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Dampfumformer.
Die Erfindung betrifft einen Dampfumformer, bei dem der Dampf in dem gleichen Gefäss ent- spannt und gekühlt wird. Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art bekannt geworden, bei denen der
Dampf durch eine Drosselklappe entspannt und in dem gleichen Gefäss durch Wassereinspritzung gekühlt wird. Eine Drosselvorrichtung hinterlässt jedoch stets einen Strömungssehatten, also einen Raum mit
Unterdruck, der das Wasser begierig ansaugt und nicht in der gewünschten gleichmässigen und schnellen
Weise in die Dampfströmung übergehen lässt. Ausserdem ist eine Entspannung bei Drosselung wegen des kritischen Druckgefälles nur in beschränktem Umfange möglich. Es sind auch bereits Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen der Dampf in einer Entspannerdüse entspannt und durch einen nachgeschalteten Kühler enthitzt wird.
Da bei Entspannung durch eine Düse ohnehin ein Abfall des Wärmeinhaltes auftritt und ein grosser Teil der in dem Dampf steckenden Energie zur Geschwindigkeitssteigerung benutzt wird, braucht hiebei die zusätzliche Kühlung nur den Rest des Wärmeabfalles zu decken. Dagegen muss aber der Kühler für den bereits entspannten Dampf grosse Abmessungen erhalten, was in vielen Fällen nicht angezeigt ist.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass eine kegelige Entspannungsdüse mit einem Kühlmantel für Oberflächenkühlung oder mit Einspritzdüsen für Einspritzkühlung versehen wird.
Hiedurch werden infolge der Verringerung der Grösse des Kühlers nicht nur erhebliche Raum-und Baustoffersparnisse erzielt, sondern es wird zusätzlich auch ein günstigerer Wärmeaustausch und damit eine bessere Wirkung erreicht, da die Kühlung an der Stelle der grössten Geschwindigkeit des Dampfes erfolgt.
Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Die Entspannung erfolgt durch die kegelige Erweiterung der Rohrleitung. Bei a befindet sich die Kühlwassereinspritzdüse.
Um eine bessere Verteilung des Kühlwassers über den ganzen Rohrquerschnitt zu bewirken, können auch mehrere Reihen Einspritzdüsen angeordnet werden. Die Fig. í3 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel. Es sind zwei Düsenreihen bund c angeordnet, u. zw. können die Düsen beider Reihen zueinander versetzt sein.
Eine weitere Möglichkeit zur besseren Wasserverteilung und zur stärkeren Kühlung besteht darin, die Düsen schräg zu setzen, so dass ein gewisser Drall entsteht. Sehr gut wird die Kühlung dann sein, wenn man, wie in Fig. 3 dargestellt, die Düsen der beiden Reihen d und e in an sich bekannter Weise so anordnet, dass sie dem Dampf abwechselnd Links-und Rechtsdrall erteilen.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Kühlung durch Wassereinspritzung vorzunehmen. Die Dampfkühlung kann auch durch Oberfläehenkühlung erfolgen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Das kegelige Entspannungsstück t besitzt einen besonderen Wassermantel welcher den Dampf während der Entspannung kühlt. Diese Kühlung wird wie bei der Wassereinspritzung wegen der bei der Entspannung entstehenden hohen Dampfgeschwindigkeit und der damit verbundenen, besseren Wärmeübertragung verbessert werden. Um auch bei grösseren Querschnitten eine gleichmässige Kühlung des in der Entspannung befindlichen Dampfes zu erzielen, können noch gekühlte Verdrängungskörper vorgesehen werden, ähnlich wie mit h in Fig. 4 dargestellt.
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Steam converter.
The invention relates to a steam converter in which the steam is expanded and cooled in the same vessel. There are devices of this type are already known in which the
Steam is expanded through a throttle valve and cooled in the same vessel through water injection. A throttle device, however, always leaves a shadow of the flow, i.e. a space with it
Negative pressure that eagerly sucks in the water and not at the steady and rapid rate you want
Way into the steam flow. In addition, when throttling, relaxation is only possible to a limited extent because of the critical pressure drop. Arrangements have also already been proposed in which the steam is expanded in an expansion nozzle and de-heated by a downstream cooler.
Since when the pressure is released through a nozzle, the heat content falls anyway and a large part of the energy contained in the steam is used to increase the speed, the additional cooling only needs to cover the remainder of the heat loss. On the other hand, the cooler must have large dimensions for the steam that has already been expanded, which is not indicated in many cases.
In contrast, the invention consists in that a conical expansion nozzle is provided with a cooling jacket for surface cooling or with injection nozzles for injection cooling.
As a result of the reduction in the size of the cooler, not only are considerable savings in space and building material achieved, but a more favorable heat exchange and thus a better effect is also achieved, since the cooling takes place at the point of the greatest steam velocity.
Fig. 1 shows an embodiment. The relaxation takes place through the conical expansion of the pipeline. At a is the cooling water injection nozzle.
In order to achieve better distribution of the cooling water over the entire pipe cross-section, several rows of injection nozzles can be arranged. Fig. 3 shows such an embodiment. There are two rows of nozzles bund c arranged u. between the nozzles of both rows can be offset from one another.
Another possibility for better water distribution and stronger cooling is to set the nozzles at an angle so that a certain swirl is created. The cooling will be very good if, as shown in FIG. 3, the nozzles of the two rows d and e are arranged in a manner known per se in such a way that they give the steam alternately left and right twist.
It is not absolutely necessary to use water injection for cooling. The steam cooling can also take place by surface cooling, as shown in FIG. 4. The conical expansion piece t has a special water jacket which cools the steam during expansion. As with water injection, this cooling will be improved because of the high steam speed resulting from the expansion and the associated, better heat transfer. In order to achieve uniform cooling of the vapor in the expansion phase even with larger cross-sections, displacement bodies that are still cooled can be provided, similar to that shown with h in FIG.
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