DE1030372B - Einrichtung zur Unterkuehlung des Dampfwassers in dampfbeheizten Waermeaustauschern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung befaßt sich mit einer Einrichtung zur Unterkühlung des Dampfwassers in dampfbeheizten Wärmeaustauschern mit mechanisch nicht unterteilter Heizfläche, wobei das Dampfwasser im unteren Teil der Heizfläche angestaut und nach erfolgter Unterkühlung durch ein am unteren Ende der Heizfläche angeschlossenes, mittels Schwimmer oder Thermostat gesteuertes Abflußorgan abgeführt wird, das mit dem Steuerorgan — Schwimmer oder Thermostat — in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist.

Bekannt sind bereits dampfbeheizte Wärmeaustauscher, bei denen nur ein Teil der Heizfläche vom Heizdampf beaufschlagt wird, während der übrige, nachgeschaltete Teil der Heizfläche vom Dampf wasser beheizt wird, das sich im ersten Teil der Heizfläche ig gebildet hat. In diesem zweiten Teil der Heizfläche kann das Dampf wasser je nach der Größe dieses Heizflächenteiles und der Temperatur des zu erwärmenden Mittels beliebig weit unterkühlt werden, so daß Wärmeverluste bei der Ableitung des Dampfwassers vermieden werden.

Zur Erreichung des vorgenannten Zieles ist bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art die Heizfläche in zwei hintereinandergeschaltete Heizflächen mechanisch unterteilt, wobei zwischen das Ende des ersten und den Anfang des zweiten Heizflächenteiles ein Dampfwasserableiter mit Doppelkammer oder eine Drosselstelle geschaltet ist. Beide Verfahren setzen aber stets eine mechanische Trennung der beiden Heizflächenteile voraus, wodurch bei Neuanlagen höhere Kosten entstehen. Soll ein derartiges Verfahren bei vorhandenen Anlagen zwecks Erreichung einer größeren und vorteilhafteren Wirtschaftlichkeit Anwendung finden, so ist der erforderliche Umbau aus baulichen Gründen häufig überhaupt nicht möglich. Außerdem setzen diese beiden Verfahren eine genaue Abstimmung der beiden Heizflächenteile aufeinander voraus, um eine bestimmte Temperatur des unterkühlten Dampfes zu erreichen. Eine nachträgliche Änderung bei Berechnungsfehlern oder bei geänderten Betriebsbedingungen, beispielsweise bei geändertem Betriebsdruck, anderer Anforderung an die Heizleistung od. dgl., ist kaum möglich.

Um die vorstehenden Mängel zu beseitigen, sind auch bereits Einrichtungen zur Unterkühlung des Dampf wassers in dampf beheizten Wärmeaustauschern bekanntgeworden, bei welchen die Heizfläche des Wärmeaustauschers mechanisch nicht unterteilt ist. Das Anstauen des Dampfwassers im unteren Teil der Heizfläche des Wärmeaustauschers erfolgt bei diesen bereits bekanntgewordenen Einrichtungen durch einen besonderen, vom am unteren Ende der Heizfläche des Wärmeaustauschers angeordneten Dampfwasserableiter räumlich getrennten Niveauregler, mittels Einrichtung zur Unterkühlung

des Dampf wassers in dampfbeheizten

Wärmeaustauschern

Anmelder:

Gustav F. Gerdts K. G.,
Bremen, Hemmstr. 130

Dr.-Ing. Hans-Martin Pape, Bremen,
ist als Erfinder genannt worden

welchem der Dampfwasserableiter gesteuert wird. Als Niveauregler kann hierbei sowohl ein Schwimmer wie auch ein Thermostat dienen.

Die Anwendung eines besonderen, vom Dampfwasserableiter räumlich getrennten Steuerorgans weist jedoch ebenfalls eine Reihe von Mängeln auf. Zunächst kommt hierdurch zu den vielen verschiedenen Armaturen, die sich an sich schon in jeder Anlage befinden, wie beispielsweise Sicherheits-, Absperrund Regelorgane, Dampfwasserableiter, Kontrollgeräte u. dgl., nunmehr noch eine weitere Sonderarmatur mit zusätzlicher Lagerhaltung an Ersatzteilen hinzu. Sodann sind besondere Einbauverhältnisse Voraussetzung. Es muß der erforderliche Raum insbesondere auch zur Unterbringung des das Steuerorgan mit dem Dampfwasserableiter verbindenden Gestänges vorhanden sein. Hinzu kommt, daß ein frei, außerhalb der geschlossenen Einrichtung befindliches und dazu auch noch bewegliches Gestänge stets äußerst unerwünscht ist. Bei dem robusten Betrieb, wie er in den meisten Fällen herrscht, muß mit Beschädigungen bzw. Verbiegungen des Gestänges gerechnet werden, wodurch die einwandfreie Steuerung des Dampfwasserabieiters mittels des Niveaureglers in Frage gestellt ist.

Ein weiterer bekannter Dampfwasserableiter, dessen Schwimmer ein Auslaßorgan ist, weist eine derart

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große Entfernung des Schwimmers von dem Auslaßorgan auf, daß entsprechend große Bauabmessungen des Gerätes hinsichtlich seiner Höhe erforderlich sind, so daß der für den Einbau desselben notwendige Raum sehr häufig nicht immer vorhanden und ein nachträglicher Einbau in den meisten Fällen nicht möglich ist.

Die vorstehenden Mängel zu beseitigen, sieht die Erfindung eine Einrichtung zur Unterkühlung des Dampf wassers in dampf beheizten Wärmeaustauschern mit mechanisch nicht unterteilter Heizfläche vor, bei welcher in an sich bekannter Weise das Dampfwasser im unteren Teil der Heizfläche angestaut und nach erfolgter Unterkühlung durch ein am unteren Ende der Heizfläche angeschlossenes, mittels Schwimmer oder Thermostat gesteuertes Abflußorgan abgeführt wird, das mit dem Steuerorgan — Schwimmer oder Thermostat — in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß das Steuerorgan in der Nähe des Abflußorgans angeordnet ist. Dadurch ■wird durch eine zwischen dem Schwimmer und Abflußorgan angeordnete Zwischenwand bewirkt bzw. durch die Wirkung des entsprechend bemessenen Thermostaten erreicht, daß ausschließlich unterkühltes Dampfwasser abfließt. Ferner wird durch die Erfindung jegliches außerhalb der geschlossenen Einrichtung liegendes bewegliches Gestänge vermieden. Vermieden werden ferner jegliche durch eine Sonderarmatur bedingte etwaige räumliche Einbauschwierigkeiten. Auch in bereits vorhandenen Anlagen kann die Einrichtung gemäß der Erfindung jederzeit noch nachträglich leicht und ohne besondere Schwierigkeiten eingebaut werden. Da Dampfwasserableiter mit in demselben eingebauten Steuerorgan, beispielsweise ein Dampfwasserableiter mit Doppelkammer, wobei in der einen Kammer ein Schwimmer angeordnet ist, mittels welchem der Dampfwasserableiter gesteuert wird, auch für andere Zwecke der Dampfwasserableitung geeignet sind, bedingt die Einrichtung gemäß der Erfindung kaum eine zusätzliche Lagerhaltung von Sonderarmaturen und deren Ersatzteile. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, die nachfolgend unter Einbeziehung weiterer Erfindungsmerkmale beschrieben sind.

Bei dem in der Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Kondensatableitung durch einen normalen Dampfwasserableiter P mit einem zwei Kammern C, J aufweisenden Gehäuse A, wobei der Eintritt B in die Schwimmerkammer C mit der zum Dampf eintritt M des Wärmeaustauschers E führenden Dampfzuführungsleitung D verbunden ist, während der" Austritt F aus der Schwimmerkammer C und der Eintritt G in die zweite, das Abflußorgan H enthaltende Kammer / mit dem Dampfwasseraustritt K des Wärmeaustauschers E verbunden sind. Der Dampfwasserableiter P ist hierbei zweckmäßig in einer solchen Höhe aufgestellt, daß sich sein Schwimmer L etwas tiefer befindet, als sich der Dampfwasserspiegel in der Heizschlange R des Wärmeaustauschers E voraussichtlich einstellen muß, damit eine bestimmte Temperatur des abfließenden Dampfwassers erreicht wird. Weiterhin ist eine in der Dampfzuführungsleitung D zwischen der zum Eintritt B der Schwimmerkammer C abzweigenden Ausgleichsleitung und dem Dampfeintritt M des Wärmeaustauschers E angeordnete, einstellbare Drossel N von geringer Drosselwirkung vorgesehen. Tritt bei ganz geöffneter Drossel N das Dampfwasser bei K zu heiß aus, so kann durch ganz geringfügige Drosselung der Drossei JV der Wasserstand in der Heizschlange R des Wärmeaustauschers E gegenüber dem Wasserstand in der Schwimmerkammer C etwas angehoben werden. Eine stärkere Unterkühlung des Dampfwassers ist die Folge. Somit ist eine einfache Regelung möglich, ohne daß es erforderlich ist, den Dampfwasserableiter P in seiner Höhenlage zu verschieben oder sonstige bauliche Veränderungen zu treffen. Die Drossel N kann von Hand oder, insbesondere bei größeren Anlagen, auch selbsttätig durch einen Thermostaten in Abhängigkeit von der Temperatur des austretenden Dampfwassers gesteuert werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 erfolgt die Ableitung des Kondensats durch einen mittels eines Thermostaten, im Ausführungsbeispiel des Bimetallpaketes O, gesteuerten Dampfwasserableiter P', der den Kondensatabfluß bei Überschreiten der gewünschten Austrittstemperatur des Kondensats sperrt. Die Anpassung des Dampfwasserabieiters P' an diese Temperatur kann durch einen an sich bekannten regelbaren Thermostaten erfolgen, indem beispielsweise das Bimetallpaket O durch die Stellschraube Q verschoben wird, die ihrerseits mit einer nach Temperaturgraden geeichten Skala versehen oder verbunden sein kann. In grundsätzlich gleicher Weise kann aber auch, wie bei Dampfwasserableitern üblicherweise für verschiedene Druckstufen verschiedene Thermostaten eingebaut werden, ein der verlangten Austrittstemperatur angepaßter Thermostat eingesetzt werden. Letzteres ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Dampfwasserableiter, der üblicherweise erst kurz vor Erreichung der Siedetemperatur des unter Druck stehenden Dampfwassers abschließen soll, nicht bis auf die hier gewünschte wesentlich niedrigere und meist zwecks Verhinderung jeglicher Nachverdampfung unter 100° C liegende Schließtemperatur eingeregelt werden kann. Die Verwendung eines thermostatisch gesteuerten Dampfwasserabieiters hat ferner den besonderen Vorteil, daß sich der zur Erzielung einer bestimmten Unterkühlungstemperatur erforderliche Wasserstand in der Heizschlange R des Wärmeaustauschers E völlig selbsttätig einstellt, sobald nur der Thermostat O, d. h. das Bimetallpaket, richtig eingestellt ist und richtig arbeitet. Außerdem erfordert dieses Verfahren den geringsten Aufwand an Rohrleitungen und kann der Dampfwasserableiter in ganz beliebiger Höhenlage angeordnet werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Unterkühlung des Dampfwassers in dampfbeheizten Wärmeaustauschern mit mechanisch nicht unterteilter Heizfläche, wobei das Dampfwasser im unteren Teil der Heizfläche angestaut und nach erfolgter Unterkühlung durch ein am unteren Ende der Heizfläche angeschlossenes, mittels Schwimmer oder Thermostat gesteuertes Abflußorgan abgeführt wird, das mit dem Steuerorgan —Schwimmer oder Thermostat — in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (L, O) in der Nähe des Abflußorgans (H) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Schwimmer (L) und das Abflußorgan (H) enthaltende gemeinsame Gehäuse (A) in einer derartigen Einbauhöhe im Verhältnis zum Wärmeaustauscher (E) angeord-

net ist, daß sich der Schwimmer (L) etwas unterhalb des Dampfwasserspiegels in der Heizfläche (7?) des Wärmeaustauschers (E) befindet, und daß ferner in der Dampfzuflußleitung (D) zwischen der zur Schwimmerkammer (Q abzweigenden Ausgleichsleitung und dem Dampfeinlaß (M) des Wärmeaustauschers (E) eine einstellbare Drosselstelle (N) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Abflußorgan (H) steuernde Thermostat (O) in an sich bekannter Weise

einstellbar — beispielsweise mittels einer Stellschraube (Q) — ist.

In Beti-acht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 906 010, 697 292, 296;

französische Patentschrift Nr. 997 350; britische Patentschrift Nr. 578 804.

Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 946 989.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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