專利名稱：水分離系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
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)，其具有至少一個設置在一容器的周邊上的入口管和一個在該入口管上面的蒸汽出口管。
這樣一種帶有一個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，它通常安設在直流或強制直流蒸汽發(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)說由此能避免水達到后面的過熱器加熱面。由于灼熱，介質對加熱面入口的沖擊干擾在加熱面上導致不同的質量流。由此引起的不同冷卻可能會導致不允許的過熱，進而導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入水分離器，在一個容器中，通過重力與升力的結合進行分離。水沉積在容器壁上并向下流動，而蒸汽由于入口管的傾斜起初向下流動，隨后在分離器中出現(xiàn)流動倒轉，向容器的上方逸出。
隨著蒸汽含量和蒸汽發(fā)生器負荷的增加，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)中這樣來實現(xiàn)的，即通過在容器的入口側并聯(lián)地連接一個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)，即按照流體力學通過設置一前置分離器來減輕現(xiàn)有技術中的水分離器的負擔。
為了在容器內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/或相切地設置。
本發(fā)明的一種有利的實施方式是，分離裝置包括一彎管和一個部分蒸汽流導管。借助于這種設置在水分離系統(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，可以將一脫水導管連接于部分蒸汽流導管上和/或在部分蒸汽流導管中連接一脫水器。
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，部分蒸汽流導管朝向彎管的一端最好設計成虹吸管式。
水分離器的容器的蒸汽導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上級集汽系統(tǒng)中實現(xiàn)。這樣，出口管和部分蒸汽流導管彼此連接，或與共同的集汽系統(tǒng)連接。
按照本發(fā)明實現(xiàn)的優(yōu)點特別在于，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，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管的形式實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。這又導致水分離系統(tǒng)的總壓力損失特別小，并由于壁厚減小導致溫度變化時一種特別有利的工況。
下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例，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線截取的設計成一虹吸管形的彎管。
各圖中對應的部件用相同的附圖標記表示。
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的入流側過渡轉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管12一起構成一連接在容器2之前并與之并列設置的分離裝置14。部分蒸汽流導管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運行時，水/水汽混合物G經過入口管4的彎管10進入容器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)域內每單位時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)的部分蒸汽流導管12)中的壓力比自行產生。
剩下的水/水汽混合物G′經過入口管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荷增加，則在容器2中已分離出的蒸汽流D′中會夾帶著水滴。設置前置分離裝置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，經過一次轉向在容器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荷使得流體力學截面Q變窄，因此，流動速度增加，壓力損失增大。由于在高速時夾帶著水滴，所以分離質量下降。通過在容器2的前面并聯(lián)地引導部分蒸汽流D避免了這種情況，因為這時導向容器2的蒸汽量減少，從而使蒸汽速度相對很小。
圖2中示出容器2帶有兩個入口管4。圖中右側的彎管10向上彎曲，而左側的彎管10′向下彎曲。在朝向彎管10的一端分叉出的部分蒸汽流導管12連接著一脫水器22，脫水器22通過一脫水導管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實現(xiàn)的，虹吸管24是部分蒸汽流導管12′的一部分。虹吸管24也通過一脫水導管25與容器2的下部相聯(lián)。圖3中示出部分蒸汽流導管12′的朝向彎管10′的一端的虹吸管式構造。
部分蒸汽流導管12、12′與出口管6連接。部分蒸汽流導管12′也可如圖2左側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周圍設置多個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)量應該限制成少一些，因為隨著入口管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中的流動狀況，因此得到特別高的分離質量。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(特別是在滿負荷運行時)特別小。
權利要求
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)，其具有至少一個設置在一容器(2)的周邊上的入口管(4)和一個設置在該入口管(4)上面的用于蒸汽(D′)的出口管(6)，其特征在于在容器(2)的入口側與容器(2)相并聯(lián)地連接一個部分蒸汽流(D,D′)分離裝置(14)。
2．如權利要求1所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于該入口管(4)或每個入口管(4)傾斜延伸。
3．如權利要求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′)和一部分蒸汽流導管(12、12′)。
4．如權利要求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管(12、12′)上連接一脫水導管(23、25)。
6．如權利要求3至5中任一項所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于在部分蒸汽流導管(12)中連接一脫水器(22)。
7．如權利要求3至6中任一項所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于部分蒸汽流導管(12)朝向彎管(10)的一端分叉。
8．如權利要求3至6中任一項所述的水分離系統(tǒng)，其特征在于部分蒸汽流導管(12′)的朝向彎管(10′)的一端設計成虹吸管形式。
9．如權利要求1至8中任一項所述的水分離系統(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),其具有至少一個設置在一容器(2)的周邊上的入口管(4)和一個在該入口管上面的用于蒸汽(D′)的出口管(6),為了達到盡可能高的分離質量,按照本發(fā)明,在容器(2)的入口側與該容器(2)相并聯(lián)地連接一個部分蒸汽流(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F22B37/26GK1212752SQ97192707
公開日1999年3月31日 申請日期1997年3月4日 優(yōu)先權日1996年3月15日
發(fā)明者沃爾夫岡·沃爾默 申請人:西門子公司