DE2128897C3

DE2128897C3 - Vorrichtung zum Abscheiden von in einem Gasstrom enthaltener Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2128897C3
Application number: DE2128897A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Kall; Klaus Dipl.-Ing. Riedel
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1971-06-11
Publication date: 1978-11-23
Also published as: GB1399372A; US3870493A; DE2128897A1; FR2140391A1; FR2140391B1; DE2128897B2; AT353756B; ES401878A1; ATA322672A; JPS5221745B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden von in einem Gasstrom enthaltener Flüssigkeit mit in einem Behälter angeordnetem Grob- und Feinabscheider, bei der zwischen Grobabscheider und Feinabscheider ein Ringraum mit mindestens einem Anschlußstutzen für den Gasstrom vorgesehen ist und der Ringraum oberseitig geschlossen und unterseitig offen ist und in einem zentralen oberseitig geschlossenen Kanal mündet, wobei im Mündungsbereich durch einen allseitig geschlossenen Umlenkkörper ein verengter Durchlaß gebildet wird.

Die heute üblichen Feinabscheider zum Trocknen von Dampf (sog. Zick-Zack-Abscheider) dürfen nur mit relativ geringer, auf die Trocknerfläche bezoge

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ner, mittlerer Geschwindigkeit entsprechend einem Staudruck von wenigen mm WS angeströmt werden. Insbesondere bei der Auslegung und Gestaltung von Dampftrocknern, die in die Dampfkreisläufe von Siede- und Druckwasserreaktoren zwischen Hoch- und Niederdruckteil eingebaut v/erden, besteht die Schwierigkeit, eine große Trocknerfläche auf kleinstem Raum anzuordnen und die Strömungswege so zu gestalten, daß eine gleichmäßige Verteilung von Dampf und Wasser bei geringen Druckverlusten auf die Trockner erfolgt. Bei diesen Apparaten beträgt das Verhältnis des Staudruckes q_z in den Zuströmlei-, tungen zum Staudruck q_T vor dem Trockner etwa ^Zq₁. = 450.

Es sind Abscheidevorrichtungen bekanntgeworden, bei denen das Gas-Flüssigkeitsgemisch durch einen Anschlußstutzen unkontrolliert in einen zylindrischen Raum und durch einen Gleichrichter in einen z. B. spiralförmigen Abscheider geführt wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht im wesentlichen darin, daß der Abscheider durch das Gas-FIüssigkeitsgemisch ungleichmäßig beaufschlagt und dadurch eine einwandfreie Abscheidung rächt gewährleistet wird. Des weiteren wirkt der Abscheider bei der bekannten Vorrichtung gleichzeitig als Grob- und Feinabscheider. Ein Abscheider wird jedoch nach dem kleinsten anfallenden Flüssigkeitstropfendurchmesser dimensioniert, so daß bei dem bekannten Abscheider der Abscheidegrad relativ niedrig liegt, da der Abscheider in Kürze zwangsläufig überflutet wird. Eine Vergrößerung des Abscheiders würde diesen Nachteil zwar beneben, hoher Druckverlust wäre jedoch die Folge.

Ferner ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der das Gas zunächst einer Zentrifugalwirkung in einem Raum unterworfen wird, an dessen Wandung sich im Gas enthaltene Flüssigkeit abscheidet. Dadurch wird das Gas plötzlich entspannt, wodurch eine weitere Flüssigkeitsabscheidung hervorgerufen wird. Anschließend wird das Gas zwecks Restreinigung nacheinander durch ein erstes Filter mit Füllkörpern und durch ein zweites Filter aus einer zusammendrückbaren schwammigen Masse geführt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist der hohe Druckverlust und ihr ausschließlich auf kleine Gasströme beschränkter Einsatzbereich.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der einwandfrei Flüssigkeit aus einem großen Gasmengenstrom abgeschieden werden kann, ohne daß große Druckverluste in Kauf genommen werden müssen. Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen wiedergegebene Erfindung gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei geringem Druckverlust ein hoher Abscheidegrad gewährleistet wird und große Gasströme, wie sie insbesondere in Kernkraftwerken anfallen, behandelt werden können.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist die Erfindung nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Behälter 1, in dem ein Grobabscheider und ein oder mehrere Feinabscheidersysteme eingesetzt sind.

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Der Grobabscheider wird gemäß Fig. 1 gebildet durch die untere Wand des Behälters 1, den Umlenkkörper 6, die Ringplatte 7 und den Kegel 8, der seinerseits über sternförmig in den trichterförmigen Auslauf 10 eingesetzte Bleche 9 gehalten wird. Die "> untere Begrenzung 11 des Kegels 8 ist in einem Abstand von der Ringplatte 7 angeordnet, so daß Spalte 20 entstehen, über die die in dem Grobabscheider zurückgehaltene Flüssigkeit in den Trichter 10 abfließen kann. Der Feinabscheider besteht aus einzelnen Peinabscheidejpaketen 3, die hier in zwei Etagen übereinander angeordnet sind. Mit dem Behälter 1 sind zwei Stutzen 4 verbunden, über die der Gasmengenstrom in den Behälter eintritt.

Die Stutzen 4 münden in einen Ringraum 5, der oberseitig geschlossen und unterseitig offen ist. An der Unterseite des Ringraumes 5 befindet sich ein Umlenkkörper 6, der allseitig geschlossen und ströinungsgünstig geformt ist

Dieser zur Regelung der Geschwind.gkeitsverteilung des Gasmengenstromes im zentralen Kanal 14 dienende Umlenkkörper 6 bildet mit seinen unteren Begrenzungen und den Begrenzungen des Behälters 1, der Ringplatte T- und des Kegels 8 düsen- bzw. diffusorartige Durchtritte 12, 13. Der diffusorartige 2> Durchtritt 13 mündet in einen zentralen Kanal 14, der an seinem oberen Ende abgeschlossen ist. Die seitlichen Begrenzungen dieses Kanals 14 oberhalb des Ringraumes 5 werden durch Strömungsleit- und Verteilelemente 15 gebildet, zwischen denen ebenfalls düsenartige Durchtritte 16 zu den Feinabscheiderpaketen 3 führen. Unterhalb der einzelnen Feinabscheiderpakete 3 sind Wasserkästen 17 vorgesehen.

Die Anordnung der einzelnen Feinabscheiderpakete 3 in einer Etage geht aus der Schnittzeichnung der Fig. 2 hervor. Der zentrale Kanal 14 ist vorzugsweise oberhalb des Ringraumes S polygonal gestaltet. Seitlich der Durchtritte 16 sind die Feinabscheiderpakete 3 angeordnet, die, wie eingangs schon erwähnt, in radialer Richtung einen spitzen Winkel amiteinander einschließen. Im Bereich der Spitze des Winkels liegen die Feinabscheiderpakete 3 dicht aneinander. Der zuströmseitig von den Feinabscheiderpaketen 3 eingeschlossene Raum 18 ist nach oben mit einer nicht dargestellten Platte abgeschlossen. Der freie Raum 19, der ebenfalls von zwei Feinabscheiderpaketen 3 eingeschlossen wird, ist dagegen nach oben offen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Über die Stutzen 4 strömt der Gasmengenstrom in den Ringraum 5 ein. Dort wird er um den Umlenkkörper 6 nach unten und anschließend nach oben in den zentralen Kanal 14 umgeleakt. Die im zunächst nach unten gerichteten Gasmengenstrom enthaltenen Flüssigkeitströpfchen werden auf ihrem Weg nach unten beschleunigt und gegen die Wand des Behälters 1 und gegen die Ringplatte 7 geschleudert. Der Danapfstroai treibt nun die einzelnen Flüssigkeitströpfchen über die Ringplatte 7 und die Spalte 20 in den trichterförmigen Auslauf 10 des Grobabscheiders. Der von einem Teil der Flüssigkeit befreite Gasmengenstrom wird vom Umlenkkörper 6 in den zentralen Kanal 14 umgelenkt. Die Strömung erfolgt dort zunächst insbesondere in Höhe des Ringraumes 5 lotrecht nach oben und wird anschließend auf ihrem weiteren Weg nach oben durch die Strömungsleit- und Verteilelemente 15 in die Horizontale umgelenkt und in die einzelnen Feinabscheiderpakete 3 geführt. Die Verteilelemente 15 sind so geformt, daß die Verteilung des Gases über die Höhe des Feinabscheiders gemäß dem über die Höhe des Kanals 14 praktisch konstanten Gesamtdruckes erfolgt.

Der Gasmengenstrom tritt in Form von Strahlen horizontal aus den düsenförmigen Schlitzen 16 aus und strömt nach einer scharfen Umlenkung in die Feinabscheiderpakete 3, siehe Fig. 2. Diese Gasstrahlen sind instabil in der Weise, daß sie auf dem Weg von den Schlitzen 16 zu den Feinabscheiderpaketen 3 zum zufälligen, und wegen der unvermeidlichen Abweichungen der Schlitzflanken von der Horizontalen auch zum systematischen Zusammenfließen neigen. Vor den Feinabscheiderpaketen 3 kann die Geschwindigkeitsverteilung und damit die Gesamtdruckverteilung über die Abscheiderhöhe deshalb beträchtlich von der Gleichverteilung abweichen. Infolge der scharfen Umlenkung in die Feinabscheiderpakete 3 wirken sich diese Gesamtdruckunterschiede nicht auf die Durchströmung der Feinabscheiderpakete 3 aus. Aus den Feinabscheiderpaketen 3 strömt der Gasmengenstrom in die freien Räume 19 und wird aus diesen nach oben abgeleitet. Durch besondere Maßnahmen, wie etwa den Einbau von Verdrängungskörpern in die freien Räume 19 oder von Lochblechen an der Abströmseite der Feinabscheiderpakete 3 wird gewährleistet, daß der gesamte Feinabscheider gleichmäßig durchströmt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von in einem Gasstrom enthaltener Flüssigkeit mit in einem Behälter angeordnetem Grob- und Feinabscheider, bei der zwischen Grobabscheider und Feinabscheider ein Ringraum mit mindestens einem Anschlußstutzen für den Gasstrom vorgesehen ist und der Ringraum oberseitig geschlossen und unterseitig offen ist und in einem zentralen oberseitig geschlossenen Kanal mündet, wobei im Mündungsbereich durch einen allseitig geschlossenen Umlenkkörper ein verengter Durchlaß gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (6) mit der Behälterwand und mit der Begrenzung eines zentrisch auf einer am Boden des Behähers (1) angeordneten Ringplatte (7) aufgesetzten Kegels (8) düsen- bzw. diff usorartige Durchtritte (12, 13) bildet, daß der Kegel (8) durch sternförmig angeordnete Bleche (9) in einem sich unterhalb desselben anschließenden trichterförmigen Ablauf (10) gehalten ist und zwischen unterer Begrenzung (11) des Kegels (8) und der Ringplatte (7) Spalte (20) vorgesehen sind, und daß der zentrale Kanal (14) oberhalb des Ringraumes (5) von Strömungsleit- und Verteilelementen (15) begrenzt ist, zwischen denen düsenförmige Durchtritte (16) zu den Feinabscheiderpaketen (3) führen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzung des Umlenkkörpers (6) gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (6) axial verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kanal (14) im Querschnitt polygonal ausgebildet ist und die seitlich der Durchtritte (16) nach außen angesetzten einander zugeordneten Feinabscheiderpakete (3) in radialer Richtung einen spitzen Winkel (α) einschließen und in der Spitze dicht anliegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ringraumes (S) ein oder mehrere Feinabscheidersysteme angeordnet sind.