专利名称：水分离系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从水/水汽混合物中分离出水的水分离系统，其具有至少一个设置在一容器的周边上的入口管和一个在该入口管上面的蒸汽出口管。
这样一种带有一个水分离器的水分离系统例如由德国公开说明书DE4242144A1所公开，它通常安设在直流或强制直流蒸汽发生器的蒸发系统中。它用于在一蒸汽发生器的称之为蒸发器的受热面的端部将水从水/水汽混合物中分离出来。据说由此能避免水达到后面的过热器加热面。由于灼热，介质对加热面入口的冲击干扰在加热面上导致不同的质量流。由此引起的不同冷却可能会导致不允许的过热，进而导致加热面的管道的损坏。
水/水汽混合物常常通过一般为倾斜的入口管切向进入水分离器，在一个容器中，通过重力与升力的结合进行分离。水沉积在容器壁上并向下流动，而蒸汽由于入口管的倾斜起初向下流动，随后在分离器中出现流动倒转，向容器的上方逸出。
随着蒸汽含量和蒸汽发生器负荷的增加，由向下流量与向上流量的比率所限定的流体力学断面逐渐变窄，因此，混合部分的速度上升，压力损失增加。由于水汽混合物的流速比较高，在蒸汽中夹杂着水滴，使得分离质量逐渐下降。此外，随着入口管道数量的增加，混合物射流的流出比率逐渐受到破坏。
因此，本发明的目的是提供一种分离质量特别高的水分离系统。
本发明的目的是通过在本文开头所述的那种水分离系统中这样来实现的，即通过在容器的入口侧并联地连接一个用于部分蒸汽流的分离装置。
本发明从这样的考虑出发，即按照流体力学通过设置一前置分离器来减轻现有技术中的水分离器的负担。
为了在容器内得到垂直的升力分离，在容器周边上的(各)入口管以一倾斜角倾斜延伸和/或相切地设置。
本发明的一种有利的实施方式是，分离装置包括一弯管和一个部分蒸汽流导管。借助于这种设置在水分离系统的容器前并与其并联的分离装置，利用超过水分离系统的容器的压差，在原有的水分离器之前就已经有蒸汽逸出，这部分蒸汽可以与从水分离器中选出的蒸汽混合。在此利用了弯管中的升力作用，使弯管中的水汽分层区域中的一部分蒸汽逸出。
前置分离装置中的入流可以朝上也可以朝下。因此，该分离装置的弯管可以朝上也可以朝下弯曲。特别是在入流朝下的情况下，需要从前置分离装置向水分离器的容器中脱水。为此，可以将一脱水导管连接于部分蒸汽流导管上和/或在部分蒸汽流导管中连接一脱水器。
在前置分离装置具有一向上弯曲的弯管的情况下，部分蒸汽流导管在朝向弯管的一端相宜地分叉，而在弯管向下弯曲的情况下，部分蒸汽流导管朝向弯管的一端最好设计成虹吸管式。
水分离器的容器的蒸汽导管与连接在水分离器前面的分离装置的汇合可以直接在水分离器后面或者在一个上级集汽系统中实现。这样，出口管和部分蒸汽流导管彼此连接，或与共同的集汽系统连接。
按照本发明实现的优点特别在于，由于部分蒸汽流在分离器的入流的上游分离出，并平行于该分离器引导，所以减小了水分离系统中的压力损失。由于因此而减少了通向原有分离器的蒸汽流，所以减小了分离器中的蒸汽速度，从而避免了分离出的蒸汽流中夹杂水滴的现象。
此外，以一弯管连接部分蒸汽流导管的形式实施这种分离装置使得原有的分离器的尺寸可以特别小，其壁厚也可以很小。这又导致水分离系统的总压力损失特别小，并由于壁厚减小导致温度变化时一种特别有利的工况。
下面结合附图详细描述本发明的实施例，附图中
图1示出一带有一向上弯曲的入口管的水分离系统，图2示出一如图1所示的带有一向下弯曲的和一向上弯曲的入口管的水分离系统，图3示出沿图2中的Ⅲ-Ⅲ线截取的设计成一虹吸管形的弯管。
各图中对应的部件用相同的附图标记表示。
图1所示的水分离系统1包括一封闭容器2，该容器带有一倾斜延伸的入口管4和一轴向延伸的出口管6，以及一同样轴向延伸的排水管8。也可以设置若干例如倾斜或径向延伸的排汽管替代轴向出口管6。
入口管4的入流侧过渡转变成一向上弯曲的弯管10，它与一在其弯曲区域与其相接的部分蒸汽流导管12一起构成一连接在容器2之前并与之并列设置的分离装置14。部分蒸汽流导管12与出口管6连接，出口管6汇入集汽系统16。
在水分离系统1运行时，水/水汽混合物G经过入口管4的弯管10进入容器2。弯管10的入流来自上方。借助于分离装置14，部分蒸汽流D在容器2前通过弯管10和部分蒸汽流导管12逸出，绕过容器2输送到蒸汽系统16中。在此利用了弯管10中的升力作用，从而在弯管10中形成水一蒸汽分层的区域内每单位时间分离出一部分蒸汽量。部分蒸汽流D根据在水分离系统1(即在容器2和并联的部分蒸汽流导管12)中的压力比自行产生。
剩下的水/水汽混合物G′经过入口管4流入容器2中。入流碰撞在容器2的壁18上引起飞溅S，这种飞溅处于均衡的速度状况下。假如由于蒸汽部分含量高而引起负荷增加，则在容器2中已分离出的蒸汽流D′中会夹带着水滴。设置前置分离装置14则避免了这种现象。
如果水/水汽混合物G′通过最好倾斜并相切的入口管4流入，则在容器2的壁18上水从水/水汽混合物G′中分离。由于入口管4的倾斜，蒸汽首先向下流动，经过一次转向在容器2中沿轴向向上逸出。曲线20示出了蒸汽流的轨迹。逐渐增加的蒸汽含量和负荷使得流体力学截面Q变窄，因此，流动速度增加，压力损失增大。由于在高速时夹带着水滴，所以分离质量下降。通过在容器2的前面并联地引导部分蒸汽流D避免了这种情况，因为这时导向容器2的蒸汽量减少，从而使蒸汽速度相对很小。
图2中示出容器2带有两个入口管4。图中右侧的弯管10向上弯曲，而左侧的弯管10′向下弯曲。在朝向弯管10的一端分叉出的部分蒸汽流导管12连接着一脱水器22，脱水器22通过一脱水导管23与容器2的下部区域连接。向下弯曲的弯管10′的脱水是通过一虹吸管24实现的，虹吸管24是部分蒸汽流导管12′的一部分。虹吸管24也通过一脱水导管25与容器2的下部相联。图3中示出部分蒸汽流导管12′的朝向弯管10′的一端的虹吸管式构造。
部分蒸汽流导管12、12′与出口管6连接。部分蒸汽流导管12′也可如图2左侧用虚线所示直接接在集汽系统16上。为了影响部分蒸汽流导管12′中的压力降，在该管中连接一节流阀或一阀门26。
虽然可以在容器2周围设置多个带有随意组合的向上和向下弯曲的弯管10、10′的入口管4，但是入口管4的数量应该限制成少一些，因为随着入口管4的数量的增加，以曲线20表示的射流的流出状况受到干扰。
蒸汽流在真正的分离器之前就已经借助于分离装置14分成两部分D、D′，这有利于容器2中的流动状况，因此得到特别高的分离质量。此外，可以将水分离系统1的尺寸选得特别小，从而可以得到对于温度变化特别有利的状况。而且水分离系统1中的压力损失(特别是在满负荷运行时)特别小。
权利要求
1．一种用于从水/水汽混合物(G)中分离出水的水分离系统，其具有至少一个设置在一容器(2)的周边上的入口管(4)和一个设置在该入口管(4)上面的用于蒸汽(D′)的出口管(6)，其特征在于在容器(2)的入口侧与容器(2)相并联地连接一个部分蒸汽流(D,D′)分离装置(14)。
2．如权利要求1所述的水分离系统，其特征在于该入口管(4)或每个入口管(4)倾斜延伸。
3．如权利要求1或2所述的水分离系统，其特征在于所述分离装置(14)包括一弯管(10、10′)和一部分蒸汽流导管(12、12′)。
4．如权利要求3所述的水分离系统，其特征在于所述弯管(10)向上或向下弯曲。
5．如权利要求3或4所述的水分离系统，其特征在于在部分蒸汽流导管(12、12′)上连接一脱水导管(23、25)。
6．如权利要求3至5中任一项所述的水分离系统，其特征在于在部分蒸汽流导管(12)中连接一脱水器(22)。
7．如权利要求3至6中任一项所述的水分离系统，其特征在于部分蒸汽流导管(12)朝向弯管(10)的一端分叉。
8．如权利要求3至6中任一项所述的水分离系统，其特征在于部分蒸汽流导管(12′)的朝向弯管(10′)的一端设计成虹吸管形式。
9．如权利要求1至8中任一项所述的水分离系统，其特征在于出口管(6)和分离装置(14)与一共用集汽系统(16)相联。
全文摘要
一种用于从水/水汽混合物(G)中分离出水的水分离系统,其具有至少一个设置在一容器(2)的周边上的入口管(4)和一个在该入口管上面的用于蒸汽(D′)的出口管(6),为了达到尽可能高的分离质量,按照本发明,在容器(2)的入口侧与该容器(2)相并联地连接一个部分蒸汽流(D,D′)分离装置(14),其形式最好为用于部分蒸汽流的弯管(10、10′)。
文档编号F22B37/26GK1212752SQ97192707
公开日1999年3月31日 申请日期1997年3月4日 优先权日1996年3月15日
发明者沃尔夫冈·沃尔默 申请人:西门子公司