專利名稱：水分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從水/水汽混合物中分離出水的水分離系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)設(shè)置在一容器的周邊上的入口管和一個(gè)在該入口管上面的蒸汽出口管。
這樣一種帶有一個(gè)水分離器的水分離系統(tǒng)例如由德國公開說明書DE4242144A1所公開，它通常安設(shè)在直流或強(qiáng)制直流蒸汽發(fā)生器的蒸發(fā)系統(tǒng)中。它用于在一蒸汽發(fā)生器的稱之為蒸發(fā)器的受熱面的端部將水從水/水汽混合物中分離出來。據(jù)說由此能避免水達(dá)到后面的過熱器加熱面。由于灼熱，介質(zhì)對(duì)加熱面入口的沖擊干擾在加熱面上導(dǎo)致不同的質(zhì)量流。由此引起的不同冷卻可能會(huì)導(dǎo)致不允許的過熱，進(jìn)而導(dǎo)致加熱面的管道的損壞。
水/水汽混合物常常通過一般為傾斜的入口管切向進(jìn)入水分離器，在一個(gè)容器中，通過重力與升力的結(jié)合進(jìn)行分離。水沉積在容器壁上并向下流動(dòng)，而蒸汽由于入口管的傾斜起初向下流動(dòng)，隨后在分離器中出現(xiàn)流動(dòng)倒轉(zhuǎn)，向容器的上方逸出。
隨著蒸汽含量和蒸汽發(fā)生器負(fù)荷的增加，由向下流量與向上流量的比率所限定的流體力學(xué)斷面逐漸變窄，因此，混合部分的速度上升，壓力損失增加。由于水汽混合物的流速比較高，在蒸汽中夾雜著水滴，使得分離質(zhì)量逐漸下降。此外，隨著入口管道數(shù)量的增加，混合物射流的流出比率逐漸受到破壞。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種分離質(zhì)量特別高的水分離系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過在本文開頭所述的那種水分離系統(tǒng)中這樣來實(shí)現(xiàn)的，即通過在容器的入口側(cè)并聯(lián)地連接一個(gè)用于部分蒸汽流的分離裝置。
本發(fā)明從這樣的考慮出發(fā)，即按照流體力學(xué)通過設(shè)置一前置分離器來減輕現(xiàn)有技術(shù)中的水分離器的負(fù)擔(dān)。
為了在容器內(nèi)得到垂直的升力分離，在容器周邊上的(各)入口管以一傾斜角傾斜延伸和/或相切地設(shè)置。
本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式是，分離裝置包括一彎管和一個(gè)部分蒸汽流導(dǎo)管。借助于這種設(shè)置在水分離系統(tǒng)的容器前并與其并聯(lián)的分離裝置，利用超過水分離系統(tǒng)的容器的壓差，在原有的水分離器之前就已經(jīng)有蒸汽逸出，這部分蒸汽可以與從水分離器中選出的蒸汽混合。在此利用了彎管中的升力作用，使彎管中的水汽分層區(qū)域中的一部分蒸汽逸出。
前置分離裝置中的入流可以朝上也可以朝下。因此，該分離裝置的彎管可以朝上也可以朝下彎曲。特別是在入流朝下的情況下，需要從前置分離裝置向水分離器的容器中脫水。為此，可以將一脫水導(dǎo)管連接于部分蒸汽流導(dǎo)管上和/或在部分蒸汽流導(dǎo)管中連接一脫水器。
在前置分離裝置具有一向上彎曲的彎管的情況下，部分蒸汽流導(dǎo)管在朝向彎管的一端相宜地分叉，而在彎管向下彎曲的情況下，部分蒸汽流導(dǎo)管朝向彎管的一端最好設(shè)計(jì)成虹吸管式。
水分離器的容器的蒸汽導(dǎo)管與連接在水分離器前面的分離裝置的匯合可以直接在水分離器后面或者在一個(gè)上級(jí)集汽系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。這樣，出口管和部分蒸汽流導(dǎo)管彼此連接，或與共同的集汽系統(tǒng)連接。
按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)特別在于，由于部分蒸汽流在分離器的入流的上游分離出，并平行于該分離器引導(dǎo)，所以減小了水分離系統(tǒng)中的壓力損失。由于因此而減少了通向原有分離器的蒸汽流，所以減小了分離器中的蒸汽速度，從而避免了分離出的蒸汽流中夾雜水滴的現(xiàn)象。
此外，以一彎管連接部分蒸汽流導(dǎo)管的形式實(shí)施這種分離裝置使得原有的分離器的尺寸可以特別小，其壁厚也可以很小。這又導(dǎo)致水分離系統(tǒng)的總壓力損失特別小，并由于壁厚減小導(dǎo)致溫度變化時(shí)一種特別有利的工況。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中

圖1示出一帶有一向上彎曲的入口管的水分離系統(tǒng)，圖2示出一如圖1所示的帶有一向下彎曲的和一向上彎曲的入口管的水分離系統(tǒng)，圖3示出沿圖2中的Ⅲ-Ⅲ線截取的設(shè)計(jì)成一虹吸管形的彎管。
各圖中對(duì)應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。
圖1所示的水分離系統(tǒng)1包括一封閉容器2，該容器帶有一傾斜延伸的入口管4和一軸向延伸的出口管6，以及一同樣軸向延伸的排水管8。也可以設(shè)置若干例如傾斜或徑向延伸的排汽管替代軸向出口管6。
入口管4的入流側(cè)過渡轉(zhuǎn)變成一向上彎曲的彎管10，它與一在其彎曲區(qū)域與其相接的部分蒸汽流導(dǎo)管12一起構(gòu)成一連接在容器2之前并與之并列設(shè)置的分離裝置14。部分蒸汽流導(dǎo)管12與出口管6連接，出口管6匯入集汽系統(tǒng)16。
在水分離系統(tǒng)1運(yùn)行時(shí)，水/水汽混合物G經(jīng)過入口管4的彎管10進(jìn)入容器2。彎管10的入流來自上方。借助于分離裝置14，部分蒸汽流D在容器2前通過彎管10和部分蒸汽流導(dǎo)管12逸出，繞過容器2輸送到蒸汽系統(tǒng)16中。在此利用了彎管10中的升力作用，從而在彎管10中形成水一蒸汽分層的區(qū)域內(nèi)每單位時(shí)間分離出一部分蒸汽量。部分蒸汽流D根據(jù)在水分離系統(tǒng)1(即在容器2和并聯(lián)的部分蒸汽流導(dǎo)管12)中的壓力比自行產(chǎn)生。
剩下的水/水汽混合物G′經(jīng)過入口管4流入容器2中。入流碰撞在容器2的壁18上引起飛濺S，這種飛濺處于均衡的速度狀況下。假如由于蒸汽部分含量高而引起負(fù)荷增加，則在容器2中已分離出的蒸汽流D′中會(huì)夾帶著水滴。設(shè)置前置分離裝置14則避免了這種現(xiàn)象。
如果水/水汽混合物G′通過最好傾斜并相切的入口管4流入，則在容器2的壁18上水從水/水汽混合物G′中分離。由于入口管4的傾斜，蒸汽首先向下流動(dòng)，經(jīng)過一次轉(zhuǎn)向在容器2中沿軸向向上逸出。曲線20示出了蒸汽流的軌跡。逐漸增加的蒸汽含量和負(fù)荷使得流體力學(xué)截面Q變窄，因此，流動(dòng)速度增加，壓力損失增大。由于在高速時(shí)夾帶著水滴，所以分離質(zhì)量下降。通過在容器2的前面并聯(lián)地引導(dǎo)部分蒸汽流D避免了這種情況，因?yàn)檫@時(shí)導(dǎo)向容器2的蒸汽量減少，從而使蒸汽速度相對(duì)很小。
圖2中示出容器2帶有兩個(gè)入口管4。圖中右側(cè)的彎管10向上彎曲，而左側(cè)的彎管10′向下彎曲。在朝向彎管10的一端分叉出的部分蒸汽流導(dǎo)管12連接著一脫水器22，脫水器22通過一脫水導(dǎo)管23與容器2的下部區(qū)域連接。向下彎曲的彎管10′的脫水是通過一虹吸管24實(shí)現(xiàn)的，虹吸管24是部分蒸汽流導(dǎo)管12′的一部分。虹吸管24也通過一脫水導(dǎo)管25與容器2的下部相聯(lián)。圖3中示出部分蒸汽流導(dǎo)管12′的朝向彎管10′的一端的虹吸管式構(gòu)造。
部分蒸汽流導(dǎo)管12、12′與出口管6連接。部分蒸汽流導(dǎo)管12′也可如圖2左側(cè)用虛線所示直接接在集汽系統(tǒng)16上。為了影響部分蒸汽流導(dǎo)管12′中的壓力降，在該管中連接一節(jié)流閥或一閥門26。
雖然可以在容器2周圍設(shè)置多個(gè)帶有隨意組合的向上和向下彎曲的彎管10、10′的入口管4，但是入口管4的數(shù)量應(yīng)該限制成少一些，因?yàn)殡S著入口管4的數(shù)量的增加，以曲線20表示的射流的流出狀況受到干擾。
蒸汽流在真正的分離器之前就已經(jīng)借助于分離裝置14分成兩部分D、D′，這有利于容器2中的流動(dòng)狀況，因此得到特別高的分離質(zhì)量。此外，可以將水分離系統(tǒng)1的尺寸選得特別小，從而可以得到對(duì)于溫度變化特別有利的狀況。而且水分離系統(tǒng)1中的壓力損失(特別是在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí))特別小。
權(quán)利要求
1．一種用于從水/水汽混合物(G)中分離出水的水分離系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)設(shè)置在一容器(2)的周邊上的入口管(4)和一個(gè)設(shè)置在該入口管(4)上面的用于蒸汽(D′)的出口管(6)，其特征在于在容器(2)的入口側(cè)與容器(2)相并聯(lián)地連接一個(gè)部分蒸汽流(D,D′)分離裝置(14)。
2．如權(quán)利要求1所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于該入口管(4)或每個(gè)入口管(4)傾斜延伸。
3．如權(quán)利要求1或2所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于所述分離裝置(14)包括一彎管(10、10′)和一部分蒸汽流導(dǎo)管(12、12′)。
4．如權(quán)利要求3所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于所述彎管(10)向上或向下彎曲。
5．如權(quán)利要求3或4所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于在部分蒸汽流導(dǎo)管(12、12′)上連接一脫水導(dǎo)管(23、25)。
6．如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于在部分蒸汽流導(dǎo)管(12)中連接一脫水器(22)。
7．如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于部分蒸汽流導(dǎo)管(12)朝向彎管(10)的一端分叉。
8．如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于部分蒸汽流導(dǎo)管(12′)的朝向彎管(10′)的一端設(shè)計(jì)成虹吸管形式。
9．如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于出口管(6)和分離裝置(14)與一共用集汽系統(tǒng)(16)相聯(lián)。
全文摘要
一種用于從水/水汽混合物(G)中分離出水的水分離系統(tǒng),其具有至少一個(gè)設(shè)置在一容器(2)的周邊上的入口管(4)和一個(gè)在該入口管上面的用于蒸汽(D′)的出口管(6),為了達(dá)到盡可能高的分離質(zhì)量,按照本發(fā)明,在容器(2)的入口側(cè)與該容器(2)相并聯(lián)地連接一個(gè)部分蒸汽流(D,D′)分離裝置(14),其形式最好為用于部分蒸汽流的彎管(10、10′)。
文檔編號(hào)F22B37/26GK1212752SQ97192707
公開日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1997年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月15日
發(fā)明者沃爾夫?qū)の譅柲?申請(qǐng)人:西門子公司