Trennorgan zum Trennen einer flüssigen Phase aus der Strömung einer gasförmigen Phase
Die Erfindung betrifft ein Trennorgan zum Tren- nen einer flüssigen Phase aus der Strömung einer gasförmigen Phase mit einem Drallelement, welches Trennorgan dadurch gekennzeichnet ist, dass a# das Dnallelement Sohraubenflächen aufweist, deren Erzeugende mit der Achse einen Winkel bildet, der kleiner als 70'zist.
Es sind Trennorgane bekannt, bei welchen die Strömung eines Gases durch ein Drallelement in Rotation versetzt wird, wodurch in der Strömung des gasförmigen Mittels enthaltene Teilchen von Fliissigkeiten gegen, eine Wand geschleudert und von idieser abgeleitet werden. Die Erfindung betrifft ein Trenn- organ dieser Art, welches bedeutend wirksamer ist bezüglich der abscheidenden Wirkung als die bisher bekannten Trennorgane.
Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform er- läutert. Es zeigen :
Fig. 1 ein erfindungsgemä#es Trennorgan,
Fig. 2 die Anordnung erfmdungsgemässer Trennorgane im Dampfraum einer Trommel eines Dampferzeugers,
Fig. 3 ! die Anordnung erfindungsgemässer Trennorgane im Dampfraum eines Siedewasser-Reaktors.
In Fig. 1 ist in einem rohrförmigen Mantel 1 ein Drallelement 2 eingesetzt. Das Drallelement weist einen inneren rohrförmigen Teil 3 auf, der oben durch einen Boden 4 abgeschlossen ist. Auf der Aussenseite des rohrförmigen Teiles 3 sind durch Sohraubenflächen begrenzte Rippen 5 ausgebildet, die eine Neigung nach aussen. aufweisen. Die Halb- geraden 6, welche'die Schraubenflächen bilden, die die Rippen 5 begrenzen, bilden mit der Achse des Trennorgans einen Winkel a, der kleiner ist als 70 , vorzugsweise jedoch grö#er als 10 .
Die äu#eren Enden der schrafubenlinienförmigen Rippen 5 sind mit zylindrischen Ansätzen 7 versehen, welche zwi- schen benachbarten Rippen einen Spalt S frei lassen.
Die Dicke der Rippen isteigt, wie aus der Figur er- sichtlich ist, in der durch die Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung des das Trennorgan durchströ- menden Mediums an. Auf der Eintrittsseite weisen die Rippen eine Dicke b1 @ auf, auf der Austritts- seite ieine Dicke b2. Das Trennelement ist in einer Kammer eingesetzt, die oben durch einen Boden 8 und unten durch einen Boden 9 begrenzt ist.
Das in Pfeilrichtung das erfindungsgemässe Trennorgan durchströmende Medium gelangt in den Zwischenräumen zwischen den Rippen 5 in eine schraubenlinienförmige Bewegung, wobei die in ihm enthaltenen schwereren Teilchen der Flüssigkeit mach aussen geschleudert werden. Gegenüber den bisher bekannten Trennorganen treffen bei der erfindungsgemässen Ausführung diese Teilchen nach kürzerem Weg auf eine Wand, entlang welcher sie abgeleitet werden. In der Fig. 1 ist schematisch ein Teilchen P und dessen Weg zur durch die Rippe 5 gebildeten Wand dargestellt. Die durch die Rippen 5 aufgefangene Flüssigkeit strömt entlang der Rippen zum Spalt S.
Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Mantel 1 aus einer porösen Masse, z. B. aus Sintermetall. Der poröse Mantel gestattet einen Aus- tritt von Flüssigkeit durch seine Wand, wobei die Flüssigkeit durch ! die Wand und entlang dieser Wand nachuntengeführtund am Boden 9 der Kammer, in welcher das Trennorgan eingebaut ist, gesammelt wind. Vom unteren Boden wird dann die Flüssigkeit abgeleitet. Der poröse Mantel 1 kann vorteilhafter- weise durch eine besondere Behandlung z. B. mittels Detergentien oberflächenaktiv gemacht werden, wodurch dessen Fähigkeit, die Flüssigkeit aufzusaugen und einen Durchtritt der gasförmigen Phase zu er schweren, noch verstärkt wird.
Es ist jedoch auch mögtich, die Flüssigkeit entlang der äusseren Enden der Rippen 5 nach unten strömen zu lassen und in den Raum unter dem Trennorgam abzuführen. Unter Umständen kann, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist, der Mantel 1 mit Öffnungen 10 versehen sein, die einen Austritt der Flüssigkeit in den Raum zwi schen den Bäden 8 und 9 gestatten. Der Mantel 1 kann auch vollständig weggelassen werden, wenn der Spalt t S so eng gewählt wind, da# zwar die Fliissigkeit ungehindert austreten kann, jedoch kein Gasaustritt in störendem Ausmass im unteren Teil des Drallkörpers erfolgt.
Dadurch, dal3 die Dicke der Rippen 5 des Drallkörpers 2 in Richtung der Strömung zunimmt, wird eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit durch Vereng mg des Querschnittes im Drallkörper erzielt.
Das ist für die abscheidende Wirkung von Vorteil, da dadurch das Auftreten eine Turbulenz der Strö mung mit Ablösungen erschwert wird. Gleichzeitig gewinnt man auf diese Weise auch die Möglichkeit, den Drallkörper durch Präzisionsguss herzustellen.
Durch idie zunehmende Stärke der Rippen wird eine abnehmende Breite des Zwischcnraumes erreicht, wodurch die Entfernung eines in diesem Raum befindlichen Kernes oder eines Modellteales aus der Form bei der Herstellung von Giessformen durch Heraus- schrauben ermöglicht wird.
Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei verschiedene An wendungsbeispiele des erfindungsgemässen Trennor- gans.
In Fig. 2 sind in einer Trommel 30 eines Dampferzeugers, die mit Steigrohren 31 und Fallrohren 32 versehen ist, mehrereerfindungsgemässeTrennorgane T angeondnet. Die Trennorgane, sind in einer durch zwei Wände 33 und 34 gebildeten. Kammer befestigt, durch welche auch der Abfluss der in den Trenn organen abgeschiedenem Flüssigkeit erfolgt. Die Flüs- sigkeit, in diesem Falle Wasser, wind aus der Kammer durch eine Rohrleitung 35 abgeleitet und durch eine pumpe 36. dem Kreislauf des Dampferzeugeis wieder zugeführt.
In Fig. 3 sind die Trennorgane T im Druckgefäss 40 eine Siedewasser-Reaktors mit einem Reak torkemrn 41 angeordnet. Die Trennelemente T befinden sich im Dampfraum dieses Druckgefässes, und zwar um ein Mass B über dem Wasserspiegel.
Die Trennelemente T sind hier ebenfalls von'einer Kammer umgeben, die durch zwsi Zwischenwände 42 und 43 gebildet ist und zur Ableitung des ab geschiedenen Wassers dient. Das Wasser wird durch ein Rohr 44 einem Kühler 45 zugeführt und gelangt aus diesem durch ein Rohr 46 in den unteren Teil des Druckgefässes 40, in welcheneineSpeiselaitung 47 führt. Durch die Kühlung im Kühler 45 wird die Dichte des abgeschiedenen Wassers derart erhöht, dass, das Wasser in das Druckgefäss zurückfliesst, auch wenn die Höhendifferenz B zwischen dem Wasserspiegel im Druckkessel und der Wand 42 gering ist.
Separator for separating a liquid phase from the flow of a gaseous phase
The invention relates to a separating element for separating a liquid phase from the flow of a gaseous phase with a swirl element, which separating element is characterized in that a # the throat element has screw cap surfaces, the generatrix of which forms an angle with the axis that is smaller than 70 ° .
Separation organs are known in which the flow of a gas is set in rotation by a swirl element, as a result of which particles of liquids contained in the flow of the gaseous medium are thrown against a wall and diverted from it. The invention relates to a separating organ of this type, which is significantly more effective with regard to the separating effect than the previously known separating organs.
The invention is explained using an embodiment shown schematically in the drawing. Show it :
1 shows a separating organ according to the invention,
2 shows the arrangement of separating elements according to the invention in the steam space of a drum of a steam generator,
Fig. 3! the arrangement of separating organs according to the invention in the vapor space of a boiling water reactor.
In Fig. 1, a swirl element 2 is used in a tubular jacket 1. The swirl element has an inner tubular part 3 which is closed at the top by a base 4. On the outside of the tubular part 3, ribs 5 delimited by screw cap surfaces are formed, which slope outwards. exhibit. The semi-straight lines 6, which form the helical surfaces that delimit the ribs 5, form an angle α with the axis of the separating member which is smaller than 70, but preferably larger than 10.
The outer ends of the ribs 5 in the form of a helical line are provided with cylindrical extensions 7 which leave a gap S between adjacent ribs.
As can be seen from the figure, the thickness of the ribs increases in the direction of flow of the medium flowing through the separating element, which is indicated by the arrows. On the entry side, the ribs have a thickness b1 @, on the exit side ia thickness b2. The separating element is inserted in a chamber which is delimited at the top by a base 8 and below by a base 9.
The medium flowing through the separating element according to the invention in the direction of the arrow enters the spaces between the ribs 5 in a helical movement, the heavier particles of the liquid contained therein being thrown outward. In contrast to the previously known separating elements, in the embodiment according to the invention these particles hit a wall along which they are diverted after a shorter path. A particle P and its path to the wall formed by the rib 5 is shown schematically in FIG. 1. The liquid caught by the ribs 5 flows along the ribs to the gap S.
In the illustrated embodiment, the jacket 1 consists of a porous mass, for. B. made of sintered metal. The porous jacket allows liquid to exit through its wall, with the liquid flowing through! down the wall and along this wall and collected at the bottom 9 of the chamber in which the partition member is installed. The liquid is then drained from the lower floor. The porous jacket 1 can advantageously be given a special treatment, e.g. B. be made surface-active by means of detergents, whereby its ability to soak up the liquid and a passage of the gaseous phase to it difficult, is reinforced.
However, it is also possible to let the liquid flow downwards along the outer ends of the ribs 5 and to discharge it into the space under the dividing element. Under certain circumstances, as shown in phantom in FIG. 1, the jacket 1 may be provided with openings 10 which allow the liquid to escape into the space between the baths 8 and 9. The jacket 1 can also be completely omitted if the gap t S is chosen so narrow that the liquid can escape unhindered, but no gas escape to a disruptive extent in the lower part of the swirl body.
Because the thickness of the ribs 5 of the swirl body 2 increases in the direction of the flow, an increase in the flow velocity is achieved by narrowing the cross section in the swirl body.
This is advantageous for the separating effect, since it makes the occurrence of turbulence in the flow with detachments more difficult. At the same time, this also gives you the opportunity to manufacture the swirl body by precision casting.
The increasing thickness of the ribs results in a decreasing width of the intermediate space, which enables a core or a model seal located in this space to be removed from the mold during the production of casting molds by unscrewing them.
FIGS. 2 and 3 show two different examples of use of the separating element according to the invention.
In FIG. 2, several separating elements T according to the invention are connected in a drum 30 of a steam generator which is provided with riser pipes 31 and downpipes 32. The dividing organs are formed in one by two walls 33 and 34. Attached chamber through which the outflow of the liquid separated in the separating organs takes place. The liquid, in this case water, is diverted from the chamber through a pipe 35 and fed back into the circuit of the steam product by a pump 36.
In Fig. 3, the separating elements T in the pressure vessel 40 of a boiling water reactor with a reac torkemrn 41 are arranged. The separating elements T are located in the vapor space of this pressure vessel, namely by a measure B above the water level.
The separating elements T are here also surrounded by a chamber which is formed by intermediate walls 42 and 43 and serves to drain away the separated water. The water is fed through a pipe 44 to a cooler 45 and passes there through a pipe 46 into the lower part of the pressure vessel 40, into which a feed line 47 leads. The cooling in the cooler 45 increases the density of the separated water in such a way that the water flows back into the pressure vessel, even if the height difference B between the water level in the pressure vessel and the wall 42 is small.