AT202567B - Zwischen Kraftmaschine und Zwischenerhitzer einer Wärmekraftanlage angeordnete Verbindungsleitung - Google Patents

Description

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  Zwischen Kraftmaschine und Zwischenerhitzer einer Wärmekraftanlage angeordnete
Verbindungsleitung 
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 einer Wärmekraftanlage angeordneten Verbin- dungsleitung die für diese dargelegten Nachteile zu vermeiden. Bei einer Verbindungsleitung der eingangs geschilderten Art wird zu diesem Zweck mindestens ein erhitztes Arbeitsmittel vom Zwischenerhitzer zur Kraftmaschine führendes Rohr von einem zu erhitzendes Arbeitsmittel von der Kraftmaschine zum Zwischenerhitzer führenden Rohr unter Freilassung eines Zwischenraumes umschlossen, wobei im inneren Rohr das erhitzte Arbeitsmittel und im genannten Zwischenraum das zu erhitzende Arbeitsmittel strömt. 



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Dampfturbinenanlage mit Zwischenüberhitzung, wobei die Arbeitsmittelleitungen im Schnitt dargestellt sind, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rohrleitung zwischen Turbine und Zwischenerhitzer nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine entsprechende Rohrleitung einer anderen Turbinenanlage, bei der diese Rohrleitung aus zwei parallel geschalteten Teilen besteht, Fig. 4-7 Querschnitte durch entsprechende Rohrleitungen weiterer Ausführungsformen.
Die in Fig.

   1 dargestellte Dampfturbinenanlage weist einen Dampfkessel 1 mit Frischdampfüberhitzer 2 und Zwischenüberhitzer   3,   eine aus Hochdruckteil 4 und Niederdruckteil 5 bestehende Turbine   6,   einen von dieser angetriebenen Generator 7 sowie einen Kondensator 8 auf. Vom Kessel 1 zum Frischdampfüberhitzer 2 führt eine Leitung 9 und von dort eine Leitung 10 zum Hochdruckteil 4. Zwischen der Turbine 6 und dem Zwischenüberhitzer 3 befindet sich eine Rohrleitung 11. Diese besteht aus einem äusseren Rohr 12 und inneren Rohren 13 und weist an ihren Enden Köpfe 14 und 15 auf. Vom Niederdruckteil 5 führt eine Leitung 16 zum Kondensator 8, und von diesem führt eine Kondensatleitung 17 über eine Pumpe 18 zum Kessel 1. 



   Bei der Rohrleitung 11 (Fig. 1) ist dabei das erhitztes Arbeitsmittel vom Zwischenerhitzer 3 zur Kraftmaschine 6 führende Rohr 13 von dem zu erhitzendes Arbeitsmittel von der Kraftmaschine 6 zum Zwischenerhitzer 3 führenden 

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 Rohr 12 unter Freilassung eines Zwischenraumes umschlossen. Im inneren Rohr 13 strömt also erhitztes Arbeitsmittel und im genannten Zwischenraum zwischen den Rohren 13 und 12 das zu erhitzende Arbeitsmittel. 



   Das Rohr   13,   welches das unter hoher Temperatur und hohem Druck stehende Arbeitsmittel führt, hat auf diese Weise praktisch nur die hohe Wärmebeanspruchung aufzunehmen, während für die Druckbeanspruchung nur die Differenz zwischen den Drücken in den Rohren 12 und 13 zur Auswirkung kommt. (Diese Differenz kann z. B. entsprechend den Rohr- und Erhitzungswiderständen zirka 10% des Druckes im Rohr 12 betragen und belastet das Rohr 13 von aussen.)
Das Rohr   12,   welches das unter hohem Druck, aber unter niederer Temperatur stehende zu erhitzende Arbeitsmittel führt, hat die volle Druckbeanspruchung aufzunehmen, während die Temperaturbeanspruchung kaum ins Gewicht fällt. 



   Die Beanspruchungen sind also so aufgeteilt, dass das eine Rohr praktisch nur wärmebelastet, das andere Rohr hauptsächlich nur mechanisch belastet ist. 



   Für das das erhitzte Arbeitsmittel vom Zwischenerhitzer zur Kraftmaschine führende Rohr, das bei den bekannten Anlagen beide der genannten Beanspruchungen aufzunehmen hatte, bedeutet dies eine wesentliche Entlastung. Das Rohr 13 kann aus ferritischem Stahl und zudem noch dünner als bisher ausgeführt werden. 



   Der einzige gegenüber dem bei den bekannten Anlagen zusätzliche Aufwand zur Erreichung dieses Zieles ist das Ineinanderanordnen der ohnehin nötigen beiden Rohre 12 und 13. 



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 und bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3,4 und 7 ist das erhitztes Arbeitsmittel führende Rohr 13 koaxial zu dem zu erhitzendes Arbeitsmittel führenden Rohr 12 angeordnet. Bei der Rohrleitung nach Fig. 4 wird der grössere Teil des zu   erhitzenden Arbeitsmittels in einem Rohr    geführt, während nur der kleinere Teil davon durch den Zwischenraum zwischen den Rohren 12 und 13 geleitet wird. In bestimmten Fällen kann es auch von Vorteil sein, gemäss den Fig. 



  5 und 6 mehrere, z. B. drei oder sieben, erhitztes Arbeitsmittel führende Rohre 13'innerhalb eines zu erhitzendes Arbeitsmittel führenden Rohres 12 anzuordnen. 



   Wegen der verschiedenen Temperaturen und der dadurch bedingten verschiedenen Wärmeausdehnungen ist es zweckmässig, das erhitztes Arbeitsmittel führende Rohr 13 gegenüber dem dieses umgebenden, zu erhitzendes Arbeitsmittel führenden Rohr 12 zumindest auf einem Teil seiner Länge in Achsrichtung verschiebbar auszubilden. Ebenso ist es vorteilhaft, das Rohr 13 aus mehreren gegeneinander in Achsrichtung verschiebbaren Einzelrohren herzustellen. Die Einzelrohre müssen dabei nicht unbedingt gasdicht gegeneinander abgedichtet sein, weil der Unterschied zwischen dem Druck ausserhalb und innerhalb des Rohres 13 nicht gross ist und es sich auf beiden Seiten um das gleiche Arbeitsmittel handelt. Durch die Aufteilung in Einzelrohre ist es möglich, bei den Köpfen 14 und 15 der Rohrleitung 11 die dort befindlichen Rohrteile 13 mit dem Rohr 12 fest zu verbinden.

   Diese Verbindung kann dabei so ausgebildet sein, dass ein Wärmeübergang vom Rohrteil 13 auf das Rohr 12 erschwert wird. 



   Will man die Temperaturen im Erhitzer möglichst niedrig halten, so muss man den Wärme- übergang vom erhitzten auf das zu erhitzende Arbeitsmittel längs der Rohrleitung 11 behindern. 



  Es ist dann zweckmässig, das Rohr 13 mit Einrichtungen zu versehen, die einen Wärmeübergang vom erhitzten zum zu erhitzenden Arbeitsmittel erschweren. 



   Insbesondere kann gemäss Fig. 7 innerhalb des erhitztes Arbeitsmittel führenden Rohres 13 mindestens ein zu diesem koaxial liegendes Rohr 19 angeordnet werden, wobei der zwischen diesen beiden Rohren befindliche Hohlraum von praktisch stagnierendem Arbeitsmittel ausgefüllt ist. 



   Vorzugsweise wird dabei der zwischen diesen beiden Rohren 13 und 19 befindliche Hohlraum mit dem innerhalb des inneren Rohres 19 befindlichen, erhitztes Arbeitsmittel führenden Raum beispielsweise durch Bohrungen 20 verbunden. Auf diese Weise wird das unmittelbar mit dem strömenden, erhitzten Arbeitsmittel in Berührung kommende, also den höchsten Temperaturen ausgesetzte innerste Rohr 19 keinerlei Druckbeanspruchungen ausgesetzt und kann dementsprechend dünnwandig ausgeführt werden. 



   Das beschriebene Beispiel stellt eine Rohrleitung in einer Dampfturbinenanlage in verschiedenen Ausführungsformen dar. Eine entsprechend ausgebildete Rohrleitung kann aber auch z. B. in einer Gasturbinenanlage verwendet werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Zwischen Kraftmaschine und Zwischenerhitzer einer Wärmekraftanlage angeordnete Verbindungsleitung, in der mindestens ein erhitztes Arbeitsmittel vom Zwischenerhitzer zur Kraftmaschine führendes Rohr und mindestens ein zu erhitzendes Arbeitsmittel von der Kraftmaschine zum Zwischenerhitzer führendes Rohr vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erhitztes Arbeitsmittel vom Zwischenerhitzer   (3)   zur Kraftmaschine   (6)   führendes Rohr (13) von einem zu erhitzendes Arbeitsmittel von der Kraftmaschine   (6)   zum Zwischenerhitzer   (3)   führenden Rohr (12) unter Freilassung eines Zwischenraumes umschlossen ist, wobei im inneren Rohr (13) das erhitzte Arbeitsmittel und im genannten Zwischenraum das zu erhitzende Arbeitsmittel strömt.

Claims (1)

1. 2. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitztes Arbeitsmittel führende Rohr (13) in an sich bekannter Weise koaxial zu dem zu erhitzendes Arbeitsmittel führenden Rohr (12) angeordnet ist (Fig.

   1, 2). <Desc/Clms Page number 3>

   3. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erhitztes Arbeitsmittel führende Rohre (13') innerhalb des zu erhitzendes Arbeitsmittel führenden Rohres (12) angeordnet sind (Fig. 5,6).

   4. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitztes Arbeitsmittel führende Rohr (13) gegenüber dem dieses umgebenden, zu erhitzendes Arbeitsmittel führenden Rohr (12) zumindest auf einem Teil seiner Länge in Achsrichtung verschiebbar ist.

   5. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitztes Arbeitsmittel führende Rohr (13) jeweils aus mehreren gegeneinander in Achsrichtung verschiebbaren Einzelrohren besteht.

   6. Verbindungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitztes Arbeits- mittel führende Rohr (13) mit Einrichtungen versehen ist, die den Wärmeübergang vom erhitzten zum zu überhitzenden Arbeitsmittel erschweren.

   7. Verbindungsleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des erhitztes Arbeitsmittel führenden Rohres (13) mindestens ein zu diesem koaxial angeordnetes Rohr (19) vorhanden ist, wobei der zwischen diesen beiden Rohren (13, 19) befindliche Hohlraum von praktisch stagnierendem Arbeitsmittel ausgefüllt ist (Fig. 7).

   8. Verbindungsleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen diesen beiden Rohren (13, 19) befindliche Hohlraum mit dem innerhalb des inneren Rohres (19) befindlichen, erhitztes Arbeitsmittel führenden Raum verbunden ist.