Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer - Balcke-Dürr ...

Lufteintritt
Bild 15. Anordnung Strömungsversuchsstand.
Der vom Schwallwasser befreite Dampf
strömt nun dem sternförmig in 3 Etagen übereinander
angeordneten Feinabscheider zu. Zur
Vergleichmäßigung der Strömung sind vor
und nach den Feinabscheiderpaketen Lochbleche
angeordnet. Beim Durchströmen der
Prallbleche wird das im Dampf befindliche
Kondensat abgeschieden, über Sammelwannen
und Wasserkanäle in einen umlaufenden
Ringraum und anschließend durch einen Stutzen
aus dem Apparat herausgeführt (siehe
Bild 13).
Der getrocknete Dampf strömt dann in den
zentralen Innenraum, durchströmt dann die
kreisförmig zueinander angeordneten Überhitzerbündel
im Querstrom, wird überhitzt
und strömt dem Austrittsstutzen zu. Die Konstruktion
des Überhitzers wird so ausgeführt,
dass bei allen Lastfällen die Kompensation
der unterschiedlichen Wärmedehnung zwischen
Überhitzerbündel und Behältermantel
bzw. zwischen den Überhitzerrohren und dem
Bündelrahmen sichergestellt ist. B i l d 1 4
zeigt die Montage der Überhitzer im KKW
Grohnde.
Erosionsschutz
Besonderer Wert wurde bei der Konstruktion
auf eine erosionsgeschützte Ausführung aller
mit Nassdampf in Berührung kommenden
Teile gelegt. Der Mantel und der untere Boden
im Bereich des Grobabscheiders wurden
aus austenitplattierten Blechen ausgeführt.
Alle Einbauten wie Bodenplatte, Innenzylinder,
Auflageplatte des Feinabscheiders wurden
aus plattierten oder vollaustenitischen
Blechen gefertigt. Anströmseitig wird der
Feinabscheider durch eine austenitische Ab-
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Luftaustritt
(um 100° versetzt)
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Modell
Wasserabscheider
kleidung geschützt. Prallabscheiderbleche
und hinteres Lochblech werden ebenfalls aus
Austenit gefertigt. Aufgrund der hinter dem
Hauptabscheider vorliegenden Restnässe von
kleiner 0,5 % und den bisherigen Betriebserfahrungen
können Erosionen nach dem Abscheider
ausgeschlossen werden [3].
Untersuchungen zur Absicherung
der Konstruktion und Auslegung
Obwohl über die Einzelbauelemente wie Grobabscheider,
Feinabscheider und Rippenrohrbündel
bereits Betriebserfahrungen vorlagen,
wurden aufgrund der geänderten Anordnung
verschiedene Untersuchungen durchgeführt.
Beispielhaft sollen nachstehend einige dieser
Untersuchungen und ihre Ergebnisse erläutert
werden.
Modellversuche
Modellversuche wurden zur optimalen Ausbildung
des Grobabscheiders sowie zur Ermittlung
der
– Flüssigkeitsverteilung,
– Druckverluste,
– gespeicherten Wassermenge,
– Strömungsverteilung im Feinabscheider
und Überhitzer
durchgeführt.
B i l d 1 5 zeigt die Anordnung des Versuchsstandes,
B i l d 1 6 das Plexiglasmodell (Maßstab
1:5) mit Messbestückung. Die gemessene
Strömungsverteilung über die Abscheidersäule
wird in Bild 17 dargestellt. Übereinander
sind die 3 Abscheiderebenen aufgetragen, die
einzelnen Punkte bezeichnen jeweils 6 Mess-
Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer
1 Venturi-Kanal: Messung des aufgegebenen Luftvolumenstromes
2 Strömungsumlenkung
3 Wassereindüsung
4 Messung der Luftverteilung über dem Rohrdurchmesser
punkte einer Ebene. Die maximal gemessene
Abweichung von der mittleren Geschwindigkeit
beträgt ± 10,7 %.
Bestimmung der Durchrissgrenze
des Abscheiderprofils
Als Durchrissgrenze versteht man die Geschwindigkeit,
bei welcher gerade noch keine
Tropfen aus dem Abscheider herausgerissen
werden. Diese Geschwindigkeit wurde experimentell
ermittelt. Der Versuch wurde an der
Originalausführung eines Abscheiderelementes
mit Luft/Wasser durchgeführt. Die mit
Luft/Wasser ermittelten Werte ergeben, umgerechnet
auf den Dampfzustand gegen den
Betriebspunkt (100 % Last), einen Sicherheitsabstand
von 90 %, oder anders ausgedrückt,
der Abscheider dürfte mit 1,9-facher
Geschwindigkeit durchströmt werden, ohne
dass Wassertropfen mitgerissen werden. Der
Abscheidegrad in Bild 18 ist errechnet für einen
Grenztropfen von 8 µm. Das vorliegende
Tropfenspektrum ist jedoch nicht bekannt. In
die theoretisch ermittelte Kurve der Restnässe
sind die Abnahmemessungen GKN, KKB und
Gösgen-Däniken eingetragen.
Die in den Abnahmeversuchen ermittelte
Restnässe von etwa 0,3 % im Auslegungspunkt
liegt deutlich unter dem Garantiewert
und an der Nachweisgrenze. Die Abweichung
der Messwerte von der theoretischen Restnässe
erklärt sich aus dem im Dampf vorliegenden
Tropfenspektrum mit vermutlich auch
kleineren Tropfen als 8 µm und außerdem
gegenüber den Versuchsbedingungen örtlich
höheren Dampfgeschwindigkeiten sowie Ungleichmäßigkeiten
in der Wasserverteilung.
Durch diese Abweichungen von den Versuchs-
VGB Kraftwerkstechnik 4/1984 11
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Gebläse