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Die Erfindung bezieht sich auf Überhitzer, insbesondere Zwischenüberhitzer, mit Heizrohrschlangen, in denen das Heizmittel, z. B. überhitzter Dampf oder eine hoeherhitzte Flüssigkeit, von oben nach unten strömt, während der zu überhitzende Verbrauchsdampf unten in den Überhitzer eingeführt und an seinem oberen Ende abgeleitet wird. Die Heizrohrsehlangen können dabei als parallel nebeneinanderliegende U-förmig gebogene Rohre oder als konzentrisch ineinanderliegende schraubenförmig gewundene Rohre ausgebildet sein.
Diese bekannte t'rberhitzerbauart hat den Vorteil, dass sie die Unterbringung einer möglichst grossen Heizfläche in einem bestimmten Behälterraum ermöglicht. Lässt man den zu überhitzenden Verbrauchsdampf, wie es üblich ist, im wesentlichen in senkrechter Rtdtung durch den Überhi1zerbel. älter strömen, so ist die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt durch die Grösse der Spielräume zwischen den einzelnen nebeneinander bzw. ineinander liegenden Rohrschlangen und der Behälterwandung. durch die der Dampf nach oben steigt.
Da diese Spielräume mit Rücksicht auf die Herstellung und den Einbau der Rohrschlangen verhältnismässig gross sein müssen so ergibt sieh als Summe dieser Spielräume ein so grosser Durchgangsquerschnitt. dass die Strömungsgeschwindigkeit des Verbrauchsdampfes unter allen Umständen niedrig bleibt. Ausserdem wird die äussere Fläche der Heizschlangen von dem zwischen den Schlangenwindungen in senkrechter Richtung durchströmenden Verbrauchsdampf nur an der engsten Stelle zwischen den benachbarten Windungen an zwei sehmalen Streifen berührt.
Aus diesen beiden Gründen, also infolge der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit des Verbrauehsdampfes
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der erforderliche Platz nicht zur Verfügung steht.
Die erwähnten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, welche die Anordnung der U-förmigen oder schraubenförmigen Heizschlangen beibehält, aber die senkrechte Strömung des Ver- brauchsdampfes durch eine annähernd waagrecht gerichtete Hin-und Herführung entlang den Schlangenwindungen ersetzt. Zu diesem Zweck ist der Überhitzer durch Querwände mit abwechselnd versetzt liegenden Durchgangsöffnungen für den Verbrauehsdampf in Abschnitte unterteilt. Der Verbrauchsdampf tritt durch die Öffnung einer Querwand in einen Behälterabsehnitt ein, verteilt sich auf die freien Wege entlang den einzelnen Rohrwindungen und folgt diesen bis zur gegenüberliegenden Öffnung der nächsthöheren Zwischenwand.
Von hier aus tritt er in derselben Weise in den folgenden Abschnitt ein und strömt jetzt in entgegengesetzter Richtung an den Windungen der Sehlangenrohre zurück. Diese hin und her gerichtete Dampfführung parallel zu den Heizrohren erfolgt bis zum Austritt. Bei dieser Bauart ist es nicht mehr nötig, die Spielräume zwischen den neben-bzw. ineinanderliegenden Rohrwindungen und den Behälterwandungen sehr eng zu halten, um eine möglichst grosse Strömungsgeschwin- digkeit für den Verbrauchsdampf und damit einen guten Wärmeübergang zu erhalten.
Die Strömungsgeschwindigkeit ist von der Grösse dieser Spielräume nicht mehr abhängig, sondern die Erfindung gibt die Möglichkeit, die Strömungsgeschwindigkeit des Verbrauchsdampfes beliebig zu wählen, u. zw. in senkrechter Richtung durch Bemessung der Durchgangsöffnungen der Zwischenwände und in waagrechter Richtung durch den Abstand der übereinanderliegenden Rohrwindungen. Die obere Grenze der Geschwindigkeit ist jetzt nur durch die Rücksicht auf den zulässigen Reibungsverlust des Dampfes an den glatten
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Rohrschlangen bedingt.
Mit der vorstehend erläuterten Hin- und Herführung des Dampfes ist noch der weitere Vorteil erreicht, dass die Heizrohre nicht nur an schmalen Streifen ihrer Oberfläche von dem durchströmenden Dampf berührt, sondern auf ihrer gesamten Länge vom Dampf umspÜlt werden. Auch ist hiedureh der nachteilige Einfluss der bei der Ausführung mit schraubenförmigen Rohrschlangen ungleich langen Rohrstränge ausgeschaltet.
Durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit einerseits und durch die vollständige und dauernde Umspülung der Heizrohrwindungen von dem hin und her geführten Verbrauchsdampf anderseits findet somit eine wesentliche Erhöhung der Wärmeübertragung und eine wirksame Ausnutzung der Heizfläche statt. Daraus ergibt sieh eine entsprechende Verringerung der in einem bestimmten Fall erforderlichen Heizfläche, also eine Verminderung des Raumbedarfes für den Überhitzer und eine Verringerung der Herstellungskosten. Der Einbau der Heizrohrschlangen in den Überhitzerbehälter und ihre Verbindung mit der Heizdampfzuführung und der Kondensatableitung sind
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Arbeitsaufwand und geringe Kosten erfordert.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeisepiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig.] ist ein senkrechter II1ittelschnitt durch den Überhitzer und Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1. Fig. 3 zeigt im Schnitt die dampfdichte Durchführung eines Sammelrohres der Heizrohrschlangen durch die Wandung des Überhitzerbehälters in grösserem Massstab. Mit dem zylindrischen Mantel 1 des Uberhitzerbehälters sind ein Deckel 2 und ein Boden : 3 lösbar
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Ende den Austrittsstutzen 5 für den zu überhitzenden Verbrauchsdampf.
Zur Führung des Heizdampfes dienen sechs konzentrisch ineinanderliegende schraubenförmig gewickelte Rohrschlangen 6-11. In den Hohlraum der innersten Rohrschlange 11 ist ein an seinen beiden Stirnenden geschlossener Blechzylinder 72 eingesetzt, so dass dieser Hohlraum gegen den vom Verbrauchsdampf durchströmten, im Querschnitt ringförmigen Behälterraum vollständig abgeschlossen ist. Dieser Behälterraum ist durch Querwände 13 in eine Anzahl Ringabsehnitte unterteilt. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel liegen in jedem Ringabschnitt vier Windungen der Schlangenrohre übereinander.
Die Anzahl der in einem Ringabsehnitt liegenden Sehlangenrohre kann beliebig gewählt werden, um den senkrechten Abstand der Rohrwindungen zu erhalten, welcher die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Verbrauchsdampfes durch den Zwischenraum zwischen den übereinanderliegenden Windungen der Sehlangenrohre ergibt.
Jede Querwand 1.'3 ist mit einem ringsektorförmigen Ausschnitt 14 versehen und mit Rücksicht auf den Ein-und Ausbau zweiteilig ausgeführt. Die Ringausschnitte 14 liegen bei den eingebauten
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die am Behältermantel 1 befestigt sind. An ihren unteren Enden sind die Schienen 15 und 76 paarweise durch leicht lösbar befestigte Querstücke 19 und an ihren oberen Enden durch Schraubenbolzen 22 mit Muttern 23 und Abstandhaltern 24 verbunden.
Je zwei benachbarte Heizrohrsehlangen besitzen eine gemeinsame Heizdampfzufürhung und Kondensatableitung. Beispielsweise sind die oberen Enden 25, 26 der beiden äusseren Rohrschlangen 6 und 7 an ein Sammelrohr 28 und die unteren Enden. 30 und 31 dieser Rohrschlangen an ein Sammelrohr 32 angeschlossen. Die dampfdiehte Durchführung der Sammelrohre durch Deckel und Boden des Behälters ist für alle Sammelrohre gleich. Es genügt deshalb, sie nachstehend für ein zur Kondensatabführung dienendes Sammelrohr 32 unter Bezugnahme auf Fig. 3 zu beschreiben. Das Sammelrohr. 32 ist durch einen in den Boden. 3 eingewalzten Rohrstutzen. 3. 3 hindurchgeführt, der aber auch mit dem Boden aus einem Stück bestehen könnte.
Anstatt am Boden und Deckel könnten die Rohrstutzen auch am Mantel-
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ein Dichtungsring 42 eingelegt. Es kann also an der Durchführungsstelle kein Dampf vom Innern des Überhitzerbehälters nach aussen treten. Die in dieser Weise ausgebildete dampfdichte Durchführung des Sammelrohres ergibt den Vorteil, dass die Dichtungsstelle ausserhalb des Behälters liegt.. Jede rndi'ht- heit macht sich infolgedessen sofort bemerkbar und kann leicht-behoben werden.
Die Sammelrohre für die Heizdampfzuleitung und die Kondensatableitung sind mit Bezug auf die beiden zusammengehörigen Heizrohrschlangen in der Weise versetzt angeordnet, dass das eine Sanmiel- rohr beispielsweise ungefähr in der Projektion der äusseren Rohrschlange und das andere Sammelrohr
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liegt dementsprechend das Sammelrohr'78 für die Heizdampfzuleitung etwa in der Projektion der Rohrschlange 6 und das Sammelrohr 32 für die Kondensatableitung etwa in der Projektion der Rohrschlange 7.
Aus dieser versetzten Anordnung der Sammelrohre ergibt sieh der Vorteil, dass beim Sehadhaftwerden einer Rohrschlange die beschädigte Rohrschlange ausgewechselt werden kann. ohne dass die Verbindung der andern Rohrschlange mit den Sammelkrohren getrennt zu werden brauelht. Ist eine Rohrschlange beschädigt worden, so werden die ausserhalb des Bodens 3 und Deckels 2 liegenden Verschraubungen gelöst. Dann kann der Deekel abgehoben und das Heizrohrsystem als Ganzes aus dem Behälter herausgenommen werden. Nachdem die äusseren Schienen 16 gelöst und diese sowie die Querwände 13 abgenommen sind, kann jedes zusammengehörige Heizschlangenpaar mit den zugehörigen Sammelrohren abgenommen werden.
War beispielsweise die Rohrschlange 7 schadhaft, so wird das Schlangenrohrpaar 6,7 abgezogen und darauf die Verbindung der Rohrschlange 7 mit den Sammelrohren : 28 und : J2 durchschnitten. Darauf kann die Rohrschlange y nach der Seite, wo sich das Sammelrohr 28 befindet, ohne weiteres herausgezogen werden. da das Sammelrohr 28 mit Bezug auf die Rohrschlange 7 versetzt liegt. Die Verbindung der Sammelrohrr 28 und : J2 mit der Rohrschlange 6 kann also unversehrt bleiben.
Bei einer Beschädigung der Rohrschlange 6 könnte diese in gleicher Weise losgeschnitten und nach der
Seite, wo sich das Sammelrohr 32 befindet. abgezogen werden.
Durch die beschriebene paarweise Zu- sammenfassung der Rohrschlangen und die versetzte Anordnung der Sammelrohre sind also die für das
Auswechseln einer Rohrschlange erforderlichen Arbeiten auf ein Mindestmass herabgesetzt. Werden bei grösseren Windungsdurehmessern Rohrschlangen mit doppelter Steigung verwendet und je zwei DoppeIscMangen an gemeinsame Sammelrohre angeschlossen. so kann im Bedarfsfalle eine Doppel- sehlange genau in der gleichen einfachen Weise ausgewechselt werden.
Der Weg des zu überhitzenden Verbrauehsdampfes durch die durch die Zwischenwände 13 gebil- deten Ringabsehnitte des überhitzer ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet. Der durch den
Stutzen 4 eintretende Dampf strömt in dem ersten über der untersten Querwand :, gelegenen Behälterabsehnitt in den ringförmigen Zwischenräumen zwischen den übereinanderliegenden Windungen der
Rohrschlangen bis zur gegenüberliegenden Seite, wo er durch die Öffnung 14 der zweitunteren Zwischenwand 3 in den zweiten Ringabschnitt übertreten kann. Das Übertreten des Dampfes erfolgt dabei durch die zwischen dem Behältermantel 7 und den Windungen der Rohrschlangen vorhandenen Ringspalten.
Der durch die Ringspalten nach oben tretende Dampf wird umgelenkt und strömt nun in den Zwischenräumen zwischen den Rohrwindungen an den Rohrwindungen entlang, worauf sieh an der entgegengesetzten Seite das Übertreten zum näehs folgenden Ringabschnitt und das Umlenken wiederholt. Auf diese Weise werden die Windungen der Heizrohrsehlangen möglichst vollständig vom Verbrauchsdampf umspült.
Da der Dampf auch an der Oberseite der Rohrwindungen entlang streicht. so kann auch noch in den unteren Ringabsehnitten. in denen die Rohrwindungen weniger oder mehr Kondensat führen und nur noch in dem oberen Teil ihres Querschnittes Dampf enthalten, unter günstigen Bedingungen eine Wärmeübertragung von diesem restlichen Heizdampf an den zu überhitzenden Verbrauchsdampf unmittelbar durch die Rohrwand hindurch erfolgen. Dieser Umstand trägt wesentlich zu einer vollständigen Ausnutzung der im Heizdampf verfügbaren Wärme bei.
Die für die Erfindung wesentliche Strömung des Verbrauchsdampfes in etwa waagrechter Richtung entlang den Heizrohrwindungen kann bei genügender Breite des mit Heizrohrwindungen besetzten Behälterraumes auch erreicht werden. wenn die Dnrchgangsöffnungen der Querwände von Ringspalten gebildet sind, die bei den aufeinanderfolgenden Querwänden abweckhselnd am inneren und äusseren Rande liegen.
Werden U-förmig gebogene Heizrohre an Stelle der beschriebenen schraubenförmig gewundenen Heizrohre verwendet, so müssen die Querwände so angeordnet sein. dass ihre Durchgangsöffnungen an denjenigen Behälterseiten liegen. an denen auch die U-förmigen Umkehrstellen der Heizrohre liegen. Unter dieser Bedingung wird erreicht. dass der durch die Durchgangsöffnung einer Querwand in den
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dungen der Heizrohre in etwa waagrechter Richtung entlang strömt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Überhitzer, insbesondere ZwischenÜberhitzer. bei dem das Heizmittel in Rohrschlangen von
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behälters (1) die parallel geschalteten heizrohrschlangen waagrechte, durch freie Zwischenräume getrennte Rohrwindungslagen bilden, so dass der Verbrauehsdalllpf diese Zwischenräume vorwiegend an den Rohrwindungen entlang in etwa waagrechter Richtung und mit einer von der Höhe der Zwischenräume abhän-
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