DE3904357A1 - Verteilervorrichtung fuer fallstromverdampfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verteilervorrichtung für Fallstromverdampfer mit mindestens einer oberhalb des oberen Rohrbodens angeordneten Wanne mit Ablauföffnungen oder Ablaufstutzen. Derartige Verteilereinrichtungen dienen dazu, das einzudampfende Medium möglichst gleichmäßig auf den oberen Rohrboden zu verteilen, um eine einwandfreie Beaufschlagung der Verdampferrohre zu gewährleisten. So trifft beispielsweise das einzudampfende Medium zunächst beim Einströmen in den oberen Verdampferraum auf eine Pralleinrichtung. Die weitere Verteilung erfolgt durch zwischen Pralleinrichtung und oberem Rohrboden angeordnete Wannen mit Ablauföffnungen oder Ablaufstutzen. In den einzelnen Wannen bildet sich ein mehr oder weniger gleichmäßiger Saftstand aus, der für einen gleichmäßigen Abfluß und damit eine gleichmäßige Saftverteilung sorgen soll.

Die gleichmäßige Saftverteilung wird mit größer werdendem Durchmesser der Fallstromverdampfer immer schwieriger. Zum einen rührt dies daher, daß sich der Boden einer großen Wanne aufgrund des Eigengewichtes und der darauf stehenden Saftmenge durchbiegt, so daß die im Zentrum vorgesehenen Bodenablauföffnungen tiefer liegen und damit der Saftstand oberhalb dieser Öffnungen größer ist, als der Saftstand im Bereich der äußeren Bodenablauföffnungen. Diese Durchbiegung ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Wanne mit Ablaufstutzen versehen ist. In diesem Falle kann es vorkommen, daß sich ein Saftstand einstellt, der die Einlauföffnungen der äußeren Ablaufstutzen nicht mehr erreicht. Somit kann aus den äußeren Ablaufstutzen kein Saft in die darunterliegende Wanne oder auf den Rohrboden ablaufen. Ein weiterer Grund für die zunehmenden Probleme hinsichtlich einer gleichmäßigen Saftverteilung sind fertigungstechnische und Montageungenauigkeiten. Es ist schon schwierig genug, solche Wannen für Fallstromverdampfer bis zu vier Meter Durchmesser mit den erforderlichen Toleranzen herzustellen. Hinzu kommen aber noch ein transportbedingter Verzug und die Schwierigkeit, die Wannen genau in der Waage einzubauen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, größere Fertigungstoleranzen zulassen zu können, einen einwandfrei waagerechten Einbau zu ermöglichen und einen gleichmäßigen Saftstand auf dem gesamten Wannenboden zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Verteilervorrichtung der eingangs beschriebenen Art die dem Rohrboden nächstliegende Wanne aus Segmenten besteht, die jeweils mit einer Drei-Punkt-Auflage in der Höhe verstellbar abgestützt und lösbar miteinander verbunden sind.

Durch den Aufbau einer solchen Wanne aus einzeln, verstellbaren Segmenten kann mit einfachsten Mitteln erreicht werden, daß sich alle Bodenablauföffnungen in der Waage befinden und somit aus allen Öffnungen eine gleiche Menge an einzudampfendem Medium auf dem Rohrboden abfließt.

Die hier verwendete Bezeichnung Segmente ist im geometrischen Sinne nicht korrekt. Sie steht in technischem Sinne für Teile einer kreisförmigen Wanne, die die geometrische Form eines Sektors haben.

Dies hat wiederum zur Folge, daß alle Heizrohre gleichmäßig mit dem Medium beaufschlagt werden und damit eine gleichmäßige Benetzung der Verdampferrohr-Innenflächen über den gesamten Verdampferquerschnitt erfolgt. Jedes einzelne Segment weist eine Drei-Punkt-Lagerung auf und kann bei der Montage separat genau waagerecht ausgerichtet gegenüber den Nachbarsegmenten justiert werden. Die dadurch erzielte waagerechte Ausrichtung über den gesamten Wannenquerschnitt ist besonders wichtig bei Wannen mit Ablaufstutzen, um auch bei wechselnden Betriebszuständen und variierendem Saftstand in der Wanne eine Verteilung auf alle Ablaufstutzen zu gewährleisten. Erst nach dem exakten Ausrichten der Segmente werden diese miteinander verbunden.

Durch die Aufteilung der Wanne in Segmente ergeben sich auch erhebliche Vorteile hinsichtlich der Fertigungsgenauigkeit und des transportbedingten Verzuges. Außerdem werden Lage- und Formabweichungen beim Justieren der Segmente weitestgehend ausgeglichen. Es ergibt sich aber noch ein weiterer, entscheidender Vorteil hinsichtlich der Durchbiegung des Wannenbodens. Sie wird wesentlich verringert durch die Abstützung jedes einzelnen Segmentes. Erst nach dem Ausrichten bzw. Justieren der einzelnen Segmente werden diese miteinander verschraubt.

In besonderen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Auflage bzw. Abstützung der Segmente unmittelbar in der Nähe der Mittelachse des Fallstromverdampfers punktförmig auszuführen und die beiden anderen Auflagen im Bereich der äußeren Eckpunkte der Segmente vorzunehmen. Durch die punktförmige Lagerung ist auch bei größeren auszugleichenden Ungenauigkeiten ein einwandfreies Ausrichten ohne eine Verspannung oder ein Verziehen der Segmente möglich. Das Ausrichten bzw. Justieren erfolgt im Bereich der äußeren Eckpunkte der Segmente.

Das Justieren der äußeren Eckpunkte kann bei der Montage mittels Distanzscheiben oder Distanzstücken erfolgen, die auf dem oberen Boden gegen Verschieben gesichert sind. Es ist jedoch günstiger, eine spezielle Justiereinrichtung vorzusehen, mit der eine stufenlose, exakte Ausrichtung leicht möglich ist. Das hat auch den Vorteil, daß ein eventuell notwendiges Nachrichten ohne besondere Schwierigkeiten erfolgen kann. Es ist vorgesehen, jedem der Eckpunkte der Segmente eine Justiereinrichtung zuzuordnen. Damit ist ein völlig unabhängiges Ausrichten jedes einzelnen Segmentes möglich.

Durch Verzicht auf das völlig unabhängige Justieren ist es möglich, mit einer Justiereinrichtung pro Segment auszukommen. Dazu ist an jeweils einem äußeren Eckpunkt eines Segmentes und zwar an demjenigen, an dem auch die Justiereinrichtung angreift, ein Tragelement befestigt, auf dem der entsprechende Eckpunkt des benachbarten Segmentes aufliegt. Es sind somit - bei etwas geringerer Genauigkeit - nur die Hälfte der Justiereinrichtungen erforderlich, was den Vorteil geringerer Kosten hat.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist Tragplatten an den Segmenten - vorzugsweise am Boden der Segmente befestigt - und mechanische oder hydraulische Stellelemente auf, die sich im Randbereich auf dem oberen Rohrboden ggf. auf eine auf dem Rohrboden befestigten Stützplatte abstützen. Der Vorteil mechanischer Stellelemente besteht in geringen Kosten, der der hydraulischen Stellelemente in einer besonders bequemen Montage- und Nachstellmöglichkeit.

Die bevorzugte Ausführungsform mechanischer Stellelemente für die Höhenverstellung besteht aus Gewindebolzen, die in Gewinden der Tragplatten laufen und Kontermuttern zur Lagefixierung, auch die Ausführung mit Durchgangsbohrung und zwei Muttern ist denkbar.

Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Segmente mit zum Wannenboden rechtwinkligen Seitenwänden versehen. Durch diese Seitenwände werden die Segmente sehr steif gegen Durchbiegung, denn entlang der Seitenkante sind sie absolut biegesteif. Dadurch weisen die Bodenflächen der einzelnen Segmente auch bei maximalem Saftstand nur minimale Durchbiegungen auf. Da die "Durchbiegung" des Gesamtbodens wegen der Abstützung der Segmente im Zentrum des Verdampfers Null ist, ist die Gesamtdurchbiegung des Bodens der zusammengesetzten Wanne aufgrund der absolut steifen Segmentseiten nicht größer als die maximale Durchbiegung des Bodens eines einzelnen Segmentes. Dadurch, daß eine Seitenwand der Segmente mit runden Bohrungen, die andere dagegen mit Langlöchern, deren Längsachse senkrecht zum Segmentboden verläuft, zur Aufnahme der vorgesehenen Schraubverbindungen versehen sind, ist bei noch nicht angezogenen Muttern eine Ausrichtung der Böden möglich.

Um das unkontrollierte Einströmen von Saft in die Heizrohre zu vermeiden, die direkt unter der Fuge zwischen zwei Segmenten liegen, können zwischen den Seitenwänden der Segmente Dichtungen eingelegt sein.

Eine spezielle Ausführungsform der punktförmigen Auflage an den Spitzen der Segmente besteht aus Tragelementen mit balliger Fläche und Stützelementen, die mit Kalotten versehen sind, mit denen die Tragelemente in Eingriff stehen. Auf diese Weise ist gleichzeitig eine einwandfreie Punktauflage und eine Sicherung gegen Verschieben gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindunggemäßen Vorrichtung ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den oberen Teil eines Fallstromverdampfers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wanne entsprechend Schnitt II-II in Fig. und

Fig. 3 die punktförmige Auflage der Segmentspitzen.

In einem Fallstromverdampfer ist ein oberer Rohrboden 1 (im folgenden nur Rohrboden genannt) und ein nicht dargestellter unterer Rohrboden mit Verdampferrohren 2 angeordnet. Durch den Rohrboden 1 wird ein oberer Dampfraum 3 abgeteilt, in dem sich eine Verteilereinrichtung für das zu verdampfende Medium befindet, die aus mehreren Bauteilen bestehen kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese aus nicht näher bezeichneten Leit- und Prallflächen und zwei übereinander angeordneten Wannen 4 und 5. Die Wanne 4 ist mit Bodenablauföffnungen 6 und Wandablauföffnungen 7 versehen. Mit Hilfe dieser Ablauföffnungen 6 und 7 wird das über den Einlaufstutzen 8 zugeführte, zu verdampfende Medium auf die untere Wanne 5 so verteilt, daß sich in dieser während des Betriebes ein möglichst gleichmäßiger Saftstand einstellt, dessen Spiegel über den Ablaufstutzen 9 steht.

Die Wanne 5 ist aus Segmenten 10 aufgebaut, die in der Verdampfermitte jedes für sich oder wie hier dargestellt über einen Stützkörper 11 auf dem Rohrboden 1 abgestützt sind. Am Rand sind die Segmente 10 mittels Justiereinrichtungen 12 in der Höhe verstellbar und so justierbar, daß sich die Ablaufstutzen absolut in der Waage befinden. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine mechanische Justiereinrichtung, die jeweils aus einer auf der Unterseite der Segmente 10 befestigten Tragplatte 13, einer Gewindespindel 14 und einer Kontermutter 15 besteht.

Fig. 2 zeigt die obere Hälfte des Schnittes (II-II in Fig. 1) durch den Fallstromverdampfer, d.h. die Draufsicht auf die Wanne 5. Erfindungsgemäß besteht die dem Rohrboden 1 am nächsten liegende Wanne 5 aus Segmenten 10. Im Ausführungsbeispiel sind es sechs Segmente mit je einer Außenwand 16, zwei Seitenwänden 17 und einem Boden 18, in den die Ablaufstutzen 9 eingeschweißt sind. Die Segmente 10 können einzeln und völlig unabhängig voneinander mit Hilfe der Justiereinrichtungen 12 einwandfrei waagerecht ausgerichtet werden, ehe sie mittels der in den Seitenwänden 17 angeordneten Schraubverbindungen 19 fest miteinander verbunden werden.

In Fig. 3 ist eine Auflagemöglichkeit der Segmente 10 im Detail dargestellt, die zwar aufwendig ist, bei der aber eine 100%ige Beweglichkeit beim Justieren und ein störungsfreier Zufluß zum zentralen Heizrohr 20 gewährleistet ist. Der mit dem Rohrboden 1 im Zentrum des Fallstromverdampfers fest verbundene Stützkörper 11 weist eine der Zahl der Segmente 10 entsprechende Anzahl Stützelemente 21 mit konkaver Auflagefläche auf. Auf diesen Auflageflächen stützen sich die Segmente 10 mit den an ihrer Spitze angebrachten Tragelementen mit balliger Endfläche ab. Zwischen den Seitenwänden 17 der Segmente 10 ist jeweils eine Dichtung 23 angeordnet.

Claims (9)

1. Verteilervorrichtung für Fallstromverdampfer mit mindestens einer oberhalb des oberen Rohrbodens angeordneten Wanne mit Ablauföffnungen oder Ablaufstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rohrboden (1) nächstliegende Wanne (5) aus Segmenten (10) besteht, die jeweils mit einer Drei-Punkt-Auflage in der Höhe verstellbar abgestützt und lösbar miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (10) in unmittelbarer Nähe der Mittelachse des Fallstromverdampfers punktförmig gelagert und im Bereich der äußeren Eckpunkte abgestützt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede äußere Ecke eines jeden Segmentes (10) mittels einer Justiereinrichtung (12) höhenverstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine äußere Ecke eines jeden Segmentes (10) mittels einer Justiereinrichtung (12) höhenverstellbar ist, während die andere auf einem Tragelement des benachbarten Segmentes (10) ruht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinrichtungen (12) zur Ausrichtung und Abstützung der Segmente (10) auf dem Rohrboden (1) aus Tragplatten (13) und mechanischen oder hydraulischen Stellelementen bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellelemente (12) als Gewindebolzen (14) mit Kontermuttern (15) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (10) mit zum Wannenboden rechtwinkligen Seitenwänden (17) versehen sind, von denen eine runde Bohrungen und die andere Langlöcher aufweist und daß die Seitenwände (17) mit Schraubverbindungen (19) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwänden (17) der Segmente (10) Dichtungen (23) eingelegt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die punktförmige Auflage der Segmente (10) durch Tragelemente (22) mit balliger Fläche und Kalotten von Stützelementen (21), die über einen Stützkörper (11) mit dem Rohrboden (1) verbunden sind, verwirklicht ist.