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Umbau von Rauchrohrüberbitzern.
Die Erfindung betrifft einen Umbau von Rauchrohrüberhitzern mit zwei innerhalb eines Rauchrohres hintereinander geschalteten hin-und zurüekgeführten Überhitzersehlangen. Es ist an sich bekannt, bei vorhandenen Überhitzerelementen die durehgebrannten Umkehrenden durch anzuschweissende neue Umkehrenden gegebenenfalls aus einem hochfeuerbeständigen Baustoff herzustellen.
Die Erfindung bezweckt, Überhitzer der eingangs erwähnten Bauart, die nur für verhältnismässig niedrige Überhitzungstemperaturen geeignet sind, mit den geringsten Mitteln und unter möglichst weitgehender Beibehaltung der übrigen Überhitzerteile so umzubauen, dass sie für hohe Überhitzungstemperaturen brauchbar werden. Erreicht wird dies dadurch, dass die innerhalb der Rauchrohre gelegenen Umkehrenden der zweiten Überhitzerschlange abgeschnitten und an deren Stelle U-förmig gebogene Verlängerungsstücke angeschweisst werden, die aus dem Grade der Überhitzung angepasstem hitzebeständigem Material bestehen und innerhalb der Rauchrohre bis nahe an die Feuerkammer heranreichen oder sogar in diese hineinragen.
Es wird dadurch ein zweistufiger Überhitzer geschaffen, bei dem die eine Schlange die Vorstufe mit niedriger Überhitzung und die angestückelte Schlange die zweite Stufe mit der höheren Überhitzung darstellt. Durch eine solche Abänderung und Ausbildung des Überhitzers werden die Heizgase der Feuergase besser ausgenutzt. Hiebei wird der Eintritt der Heizgase in die Rauchrohre nicht behindert, weil in diesem Teil der Rauchrohre sich nur die einfache Windung des Verlängerungsstückes befindet und dieses daher besonders intensiv von den heissesten Gasen umspült wird bzw. auch der Strahlungswärme ausgesetzt ist. Da die Verlängerungsstücke in der letzten Überhitzerschleife liegen, so tritt beim Abführen des Heissdampfes keine wesentliche Rückkühlung desselben ein.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Überhitzer bekannter Bauart in schematischer Darstellung, wobei die angeschweissten Enden des einen Überhitzerstranges in stärkeren Linien dargestellt sind.
Fig. 2 zeigt ein einzelnes Rauchrohr mit eingebauter Überhitzerschlange im Schnitt von oben gesehen.
Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III und Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1 durch eines der Rauchrohre. Fig. 5 zeigt die Schweissstelle in grösserem Massstabe. Fig. 6 zeigt einen Lokomotivkessel teilweise im Schnitt mit in den Heizrohren angeordneten und umgebauten Überhitzer.
Es ist 1 der Nassdampfsammelkasten, von dem aus die einzelnen Überhitzerrohre 2 abzweigen und in zwei zurückkehrenden Doppelsträngen 2'und 2" übereinanderliegende Rauchrohre 3 durchsetzen.
Der Nassdampf durchströmt zuerst den ersten Strarg 2', der die Rauchrohre nur zu einem Teil durchsetzt, um dann in den andern Strang 2"überzutreten, in welchem die eigentliche Überhitzung erfolgt.
Die den Heissdampf führenden Rüekkehrrohre 4 sind dann an den Heissdampfsammelkasten 5 angeschlossen.
Bei den bisher bekannten Überhitzern dieser Art stand das Ende des zweiten Rohrstranges 2" nur wenig über dem Ende des ersten Rohrstranges vor. Es bleibt daher der letzte Teil der Rauchrohre 3, die der Feuer- oder Umkehrkammer zunächst lagen, für die Überhitzung unausgenutzt, da es wegen der Gefahr des Durchbrennen der Umkehrenden untunlich war, die Überhitzerstränge bis zu den Enden der Rauchrohre zu führen. Um nun den gesteigerten Anforderungen an die Überhitzung auch mit den bereits bestehenden Überhitzern gerecht zu werden, werden diese dadurch wesentlich verbessert, dass die Enden des zweiten Stranges 2"abgeschnitten und durch angeschweisste U-förmige Windungen 6 aus hochwertigem feuerbeständigen Material ersetzt werden.
Die Länge der angeschweissten Umkehrenden richtet sich nach der Höhe der gewünschten Überhitzung, wobei die Umkehrenden des zweiten Rohrstranges bis zum Ende des Rauchrohres, ja sogar bis in die Feuer-oder Umkehrkammer
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vorstossen können. Diesem Vorstoss entsprechend wird auch der Baustoff für die angeschweissten Enden gewählt, indem bei hoher Überhitzung ein entsprechend weniger widerstandsfähiger Baustoff verwendet wird. Als Baustoff für den Überhitzer wird zweckmässig der neuerdings entwickelte hitzebeständige Chrom-Molybdän-Stahl oder der niedrig legierte Stahl auf Chrom-Aluminium-Basis mit ferritischperlitischem Gefüge verwendet, der hohe Zunderbeständigkeit aufweist und im Vergleiche zu den Chrom-Nickel-Stahl-Legierungen verhältnismässig billig zu erhalten ist.
Die an den zweiten Rohrstrang anzusetzenden Umkehrenden können stumpf an die alten Überhitzerrohre angesehweisst werden. Da aber in diesem Fall leicht Verengungen des Rohrquerschnittes eintreten können, ist es zweckmässiger, gemäss Fig. 5 die freien Enden der Verlängerungsstücke 6 über die abgeschnittenen Enden der Rauchrohre 2"greifen zu lassen. Es wird dadurch der lichte Querschnitt der Verlängerungsstücke etwas grösser, dadurch die Dampfgeschwindigkeit in dem Verlängerungsstück etwas kleiner, so dass der darin befindliche Dampf kurz vor seinem Eintritt in den Heissdampfsammelkasten kräftig der Einwirkung der Heizgase ausgesetzt ist.
In Fig. 6 ist die Anordnung eines derartig umgebauten Überhitzers innerhalb der Heizrohre 3 eines Lokomotivkessels 10 teilweise im Schnitt gezeigt.
Der Umbau von Heizrohrüberhitzern gemäss der Erfindung ist rasch und billig durchzuführen, da die Umkehrenden der zweiten Überhitzersehlange nur abgeschnitten werden und die Verlängerungsstücke sich glatt an die abgeschnittenen Enden anschliessen, ohne dass der Querschnitt für den durchströmenden Dampf verengt wird. Es tritt daher auch keine Dampfdrosselung und keine unzulässige Erhöhung der Dampfgeschwindigkeit in dem angesetzten Umkehrende ein, das besonders dazu bestimmt ist, den durchströmenden Dampf hoch zu überhitzen. Von diesem Ende aus gelangt dann der hoch überhitzte Dampf auf kürzestem Wege zu dem Heissdampfsammelkasten, so dass eine Rückkühlung des Dampfes nicht mehr stattfindet und er hoch überhitzt zur Maschine gelangt.
Auf die vorbeschriebene Weise können auch der Reparatur bedürftige Überhitzer, deren Umkehrenden durchgebrannt sind, nicht nur ausgebessert, sondern auch in ihrer Wirkung gesteigert werden.
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Conversion of smoke tube superheaters.
The invention relates to a conversion of flue pipe superheaters with two superheater lengths connected back and forth within a smoke pipe in series. In the case of existing superheater elements, it is known to produce the burned-out reversal ends by welding new reversal ends, optionally from a highly fire-resistant building material.
The purpose of the invention is to convert superheaters of the type mentioned at the beginning, which are only suitable for relatively low superheating temperatures, with the least amount of resources and while retaining the remaining superheater parts as much as possible so that they can be used for high superheating temperatures. This is achieved by cutting off the reversing ends of the second superheater coil, which are located inside the flue pipes, and welding in their place U-shaped bent extension pieces, which are made of heat-resistant material adapted to the degree of overheating and reach within the flue pipes up to or even close to the fire chamber protrude into this.
This creates a two-stage superheater in which one line represents the preliminary stage with lower superheat and the fragmented line represents the second stage with higher superheat. Such a modification and design of the superheater makes better use of the heating gases in the fire gases. The entry of the heating gases into the flue pipes is not hindered, because in this part of the flue pipe there is only the single turn of the extension piece and this is therefore particularly intensely surrounded by the hottest gases and is also exposed to radiant heat. Since the extension pieces are in the last superheater loop, there is no significant re-cooling of the same when the superheated steam is removed.
In the drawing, FIG. 1 shows a known type of superheater in a schematic representation, the welded ends of one superheater strand being shown in thick lines.
Fig. 2 shows a single smoke pipe with built-in superheater coil in section seen from above.
FIG. 3 is a section along line III-III and FIG. 4 is a section along line IV-IV in FIG. 1 through one of the smoke tubes. Fig. 5 shows the weld on a larger scale. Fig. 6 shows a locomotive boiler partially in section with superheaters arranged and modified in the heating pipes.
It is 1 the wet steam collecting box, from which the individual superheater tubes 2 branch off and pass through smoke tubes 3 lying one above the other in two returning double strands 2 ′ and 2 ″.
The wet steam first flows through the first duct 2 ', which only partially penetrates the smoke tubes, and then passes over into the other duct 2 ″, in which the actual overheating takes place.
The return pipes 4 carrying the hot steam are then connected to the hot steam collecting box 5.
In the previously known superheaters of this type, the end of the second pipe run 2 ″ protruded only slightly above the end of the first pipe run. The last part of the smoke pipes 3, which initially lay in the fire or reversal chamber, remains unused for the overheating It was impractical to lead the superheater strands to the ends of the smoke pipes because of the risk of the reversing ends being burned through. In order to meet the increased requirements for overheating with the existing superheaters, these are significantly improved by the fact that the ends of the second strand 2 "cut off and replaced by welded U-shaped turns 6 made of high quality fire-resistant material.
The length of the welded-on reversal ends depends on the level of overheating desired, with the reversal ends of the second pipe run extending to the end of the smoke pipe, even into the fire or reversal chamber
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can advance. In accordance with this approach, the building material for the welded-on ends is also selected by using a correspondingly less resistant building material in the event of high overheating. The recently developed heat-resistant chromium-molybdenum steel or the low-alloy steel based on chromium-aluminum with a ferritic-pearlitic structure, which has high scaling resistance and is relatively cheap compared to the chromium-nickel-steel alloys, is expediently used as the building material for the superheater is to be obtained.
The ends to be attached to the second pipe run can be butt welded to the old superheater pipes. However, since narrowing of the pipe cross-section can easily occur in this case, it is more expedient to let the free ends of the extension pieces 6 grip over the cut ends of the smoke pipes 2 "as shown in FIG. 5. The clear cross-section of the extension pieces is thereby somewhat larger the steam speed in the extension piece is somewhat lower, so that the steam located therein is strongly exposed to the action of the heating gases shortly before it enters the superheated steam collecting box.
In Fig. 6, the arrangement of such a converted superheater within the heating pipes 3 of a locomotive boiler 10 is shown partially in section.
The conversion of heating tube superheaters according to the invention can be carried out quickly and cheaply, since the reversal ends of the second superheater length are only cut off and the extension pieces connect smoothly to the cut ends without narrowing the cross section for the steam flowing through. There is therefore no steam throttling and no impermissible increase in the steam speed in the attached reversal end, which is especially designed to highly overheat the steam flowing through. From this end the highly superheated steam then reaches the superheated steam collecting box by the shortest route, so that the steam no longer cools down and it reaches the machine in a highly superheated state.
In the above-described way, superheaters in need of repair whose inverters have blown can not only be repaired, but their effectiveness can also be increased.