DE116077C

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Publication number: DE116077C
Application number: DE1899116077D
Authority: DE
Filing date: 1899-11-29
Anticipated expiration: 1919-11-30

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bisherige Dampfüberhitzer weisen unter sonst gleichen Verhältnissen bezüglich der Ausführung, Gröfse und Feuerung Temperaturverluste in den Ueberhitzerröhren auf, die als leicht meisbare Verluste in der Rohrleitung für den überhitzten Dampf für den laufenden Meter sich auf 4 bis 5⁰ und darüber stellen. Als normalen Temperaturabfall überhitzten Dampfes von etwa 330⁰ C. bezeichnet man erfahrungsgemäfs einen solchen, der im Mittel etwa i° für den laufenden Meter Rohrleitung beträgt. Erfahrungsgemäfs weisen ferner zwei gleiche zusammenarbeitende Anlagen erhebliche Temperaturunterschiede des Dampfes schon beim Eintritt in die gemeinschaftliche Dampfleitung auf, und die erforderliche Ueberhitzung ist trotz hinreichend grofser Heizflächen nur ungenügend zu erreichen. Jene Erscheinungen können daher ihren Grund nur darin haben, dafs der überhitzte Dampf nicht in allen Theilen gleiche Temperatur hat, dafs vielmehr Dampfmengen vorhanden sind, die, wenn der Dampf den Ueberhitzer verläfst, den Temperaturverlust herbeiführen. Der Dampf durchstreicht die Röhren bisheriger Ueberhitzer im Gleichoder Gegenstrom, oder auch im Gleich- und Gegenstrom zu den erhitzenden Feuergasen. Dadurch kann dann wohl eine allmälig gesteigerte Ueberhitzung erreicht werden, ohne dafs jedoch in jedem Falle der verschieden hoch überhitzte Dampf in sich derartig gemischt würde, dafs er in allen Molekülen beim Verlassen des Ueberhitzers die gleiche Temperatur besitzt.Previous steam superheater have under the same conditions with respect to the embodiment, magnitude and firing temperature losses in the superheater tubes, which as a slightly meisbare losses in the pipe line for the superheated steam for the current meter to 4 to 5 ⁰ and set it. Experience has shown that the normal temperature drop of superheated steam of about 330 ° C. is one that is on average about ^{1 ° for the running meter of pipeline.} Experience has shown that two identical co-operating systems show considerable differences in temperature of the steam when it enters the common steam line, and the required overheating can only be insufficiently achieved in spite of sufficiently large heating surfaces. These phenomena can only have their reason, therefore, in the fact that the superheated steam does not have the same temperature in all parts, but rather that there are quantities of steam which, when the steam leaves the superheater, cause the temperature loss. The steam passes through the tubes of previous superheaters in cocurrent or countercurrent, or also in cocurrent and countercurrent to the heating fire gases. In this way a gradually increased overheating can be achieved without, however, in each case mixing the steam with different levels of superheat in itself in such a way that it has the same temperature in all molecules when it leaves the superheater.

Um einen solchen Temperaturverlust zu vermeiden, mufs eine gründliche Vermischung des in den Röhren des Ueberhitzers verschieden hoch überhitzten Dampfes stattfinden. Zu diesem Zwecke wird der Dampf je nach Lage der Temperaturzonen entweder in Verbindung mit seiner Führung im Gleichstrom oder im Gegenstrom zu den Feuergasen, mehrmals hin- und hergehend, abwechselnd dem Heizgasstrom entgegen und in gleicher Richtung mit demselben durch die Ueberhitzerröhren geführt, oder auch wiederholt in den ■ verschiedenen Zonen in letzterer Weise durch die ganze Höhe, Breite und Tiefe der Heizzone durch die Ueberhitzerröhren derart geführt, dafs der Dampf beispielsweise in eine weniger heifse Zone eintritt, und aus dieser in eine heifsere Zone gelangt, oder umgekehrt aus einer heifseren Zone in eine weniger heifse Zone gelangt und, in allen seinen Theilen völlig gemischt, mit gleichmäfsiger Ueberhitzungstemperatur den Ueberhitzer verläfst.Thorough mixing is essential to avoid such a loss of temperature of the steam with different levels of superheated in the tubes of the superheater. For this purpose, the steam is either connected depending on the location of the temperature zones with its guidance in cocurrent or in countercurrent to the fire gases, several times going back and forth, alternating against the flow of heating gas and in the same direction with the same passed through the superheater tubes, or also repeatedly in the different zones in the latter way the entire height, width and depth of the heating zone is guided through the superheater tubes in such a way that that the steam enters, for example, into a less hot zone, and from this into a warmer zone, or, conversely, from a warmer zone to a less hot one Zone arrives and, in all its parts completely mixed, with uniform overheating temperature the superheater runs out.

Diese Einrichtung liefert eine Mischung der sonst verschieden stark überhitzten Dämpfe und ferner einen in allen Theilen des Ueberhitzers gleichmäfsig durch und durch überhitzten Dampf bei höchster Ausnutzung der Feuergase. Wollte man die abwechselnde Hin- und Herführung in der oben angegebenen Art nur einmal anwenden, ohne damit in anderen Zonen eine Führung im Gleichstrom oder Gegenstrom zu den Feuergasen zu verbinden, so würden sich auch hierbei trotz der guten Mischung des Dampfes nicht unerhebliche Temperaturverluste ergeben, weil der Dampf zwischen der heifsesten und kältesten Zone der Feuergase wechselt. Was also auf der einen Seite die Feuergase an Wärme dem Dampf abgeben, wird umgekehrt auf der anderen Seite, und zwar in der Feuergaszone mit den niedrigsten Temperaturen dem Dampfe von den Feuergasen wiederum an Wärme entzogen.This device supplies a mixture of the vapors that are otherwise superheated to different degrees and also one that is evenly overheated through and through in all parts of the superheater Steam with maximum utilization of the fire gases. If you wanted to alternate to and fro in the manner indicated above apply only once without using direct current or in other zones To connect countercurrent to the fire gases, it would also work in spite of the good Mixing the steam results in significant temperature losses because of the steam alternates between the hottest and coldest zone of the fire gases. So what on the one hand On the one hand, the fire gases give off heat to the steam, on the other hand it is reversed Side, in the fire gas zone with the lowest temperatures the steam from heat is withdrawn from the fire gases.

Ein Ausführungsbeispiel für die abwechselnde Hin- und Herführung in Verbindung mitAn embodiment for the alternating back and forth in connection with

Gegenstrom zeigen Fig. ι bis 3 in End-, Seiten- und Oberansicht.Fig. 1 to 3 show countercurrent in end, side and top views.

Durch Strichelung iv ist die äufsere Seitenwand des Feuerzugkanales angedeutet. Oben aufserhalb derselben liegen zwei an ein gemeinsames Zuleitungsrohr f (Fig. 3) angeschlossene Einführungsrohre a, weiter unten zwei Ueberführungsrohre b, die durch die zur Ueberhitzung dienenden Wechselröhren d mit den Rohren α verbunden sind, und unter dem Rohre b ist das Austrittsrohr c angeordnet, welches mit der unteren Kammer des Rohres b durch Ueberhitzerröhren e in Verbindung steht. Die Ueberhitzerröhren d und e sind durch leicht zugängliche Plantschen an die Rohre a b und c angeschlossen.The outer side wall of the fire draft channel is indicated by dashed lines iv. Above and above the same are two inlet pipes a connected to a common supply pipe f (Fig. 3) , further down two transfer pipes b, which are connected to the pipes α by the exchangeable pipes d used for overheating, and the outlet pipe c is arranged below the pipe b which communicates with the lower chamber of the tube b through superheater tubes e . The superheater tubes d and e are connected to the tubes ab and c by easily accessible splashes.

Der obere Theil der Röhren d liegt in der oberen, also in einer im Allgemeinen weniger heifsen Zone. Das Dampfüberführungsrohr b liegt in Höhe einer im Allgemeinen heifseren Zone. Die Feuergase durchstreichen die Röhren d und e in Richtung der gestrichelten Pfeile.The upper part of the tube d lies in the upper, that is, in a generally less hot zone. The vapor transfer tube b is level with a generally hotter zone. The fire gases cross tubes d and e in the direction of the dashed arrows.

Jedes Rohr α ist durch querliegende Scheidewände in Kammern a^l a² . . . getheilt. Jedes Ueberführungsrohr b ist durch eine Längsscheidewand in eine obere Abtheilung und eine untere Abtheilung b⁵ getheilt. Erstere Abtheilung ist durch querliegende Scheidewände in Kammern b^l b'². . . getheilt.Each tube α is through transverse partition walls in chambers a ^l a ² . . . divided. Each transfer tube b is divided into an upper section and a lower section b ⁵ by a longitudinal partition. The first division is formed by transverse partitions in chambers b ^l b ' ² . . . divided.

Die Röhren d verbinden die Kammern a¹ a²... der Einführungsrohre α mit den Kammern b ^lb'²... der Ueberführungsrohre b derart, dafs der Dampf aus jedem Rohr α durch ein Rohr d nach Kammer b¹ eines jeden Rohres b, aus Kammer b¹ durch ein Rohr d nach Kammer a^l, aus a^l durch ein Rohr d nach b-, aus b- nach a'² streicht u. s. w., wie in Fig. 2 durch vollgezeichnete Pfeile angegeben ist. The tubes d connect the chambers a ¹ a ² ... of the inlet tubes α with the chambers b ^l b ' ² ... of the transfer tubes b in such a way that the steam from each tube α passes through a tube d to chamber b ¹ of each tube b, from chamber b ¹ through a pipe d to chamber a ^l , from a ^l through a pipe d to b-, from b- to a ' ² , and so on, as indicated in FIG. 2 by arrows drawn in full.

Die Röhren d verlaufen, wie Fig. 1 zeigt, in quer zu den Röhren α nnd b aufrecht stehend gedachten Ebenen in Schlangenform, um den durchziehenden Feuergasen eine möglichst grofse Heizfläche zu bieten. Aus der letzten Kammer des Rohres α gelangt der - Dampf, nachdem er die volle Höhe und Breite der Heizzone durchwandert hat und dadurch vorgetrocknet und vollständig gemischt wurde, durch eine der Röhren d in die untere Abtheilung b⁵ der Ueberführungsrohre b. Diese Abtheilung b^r' ist durch die parallelen Röhren e mit dem Austrittsrohr c verbunden, durch welches der Dampf mit gleichmäfsiger Ueberhitzungstemperatur ohne Temperaturabfall den Ueberhitzer verläfst.The tubes d run, as Fig. 1 shows, in planes that are supposed to stand upright transversely to the tubes α and b in a serpentine shape, in order to offer the fiery gases passing through the largest possible heating surface. From the last chamber of the tube α the - steam, after it has traveled the full height and width of the heating zone and has thereby been pre-dried and completely mixed, passes through one of the tubes d into the lower section b ^{5 of} the transfer tubes b. This division b ^r ' is connected by the parallel tubes e to the outlet tube c , through which the steam leaves the superheater with a uniform superheating temperature without a drop in temperature.

Um einen gröfseren Gesammtdurchgangsquerschnitt zu erhalten, kann man statt der dargestellten beiden Rohrgruppen adb eine gröfsere Anzahl derselben mit dem gemeinsamen Zuleitungsrohi-y verbinden. Anstatt des Ueberführungsrohres b mit Kammern b¹ b~. . . und Abführungskammer b^s könnte auch ein besonderes Rohr mit Kammern und ein anderes Rohr gesetzt werden, das die Abführungskammer bildet. In order to obtain a larger total passage cross-section, instead of the two pipe groups adb shown, a larger number of these can be connected to the common supply pipe. Instead of the transfer tube b with chambers b ¹ b ~. . . and discharge chamber b ^s , a special tube with chambers and another tube could also be set which forms the discharge chamber.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für wiederholte Ueberhitzung mit Hin- und Herführung des Dampfes in der angegebenen Art. Das Einführungsrohr α liegt hier in der kälteren Zone 1, das Ueberführungsrohr b in der mittelheifsen Zone y und das Austrittsrohr c in der heifsesten Zone x. Durch Röhren d ist sowohl α mit b als auch b mit c verbunden. Diese Anordnung liefert hohe Ueberhitzung, da der Dampf nur im letzten Theil seines Weges die heifse Zone durchströmt.4 shows an example of repeated overheating with the steam being guided back and forth in the specified manner. The inlet pipe α is here in the colder zone 1, the transfer pipe b in the middle hot zone y and the outlet pipe c in the hottest zone x. Tubes d connect both α to b and b to c . This arrangement produces great overheating, since the steam only flows through the hot zone in the last part of its way.

Fig. 5 und 6 zeigen in End- und Seitenansicht ein Beispiel, in welchem die abwechselnde Hin- und Herführung des Dampfes in der einen Zone mit Gleichstrom in einer anderen Zone zusammengestellt ist.5 and 6 show in end and side views an example in which the alternating The back and forth of the steam in one zone is combined with direct current in another zone.

Der Dampf tritt in das Rohr α ein, durchstreicht die Röhren d, gelangt in die untere Kammer b^;> des Ueberführungsrohres b und wird aus dieser durch Gleichstromröhren h dem Austrittsrohre c zugeführt. Hier wird also der Dampf bei der angegebenen Art der Hin- und Herfuhrung vorgetrocknet und dann durch Führung im Gleichstrom in allen seinen Theilen gründlich gemischt, so dafs unnormale Temperaturabfälle in der Leitung des überhitzten Dampfes nicht zu befürchten sind.The steam enters the pipe α , passes through the pipes d, reaches the lower chamber b ^{;> of} the transfer pipe b and is fed from this through direct current pipes h to the outlet pipe c. Here, then, the steam is pre-dried in the manner indicated, and then thoroughly mixed in all its parts by being guided in cocurrent, so that abnormal temperature drops in the conduction of the superheated steam are not to be feared.

Bei entsprechender Umkehrung der Anordnung wird erreicht, dafs das Vortrocknen durch Gleichstrom (oder auch Gegenstrom) und das eigentliche Ueberhitzen bei der abwechselnden Hin- und Herführung erfolgt.If the arrangement is reversed accordingly, the predrying is achieved by cocurrent (or also countercurrent) and the actual overheating in the alternating There is a back and forth lead.

Claims

Patent claim:

Steam superheater, characterized in that in one or more sections of the heating gas duct the steam to be superheated is carried back and forth in tubes in such a way that in the same duct section there are tubes d, which direct the steam flow in the opposite direction to the heating gas flow, and tubes d, which direct the steam in the same way Direction with the gas flow, alternately lying next to each other, but in other stretches of the channel there is a flow of heating gas and steam that is partly in the same direction, partly only in opposite directions, in such a way that the steam alternates now from colder to hotter, now from hotter to colder zones reaches the purpose of being completely mixed in all its parts and brought to a uniform final temperature.

1 sheet of drawings.