Separator für ein dampf-wasser-gemisch und anordnung mit einer mehrzahl von separatoren
EP4327912A1 (de) Wasserabscheider sowie energieumwandlungsanlage umfassend eine brennstoffzelle und einen wasserabscheider
EP0853214B1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Überhitzen von Dampf
DE416135C (de) Diffusor zur Rueckgewinnung von Geschwindigkeitsenergie einer stroemenden Fluessigkeit
DE1803235A1 (de) Einrichtung zur Wasserabscheidung
DE102014106332A1 (de) Dampfkessel, Verfahren zur Dampferzeugung und Verfahren zur Erzeugung mechanischer und elektrischer Energie
DE102023130899A1 (de) Wasserabscheider zur Durchführung von Gas und Abscheidung von Wasser oder dergleichen Anteile von Dampf und/oder Flüssigkeit aus Dampf- und/oder Flüssigkeits-Anteilen des Gases einer Gasströmung und Brennstoffzellensystem

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170801