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Aus mehreren parallel geschalteten Schleifen bestehendes Element für Heizrohrüberhitzer.
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die einen grossen Dampfquerschnitt aufweisen, haben aber den Nachteil, dass die Heissdampf führenden Enden den schon abgekühlten Heizgasen eine zu grosse Fläche darbieten und dadurch eine Wärmeabgabe des Heissdampfes an die Heizgase je nach deren Temperatur ermöglichen.
Gemäss der Erfindung ist dieser Nachteil ohne Verringerung des notwendigen Dampfquerschnittes dadurch vermieden, dass die parallel gesch lteten Rohrstränge auf der Heissdampf- seit-in ein gemeinsames Sammelrohr mit beiden Rohren entsprechendem Querschnitt einmünden. Durch geeignete Verlegung der Verbindungsstelle innerhalb des Heizrohres ist auch die liche--in geboten, in bestimmten Grenzen die Überhitzung des Dampfes von der Endtemp r1tur der Heizgase unabhängig zu machen, da durch die entsprechende Verringerung der Berühiungs-
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der Elemente an dem Dampfsammelkasten zu verldeinern bzw.
auf der Heiss-und Nassdrmpf- seite gleichmässig zu gestalten, können auch die parallel geschalteten Rohrschleifen eines Elementes an dem Nassdampfende an ein gemeinsames Zuleitungsrohr mit entsprechendem Querschnitt angeschlossen sein. Diese Anschlussstelle wird zweckmässig in die Rauchkammer oder an die Austrittsöffnung der Heizrohre verlegt, damit die Nassdampf führenden Rohrstränge auf der
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Austritt aus den Heizrohren noch so heiss sind, dass eine Wärmeabgabe des überhitzten Damps.
s an die Gase nicht oder nur in unerheblichem Masse zu befürchten ist, kann man die Anschlussstellen der Heissdampf führenden Rohrstränge an das gemeinsame Ableitungsrohr ebenfalls in
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der Rauchkammer wirksam, ist aber auch hier noch von Bedeutung, da die Heizgase beim Übertritt in die Rauchkammer erfahrungsgemäss einen Temperatursturz erleiden.
Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. i stellt schematisch eine bekannte Anordnung eines aus zwei parallel geschalteten Rohrschleifen bestehenden Überhitzerelementes dar. Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungs-
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durch ein Heizrohr mit einem darin befindlichen Element. Fig. 5 eine Vorderansicht der Fig. 4.
Fig. 6 ein Schnitt nach 6-6 und Fig. 7 ein Schnitt nach 7-7 der Fig. 4. Fig. 8 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt und Fig. 9 zeigt eine Ausfühlungs-
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Anordnung nach Fig. i, bei der zwei parallele U-förmige Rohrschleifen a und b in dem Heizrohr c vorgesehen sind, wird der zu überhitzende Dampf einmal in dem Heizgasstrom hin und zmück geführt, im Gegenstrom zu den Heizgasen tritt der Dampf in das Element ein und im Gleichstrom wieder heraus. Die Wärmeaufnahme ist in dem ersten Teil der Elemente sehr gross, weil auch die Differenz der Heizgas- und Nassdampftemperatur sehr gross ist.
Dagegen findet in dem letzten Teil der Elemente keine Wärmeaufnahme mehr statt, ja es kann sogar der Fall eintreten, dass der überhitzte Dampf an die Heizgase wieder Wärme abgibt, weil die Heizgase beim Austritt aus den heizrohren schon unter die Temperatur des überhitzten Dampfes abgekühlt sind.
Unter der Annahme, dass die Temperatur der Heizgas beim Austritt in die Rauchkammer etwas 3000. die des Dampfes auf der Nassdampfseite des Elementes etwa 1900, auf der Heissdampfseite etwa 3500 ist, so findet in dem mittleren Teil des Elementes auf der Heissdampf- seite fast keine Wärmeaufnahme mehr statt, da die Temperaturdifferenz zwischen Heizgasen und Dampf an dieser Stelle nur noch 200 beträgt. Gegen das Austrittsende des Elementes hin findet nicht nur keine Überhitzung mehr statt, sondern der überhitzte Dampf gibt sogar wieder Wärme an die Heizgase ab. Bei einer noch höheren Überhitzung, etwa 4000, würde dieser Übelstand noch mehr in Erscheinung treten.
Ausserdem hat diese Anordnung noch den Nachteil, dass die grosse Anzahl der aus den Heizrohren herausragenden Uberhitzerrohrenden ihre Befestigung an den Sammelkasten sehr erschweren.
Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Elementen gemäss der Erfindung sind diese Nachteile vermieden. Ein Element gemäss der Fig. 2 besteht aus zwei parallel geschalteten-Uformigen Rohrschleifen d und e, welche hinter der Umkehrstelle g an ein gemeinsames Sammelrohr/ angeschlossen sind, dessen Querschnitt der Summe der beiden Rohrquerschnitte entspricht.
Die Verbindungsstelle lt liegt innerhalb des Heizrohres c.
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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 sind auch die Nassdampf führenden Enden der beiden Rohrschleifen j und k an ein gemeinsames Rohr m angeschlossen, durch welches die Zuleitung des Nassdampfes erfolgt. Die Verbindungsstelle n der Nassdampfenden mit dem Zuführungsrohr m befindet sich am Austrittsende des Heizrohres in die Rauchkammer, um auch die Wärme der abziehenden Heizgase durch eine möglichst grosse Heizfläche in günstigster Weise nutzbar zu machen. Die Verbindungsstelle der Nassdampfenden mit dem Anschlussrohr kann zweck-
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Rauchkammer bestrichen werden können. Die den Heizdampf führenden Rohrstränge sind kürzer, so dass ihr Sammelrohr o in das Heizrohr auf eine kürzere oder längere Strecke je nach der Temperatur der abziehenden Heizgase an der Austrittsstelle hineinreicht. Dadurch wird die wärmeabgebende Fläche verkleinert.
Auch ist durch diese Form der Elemente der Vorteil erreicht, dass trotz der vier Rohrstränge innerhalb des Heizrohres jedes Element nur zwei Anschlussstellen besitzt. Da das Heissdampfende eines Elementes gemäss der Erfindung innerhalb des Heizrohres geringeren Raum beansprucht, als dem Dampfquerschnitt bei parallel geschalteten Schleifen entspricht, so kann man die eventuelle Wärmeabgabe des Heissdampfes dadurch weiter vermindern, dass man das Heissdampf führende Anschlussrohr mit einer Wärmeisolierung umgibt.
Ein solches Element kann nun derart ausgebildet sein, dass jede der Schleifen j, k in einer Horizontalebene im Heizrohr c angeordnet ist, wie dies aus Fig. 4 bis 7 ersichtlich ist. In diesem Falle liegen auch die beiden Anschlussrohre mund 0 an der Austrittsstelle aus dem Heizrohr in einer wagrechten Ebene. Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der die bei den Schleifen rund s in zwei parallelen Vertikalebenen vorgesehen sind. Die Anschlussrohre m, o liegen dabei untereinander.
Die einzelnen parallel geschalteten Rohrstränge können auch aus mehreren Schleifenwindungen bestehen, von denen je eine in ein Heizrohr eingesetzt ist. In Fig. 9 ist eine Ausführungsform zur Darstellung gebracht, bei welcher jedes Überhitzerelement sich in zwei benachbarte Heizrohre c erstreckt. Die beiden Rohrschleifen j, k sind entsprechend der Fig. 3 an ein gemeinsames Zuleitungsrohr m angeschlossen. Die Verbindungsstelle n der Nassdampfenden mit dem Zuführungsrohr m befindet sich am Austrittsende des Heizrohres aus der Rauchkammer. Der Anschluss der Rohrschleifen j und k an das gemeinsame Sammelrohr c erfolgt hinter der letzten Umkehrstelle p. Die Verbindungsstelle h liegt innerhalb des Heizrohres c.
Die Vereinigung der beiden Rohrstränge mit den Anschlussrohren an der Heiss-und Nassdampfseite kann entweder durch Verschweissen oder durch besondere Verbindungsstücke erfolgen, welch letztere etwa die in der deutschen Patentschrift Nr. 274603 beschriebene Form haben können.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Aus mehreren parallel geschalteten Schleifen bestehendes Element für Heizrohrüberhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass die Heissdampf führenden Rohrstränge der Schleifen (d, e)
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Element for heating tube superheaters consisting of several loops connected in parallel.
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which have a large steam cross-section, however, have the disadvantage that the ends carrying the superheated steam present an area that is too large for the already cooled heating gases and thus enable the superheated steam to give off heat to the heating gases depending on their temperature.
According to the invention, this disadvantage is avoided without reducing the necessary steam cross-section in that the parallel-connected pipe strings on the superheated steam side open into a common collecting pipe with both pipes having a corresponding cross-section. By suitably laying the connection point within the heating pipe, it is also necessary to make the superheating of the steam independent of the final temperature of the hot gases within certain limits, since the corresponding reduction in contact
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to reduce the elements on the steam collecting box or
To make it uniform on the hot and wet steam side, the pipe loops of an element connected in parallel can also be connected to a common feed pipe with a corresponding cross section at the wet steam end. This connection point is expediently laid in the smoke chamber or at the outlet opening of the heating pipes so that the pipe strings carrying wet steam on the
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The outlet from the heating pipes is still so hot that the overheated steam gives off heat.
If there is no or only a negligible concern about the gases, the connection points of the pipe strings carrying the hot steam to the common discharge pipe can also be in
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the smoke chamber is effective, but is still of importance here, since experience shows that the heating gases experience a drop in temperature when they pass into the smoke chamber.
Embodiments of the invention are shown in the drawing.
Fig. I shows schematically a known arrangement of a superheater element consisting of two pipe loops connected in parallel. Figs. 2 and 3 show two embodiments
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by a heating pipe with an element located therein. FIG. 5 is a front view of FIG. 4.
Fig. 6 is a section along 6-6 and Fig. 7 is a section along 7-7 of Fig. 4. Fig. 8 illustrates a further embodiment of the invention in longitudinal section and Fig. 9 shows a design.
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Arrangement according to Fig. I, in which two parallel U-shaped pipe loops a and b are provided in the heating pipe c, the steam to be superheated is once back and forth in the heating gas flow, in countercurrent to the heating gases, the steam enters the element and out again in direct current. The heat absorption is very large in the first part of the elements because the difference between the heating gas and wet steam temperature is also very large.
On the other hand, there is no more heat absorption in the last part of the elements, and it can even happen that the superheated steam gives off heat to the hot gases because the hot gases have already cooled below the temperature of the superheated steam when they exit the heating pipes.
Assuming that the temperature of the heating gas when it exits the smoke chamber is around 3000, that of the steam on the wet steam side of the element is around 1900, on the superheated steam side about 3500, there is almost none in the middle part of the element on the superheated steam side Heat absorption takes place, because the temperature difference between hot gases and steam at this point is only 200. Towards the outlet end of the element not only does not overheat take place any more, but the overheated steam even gives off heat to the heating gases again. With an even higher overheating, around 4000, this disadvantage would become even more apparent.
In addition, this arrangement has the disadvantage that the large number of superheater tube ends protruding from the heating tubes make it very difficult to attach them to the collecting tank.
In the elements according to the invention shown in FIGS. 2 and 3, these disadvantages are avoided. An element according to FIG. 2 consists of two U-shaped pipe loops d and e connected in parallel, which are connected behind the reversal point g to a common collecting pipe / whose cross-section corresponds to the sum of the two pipe cross-sections.
The connection point lt lies within the heating pipe c.
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In the embodiment according to FIG. 3, the ends of the two pipe loops j and k carrying wet steam are also connected to a common pipe m through which the wet steam is fed. The connection point n of the wet steam ends with the supply pipe m is located at the outlet end of the heating pipe into the smoke chamber, in order to make the heat of the exhausting hot gases usable in the most favorable manner by means of the largest possible heating surface. The connection point of the wet steam ends with the connection pipe can be
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Smoke chamber can be painted. The pipe strings carrying the heating steam are shorter, so that their collecting pipe o extends into the heating pipe for a shorter or longer distance, depending on the temperature of the hot gases drawn off at the outlet point. This reduces the heat-emitting area.
This shape of the elements also has the advantage that, despite the four pipe strings within the heating pipe, each element has only two connection points. Since the superheated steam end of an element according to the invention takes up less space within the heating pipe than corresponds to the steam cross-section in the case of loops connected in parallel, the possible heat dissipation of the superheated steam can be further reduced by surrounding the connecting pipe carrying superheated steam with thermal insulation.
Such an element can now be designed such that each of the loops j, k is arranged in a horizontal plane in the heating pipe c, as can be seen from FIGS. 4 to 7. In this case, the two connection pipes mund 0 are also in a horizontal plane at the point of exit from the heating pipe. Fig. 8 shows an embodiment in which the loops around s are provided in two parallel vertical planes. The connecting pipes m, o lie one below the other.
The individual pipe strings connected in parallel can also consist of several loop windings, one of which is inserted into a heating pipe. In Fig. 9 an embodiment is shown in which each superheater element extends into two adjacent heating tubes c. The two pipe loops j, k are connected to a common feed pipe m as shown in FIG. The connection point n of the wet steam ends with the supply pipe m is located at the outlet end of the heating pipe from the smoke chamber. The connection of the pipe loops j and k to the common collecting pipe c takes place after the last reversal point p. The connection point h lies within the heating pipe c.
The union of the two pipe strings with the connecting pipes on the hot and wet steam side can be done either by welding or by special connecting pieces, the latter of which can have the shape described in German Patent No. 274603.
PATENT CLAIMS: i. Element for heating pipe superheaters consisting of several loops connected in parallel, characterized in that the pipe strings of the loops (d, e) carrying hot steam
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