Dampfbeheizter Speisewasservorwärmer Die Erfindung betrifft einen durch Anzapfdampf beheizten Speisewasservorwärmer mit vom Wasser durchflossenen Wärmeaustauschrohren, die von ein gebauten, senkrecht zur Längsachse der Rohre an geordneten Platten gestützt werden und von einem Mantel umgeben sind.
In dampfbeheizten Speisewasservorwärmern wird Anzapfdampf einer Turbine kondensiert und die da bei frei werdende Wärme dem Speisewasser zu des sen Temperaturerhöhung übertragen. Dafür werden meistens Röhrenwärmetauscher verwendet, bei de nen das Wasser in den Rohren geführt wird, während der Dampf in Quer- oder Längsrichtung die Rohre umströmt. Diese werden mit Platten abgestützt, um sie in der richtigen Lage zu halten und Rohrschwin gungen zu vermeiden. Gleichzeitig werden die Stütz platten als Schikanen im Dampfweg verwendet, wo durch der Dampf gezwungen wird, in einer Art Wel lenbewegung die Rohre zu umströmen.
Da die Plat ten eine doppelte Funktion zu erfüllen haben, näm lich die Stützung der Rohre und die Lenkung des Dampfes, werden sie bis zum Mantel herausgezogen und müssen dort durch relativ enge Passungen oder spezielle Einrichtungen gegen den Mantel gedichtet werden.
Beim Bau von Kondensatoren werden ebenfalls Stützplatten zur Halterung der vom Kühlwasser durchflossenen Rohre verwendet. Zur Erleichterung der Dampfströmung werden die Stützplatten üblicher weise gegen das Zentrum hin mit grossen Ausspa rungen versehen.
Die oben dargestellte, konstruktive Ausbildung von dampfbeheizten Speisewasservorwärmern ist dann von Vorteil, wenn der Anzapfdampf überhitzt ist, er also erst enthitzt werden muss, bevor die Kon densation beginnen kann. Im Enthitzerteil kommt es darauf an, den Dampf mit grosser Geschwindigkeit über die Rohre zu führen.
Die Verwendung der glei chen Konstruktion für den Kondensationsteil des Vorwärmers hat jedoch den erheblichen Nachteil, dass der Dampf durch die vielfältige Umlenkung im Rohrbündel wesentliche Druckverluste erleidet und damit thermodynamisch entwertet wird, bevor er vollständig zum Wärmeaustausch gelangt. Ausserdem entstehen durch die Einpassarbeiten an den Stütz platten oder die zusätzlichen Dichtungseinrichtungen erhöhte Fabrikationskosten.
Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden. Es wurde dabei von der Er kenntnis ausgegangen, dass die Wärmeübertragung bei Kondensationsvorgängen des Sattdampfes prak tisch unabhängig von der Dampfgeschwindigkeit ist. Dies war der Leitgedanke bei der Ausbildung eines durch Anzapfdampf beheizten Speisewasservor- wärmers, bei welchem freie Strömungswege für den Dampf zwischen dem Rohrbündel und dem Mantel im Kondensationsteil des Vorwärmers vorhanden sind,
wodurch der Dampf sich zuerst entlang dem Mantel auf die von den Stützplatten gebildeten Rohrabschnitte verteilt und darauf in diesen durch die Wirkung der Kondensation von aussen gegen die Mitte des Rohrbündels strömt. Die Ausnützung der vorhandenen Wärmeaustauschfläche kann noch ver bessert werden, wenn für die Wegführung der nicht kondensierbaren Gase gesorgt wird.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausfüh rung des erfindungsgemässen Speisewasservorwärmers im Längsschnitt dargestellt.
Das aufzuwärmende Speisewasser tritt bei 1 in die Wasserkammer 2 des Vorwärmers ein, durch- fliesst die U-förmigen Wärmeaustauschrohre 3, die von einem Mantel 4 umgeben sind, und tritt bei 5 wieder aus. Die Rohre werden von senkrecht zu ihrer Längsachse und in zweckdienlichem Abstand voneinander angeordneten Platten 6 gestützt, die ihrerseits von einer Tragkonstruktion 7 gehalten wer den.
Der dargestellte Speisewasservorwärmer ist nur für den Wärmeaustausch mit Sattdampf eingerichtet. Dieser strömt bei 8 in den Dampfraum 9 und ver teilt sich zuerst entlang dem Mantel 4 auf die Rohr abschnitte, die von den Stützplatten 6 gebildet wer den. Die Strömungswege des Dampfes sind durch Pfeile angedeutet. Durch die Wirkung der Kondensa tion strömt dann der Dampf innerhalb der Rohr abschnitte von aussen gegen die Mitte des Rohrbün dels, wo sich Luft und andere nichtkondensierbare Gase sammeln. Sie werden durch ein mit seitlichen Öffnungen 10 versehenes Entlüftungsrohr 11 beim Anschluss 12 abgesaugt. Dieses Entlüftungsrohr ist vorzugsweise in der Mitte des Rohrbündels und zu mindest annähernd parallel zu den Wärmeaustausch- ..
rohren 3 angeordnet. Das Kondensat fliesst bei 13 ab.
Damit sich der in den Vorwärmer einströmende Dampf möglichst verlustfrei verteilen kann, sind freie Strömungswege zwischen dem Mantel und dem Rohrbündel notwendig. Dies betrifft in erster Linie die Stützplatten, die kein Hindernis darstellen dür fen. Normalerweise genügt es, sie mit Aussparungen für den Dampfdurchtritt zu versehen, noch günstiger aber ist es; sie im Durchmesser kleiner als den Man tel zu halten und sie mit Distanzschrauben zu fixie ren. Es entstehen dadurch ringförmige Strömungs querschnitte 14 zwischen dem Mantel 4 und den Stützplatten 6, welche den Dampf nahezu ungehin dert hindurchlassen und nur einen ganz minimalen Druckverlust bedingen.
Ausserdem hat diese Aus bildung der Stützplatten den Vorteil, dass die Fabri kationskosten niedriger sind, da keine Abdichtung am Rande notwendig ist und nur grobe Toleranzen eingehalten werden müssen. Wenn oben als Beispiel ein von Sattdampf be heizter Speisewasservorwärmer gewählt wurde, so ist doch die Erfindung nicht darauf beschränkt. Sie ist ebenso anwendbar, wenn Heissdampf zur Verfügung steht. In diesem Falle wird der Enthitzerteil des Vor wärmers vorteilhafterweise nach der bisher üblichen Konstruktion mit mehrfacher Umlenkung des Dampfes ausgeführt, der Kondensationsteil jedoch gemäss dem Erfindungsgedanken.
Durch diese Kom bination ergibt sich bei Heissdampf ein Optimum bezüglich Wärmeleistung, Druckverlust und Grösse der Wärmetauschfläche.