-
Fliehkraft-Dampf-Wasserabscheider Die Erfindung betrifft einen Fliehkraft-Dampf-Wasserabscheider
mit einem senkrechten Einlaßstutzen für das Dampf-Wasser-Gemisch, an dessen oberem
Ende Flügel zur Wirbelerzeugung angeordnet sind, und mit einer oberhalb der Flügel
vorgesehenen, sich nach oben hin verjüngenden Wirbelkammer, welche Öffnungen für
den Abfluß des Wassers und an ihrem oberen Ende eine Öffnung für den Abzug des Dampfes
aufweist.
-
Es ist bekannt, zusammen mit den Flügeln für die Wirbelerzeugung einen
Prallkegel vorzusehen, dessen Spitze nach unten ragt, so daß der aufsteigende nasse
Dampf radial abgeleitet in die Flügel eintritt. Die Flügel sind von einem in Abstand
liegenden, die Wirbelkammer bildenden Rohreinsatz umgeben, und durch die Wirbelbewegung
werden die im Dampf enthaltenen Wassertröpfchen gegen die Innenwand des Rohreinsatzes
geschleudert, an der sie aufsteigen, bis sie oben über den Rand des Rohreinsatzes
gelangen und dann nach unten in einen Sammelraum ablaufen, während der Dampf nach
oben strömt.
-
Es ist auch ein Fliehkraft-Dampf-Wasserabscheider bekannt, bei dem
die gegen die Wand der Wirbelkammer geschleuderten Wassertröpfchen sogleich nach
unten ablaufen, während der Dampf nach oben abgeht.
-
Bei diesen bekannten Fliehkraft-Dampf-Wasserabscheidern sind keine
Vorkehrungen getroffen, um den im ablaufenden Wasser noch enthaltenen Dampf abzutrennen.
Scheidet sich dieser Dampf aus der ablaufenden Flüssigkeit von selbst ab, so steigt
er entgegen der Wasserströmung nach oben und kann dabei wieder Wassertröpfchen mitnehmen.
-
Die Aufgabe der Erfindung liegt dementsprechend darin, den von dem
ablaufenden Wasser noch mitgenommenen Dampf so abzutrennen, daß er in den Dampfauslaß
gelangt, ohne erneut mit Wasser in Berührung zu kommen.
-
Gemäß der Erfindung ist ein Fliehkraft-Dampf-Wasserabscheider der
im ersten Absatz angegebenen Art dadurch vervollkommnet, daß das untere Ende der
Wirbelkammer das obere Ende des Einlaßstutzens umgibt und mit diesem einen nach
unten offenen Ringkanal für den Abfluß des Wassers bildet und daß der Einlaßstutzen
und die Wirbelkammer von einem als Prallfläche für das abgeführte Wasser dienenden
Mantel unter Bildung eines Ringkanals für den Abzug von nach oben strömendem Dampf
umgeben sind.
-
Diese Maßnahmen ergeben einen weiteren Abtrennvorgang. Das ablaufende
Wasser prallt gegen die Innenwand des erwähnten Mantels. Durch das Aufprallen wird
der noch im Wasser vorhandene Dampf ausgeschieden, der nun durch den Ringkanal zwischen
der Wirbelkammer und dem Mantel nach oben abströmen kann, ohne hierbei mit Wasser
in Berührung zu kommen. Das Wasser läuft nach dem Aufprallen auf die Innenfläche
des Mantels nach unten ab.
-
Der Fliehkraft-Dampf-Wasserabscheider gemäß der Erfindung kann insbesondere
in einem Dampferzeuger nach Art eines Röhrenwärmeaustauschers benutzt werden, bei
dem für den Durchlauf des Heizmediums Rohre innerhalb eines tassenförmigen Mantels
vorgesehen sind, der unten offen ist und zusammen mit der Trommelwand als Fallraum
für das zu verdampfende Wasser dient. Die Decke des Mantels weist Durchgänge für
das erzeugte Dampf-Wasser-Gemisch auf, an die die Einlaßstutzen der Abscheider angeschlossen
sind.
-
Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung. Es zeigt
F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Dampferzeuger, F i g. 2 einen
Schnitt nach der Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen senkrechten Längsschnitt
durch einen Wasserabscheider nach F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie
IV-IV der F i g. 3 und F i g. 5 eine Seitenansicht zu F i g. 4.
Der
in F i g. 1 dargestellte Dampferzeuger ist nach Art eines Röhrenwärmeaustauschers
ausgebildet und hat eine Trommel 10, die U-Rohre 12 für das Heizmedium enthält.
Diese Rohre sitzen in einem Rohrboden 14. Der Raum unter diesem ist durch
eine Trennwand 16 unterteilt, so daß der Einlaß 18 und der Auslaß 20 für das Heizmedium
gegeneinander abgeschlossen sind. Die Trommel 10 hat ferner einen Einlaß
22 für das Speisewasser, und die U-Rohre 12 sind durch einen tassenförmigen Mantel
24 abgedeckt, der unten offen ist und zusammen mit der Trommelwand einen
Ringraum 26 bildet, der als Fallraum für das Speisewasser und das abgeschiedene
Wasser dient. Die obere Decke des Mantels 24 weist Durchgänge 28 auf, die
zu einer Gruppe von Dampfentwässerern 30 führen. über dieser Gruppe befindet sich
ein schematisch dargestellter Dampftrockner 32, und darüber liegt der Dampfauslaß
34.
-
Im Betrieb zirkuliert das Heizmedium durch die Rohre 12, während das
Speisewasser durch den Einlaß 22 zugeführt wird, um in der Trommel einen Wasserstand
35-35 aufrechtzuerhalten. Das Speisewasser fließt zusammen mit dem abgeschiedenen
Wasser in dem Ringraum 26 nach unten und steigt innerhalb des Mantels
24 nach oben, in dem es in ein Dampf-Wasser-Gemisch übergeführt wird, das
in die Entwässerer 30 gelangt. Hier findet die Trennung von Dampf und Wasser statt.
Das abgeschiedene Wasser läuft durch den Ringraum 26 zurück, und der Dampf strömt
durch den Trockner 32 und wird durch den AuslaB 34 abgezogen.
-
Jeder Entwässerer 30 (F i g. 3, 4 und 5) hat einen senkrecht angeordneten
Einlaßstutzen 36, der an die Durchgänge 28 angeschlossen ist und über dem
eine Wirbelkammer 38 liegt, die sich nach dem oberen offenen Ende hin verjüngt.
Das untere Ende dieser Wirbelkammer umgibt das obere Ende des Einlaßstutzens und
bildet mit diesem einen Ringkanal 40. Der Entwässerer 30 hat ferner einen an beiden
Enden offenen rohrförmigen Mantel 42, der den Einlaßstutzen und die Wirbelkammer
umgibt und mit beiden einen Ringkanal 44 bildet. Die Wirbelkammer 38 sitzt
auf dem Einlaßstutzen 36 und trägt ihrerseits den Mantel 42.
-
Der Einlaßstutzen verbreitert sich zunächst und verjüngt sich dann
nach oben hin. Seine Auslaßöffnung enthält eine Reihe von Flügeln 46, die dem nach
oben strömenden Gemisch eine Wirbelbewegung erteilen.
-
Zwischen dem Einlaßstutzen 36 und der Wirbelkammer 38 befindet sich
ein zweiter Satz von Flügeln 48, deren Form aus F i g. 4 und 5 ersichtlich
ist. Diese Flügel 48 haben flache Teile 50, die nach außen und unten geneigt
sind, so daß zwischen ihnen und Schaufeln 54 Durchgänge 52 gebildet werden. Die
Schaufeln 54 ragen senkrecht nach unten und sind in der waagerechten Ebene gekrümmt,
so daß das durch die Durchgänge 52 strömende Medium auf diese Schaufeln auftritt,
an ihnen entlangstreicht und im wesentlichen waagerecht abgelenkt wird, so daß es
mit dem als Prallfläche wirkenden Mantel 42 in Berührung kommt, wie dies
durch die Pfeile in F i g. 5 angedeutet ist.
-
Bei dieser Anordnung strömt das Dampf-Wasser-Gemisch, das aus dem
tassenförmigen Mantel 24 aufsteigt, in die Einlaßstutzen 36 und erhält durch die
Flügel 46 eine Wirbelbewegung. Das Gemisch wirbelt dann in den Wirbelkammern 38,
und das gegenüber dem Dampf schwerere Wasser wird nach außen geschleudert und will
an der Wand der Wirbelkammer hochlaufen. Die Verjüngung der Wirbelkammer 38 nach
oben hin ist aber so gewählt, daß der Wasserwirbel unter allen Betriebsbedingungen
nicht aus dem offenen oberen Ende der Kammer herausfließen kann, sondern nach unten
in den Ringkanal 40 zwischen der Wirbelkammer und dem Einlaßstutzen fließt. Der
Dampf des Gemischs steigt infolge seines leichteren Gewichts durch das offene obere
Ende der Wirbelkammer nach oben, geht durch den Trockner 32 und verläßt die Trommel
10 durch den Auslaß 34.
-
Das in den Ringkanal 40 gelangende Wasser enthält noch eine erhebliche
Menge Dampf. Beim Erreichen des unteren Endes des Ringkanals 40 trifft es auf die
Flügel 48, durch die seine Strömungsrichtung geändert wird, so daß es gegen den
als Prallfläche dienenden Mantel 42 geschleudert wird. Dadurch wird der noch verbliebene
Dampf abgetrennt, und dieser Dampf strömt nun durch den Ringkanal 44 außerhalb der
Wirbelkammer ebenfalls nach oben zum Trockner 32. Er kann also von dem Wasser, das
durch den Ringkanal 40 nach unten fließt, nicht wieder mitgerissen werden. Das abgeschiedene
Wasser fließt nach dem Auftreffen auf den Mantel 42 nach unten in den Ringraum 26.
-
Infolge des Abzugs des in dem abgeschiedenen Wasser noch enthaltenen
Dampfes und der Abführung dieses Dampfes ohne die Gefahr eines Wiedermitreißens
durch das Wasser wird die Wirksamkeit des Entwässerers beträchtlich erhöht. Da ferner
das Wasser über den oberen Rand der Wirbelkammer nicht kaskadenartig überströmt,
wird der Druckabfall im Entwässerer vermindert.
-
Der Wasserstand 35-35 (F i g. 1) kann irgendwo zwischen den beiden
Enden der Mäntel 42 des Entwässerers liegen, so daß das untere Ende immer eingetaucht
ist, während das obere Ende niemals überflutet wird. Dieser Zustand wird durch die
allgemeine Ausbildung des Dampferzeugers gesichert.
-
Der Entwässerer gemäß der Erfindung kann zum Trennen eines beliebigen
Flüssigkeit-Dampf-Gemisches dienen und in einer beliebigen Vorrichtung oder Anlage
benutzt werden.