DE1197094B - Als getrennte Einheit einem Sattdampferzeuger nachgeschalteter UEberhitzer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F22c

Deutsche Kl.: 13 g-3/01

Nummer: 1197 094

Aktenzeichen: A 266971 a/13 g

Anmeldetag: 6. März 1957

Auslegetag: 22. Juli 1965

Die Erfindung betrifft einen als getrennte Einheit einem Sattdampferzeuger, beispielsweise einem Abhitze-Sattdampferzeuger, nachgeschalteten Überhitzer mit eigener Feuerung und steigend angeordneten Überhitzerrohren, der zeitweilig auch als selbständiger Heißdampferzeuger benutzt werden kann.

Überhitzer mit eigener Feuerung sind an sich bekannt und werden insbesondere vorgesehen, wenn im Sattdampferzeuger nicht genügend Wärme für die Überhitzung zur Verfügung steht. Es ergibt sich dabei der Vorteil, daß der Überhitzungsgrad sehr gut geregelt werden kann.

Es ist auch bereits ein Überhitzer bekannt, der zeitweilig auch zur Dampferzeugung benutzt werden kann. In diesem Fall ist jedoch die genannte Heizfläche mit dem Hauptdampferzeuger verbunden und durch dieselbe Feuerung beheizt.

In manchen Industrien, beispielsweise in Zellulosefabriken, wo Dampf durch Verbrennen von Ablauge erzeugt wird und wo während der Sonn- und Feiertage keine Ablauge produziert wird und wo ferner nur ein geringer Dampfbedarf vorliegt, ist es vorteilhaft, die Überhitzung in einer getrennt beheizten Einheit durchzuführen, die zeitweilig als selbständiger Dampferzeuger arbeiten kann, weil der beheizte Hauptdampferzeuger unwirtschaftlich arbeiten würde.

Ein ähnlicher Fall liegt bei einer mit einem Atomreaktor ausgerüsteten Schiffskesselanlage vor. Der Atomreaktor wird während der Liegezeit im Hafen stillgesetzt, die während der Liegezeit benötigte geringe Dampfmenge wird dann von dem getrennt beheizten Überhitzer geliefert.

Das Rohrsystem eines umschaltbaren Überhitzers muß in erster Linie so ausgebildet sein, daß dieser seine Funktion als Überhitzer erfüllt. Dies hat zur Folge, daß sich bei der Benutzung als Dampferzeuger ein schlechter Wasserumlauf ergibt. Man kann deshalb Fallrohre benutzen, die während des Betriebes als Überhitzer nicht benutzt werden und deshalb absperrbar sein müssen.

Fallrohre mit einstellbarem Durchlaß sind ebenfalls an sich bekannt. In diesem Fall ist es nur möglich, eine totale Absperrung vorzunehmen. Die zeitweilige Anwendung als Überhitzer oder Dampferzeuger stellt jedoch besondere Anforderungen an die Zufuhr von Dampf und Speisewasser.

Gemäß der Erfindung ist dagegen ein Teil des Rohrsystems des Überhitzers als Naturumlaufsystem mit an sich bekanntem absperrbarem Rücklaufrohr und einer absperrbaren Einspeiseleitung ausgebildet.

Hierdurch wird erreicht, daß ein getrennt beheizter

Als getrennte Einheit einem Sattdampferzeuger
nachgeschalteter Überhitzer

Anmelder:

Aktiebolaget Götaverken,
Göteborg (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner und Dipl.-Ing. H. Tischer.

Patentanwälte, München 2, Tal 71

Als Erfinder benannt:

Per Arvid Wedel, Göteborg (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 6. März 1956 (2170)

Überhitzer mit gutem Erfolg zur Erzeugung einer bestimmten Dampfmenge verwendet werden kann.

Es handelt sich also nicht um eine Notlösung, da sowohl der Betrieb als Überhitzer wie auch als Dampferzeuger in technisch vollwertiger Weise durchgeführt werden kann.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch eine Schiffskesselanlage mit Kernreaktor.

Der Kernreaktor 1 weist den üblichen Kühlkreislauf 2 auf, in den ein Wärmeaustauscher 3 eingeschaltet ist, der zusammen mit dem Leitungssystem 4 und der Abscheidetrommel 5 einen Dampferzeuger bildet. Aus der Trommel 5 gelangt der Dampf durch eine mit einem Absperrventile versehene Leitung in den Überhitzer 7, der getrennt vom Dampferzeuger 3,4, 5 aufgestellt und für sich, beispielsweise durch Ölbrenner 8, beheizt wird. Der überhitzte Dampf wird durch die Leitung 9 abgezogen und strömt in eine Antriebsturbine 10 mit nachgeschaltetem Kondensator 11.

Das Rohrsystem des Überhitzers ist aufgeteilt. Es sind zu diesem Zweck eine Untertrommel 12, ein Sammler 14 und eine Obertrommel 13 vorgesehen. An der Untertrommel 12 ist ein Rohrbündel 15 angeschlossen, das zunächst als Strahlungsheizfläche des Feuerraums 16 und dann am Feuerraumaustritt als Berührungsheizfläche ausgebildet ist. Das obere Ende des Rohrbündels ist an die Obertrommel 13 angeschlossen.

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Von dieser Obertrommel 13 aus erstreckt sich ein zweites Rohrbündel 17 durch den oberen Teil des Überhitzers bis zum Sammler 14, an den die schon erwähnte Leitung 9 angeschlossen ist.

Zwischen der Obertrommel 13 und der Untertrommel 12 ist ein mit Absperrventil 18 ausgerüstetes Rücklaufrohr 19 vorgesehen, das zusammen mit dem Rohrbündel 15 des Überhitzers ein Naturumlaufsystem bildet. In diesem Zusammenhang hat die Obertrommel 13 eine solche Größe, daß sie als Abscheidetrommel wirken kann. Ein Wasserstandsmesser 20 und gegebenenfalls weitere Instrumente usw., wie sie üblicherweise bei Dampfkesseln benutzt werden, können vorgesehen sein.

Das im Kondensator 11 anfallende Wasser wird *als Speiwasser mittels einer Pumpe 21 entweder durch eine Einspeiseleitung 22 der Abscheidetrommel 5 oder durch eine weitere Einspeiseleitung 23 der Untertrommel 12 zugeführt. Beide Einspeiseleitungen haben Absperrventile 24 bzw. 25.

Während des normalen Betriebs der Anlage dient der Überhitzer? zum Überhitzen des vom Dampferzeuger 3,4,5 gelieferten Dampfes, der nacheinander durch die Rohrbündel 15 und 17 strömt. Durch Regem des Brenners 8 wird die gewünschte Überhitzungstemperatur eingestellt.

Wird der Kernreaktor stillgesetzt, so wird der Überhitzer zur Dampferzeugung benutzt. Da der Kernreaktor von Schiffen auch schon beim Ansteuern eines Hafens bzw. während des Ausfahrens aus einem Hafen stillgesetzt wird bzw. ist, wird dem Überhitzer eine solche Leistung gegeben, daß er eine zum Antrieb des Schiffes mit verminderter Geschwindigkeit ausreichende Dampfmenge liefern kann. Dabei ist die Heizfläche des Naturumlaufsystems relativ zu der übrigen Heizfläche so bemessen, daß beim Betrieb als Dampferzeuger die gleiche Heißdampftemperatur erreicht wird wie beim Betrieb als Überhitzer.

Zum Umschalten auf Dampferzeugerbetrieb wird die Einspeiseleitung 22 mittels des Absperrventils 24 abgestellt, und gleichzeitig werden die Ventile 18 und 25 geöffnet. Der Überhitzer wird etwa bis zu der gestrichelt wiedergegebenen Höhe in der Obertrommel 13 mit Wasser gefüllt, und die Zufuhr von Speisewasser wird beispielsweise mittels eines an der Obertrommel 13 angebrachten Reglers gesteuert.

Das Rohrbündel 15 und das Rücklaufrohr 19 stellen jetzt einen Dampferzeuger mit dem üblichen Naturumlauf dar, während der erzeugte, in der Obertrommel 13 gesammelte Dampf beim Durchgang durch das Rohrbündel 17 überhitzt wird, das jetzt allein als Überhitzer arbeitet.

Selbstverständlich kann der Überhitzer gemäß der Erfindung auch bei anderen Dampferzeugern als dem hier beschriebenen benutzt werden, beispielsweise bei einem Dampfkessel mit Feuerung üblicher Art. Statt der Rohrbündel kann auch eine einzige fortlaufende Rohrschlange vorgesehen werden, wobei Untertrommel 12 und Sammler 14 entfallen. Wenn der Überhitzer bei Dampferzeugerbetrieb nur Sattdampf, beispielsweise für Heizungszwecke, liefern soll, kann das Bündel 17 direkt mit dem Bündel 15 verbunden werden. In diesem Fall wird die Obertrommel 13 an

ίο die Stelle des Sammlers 14 gesetzt.

Das Rücklaufrohr 19 kann auch durch mehrere parallele Rohre ersetzt werden, die dann je ein Absperrorgan haben müssen. In Einzelfällen können auch Pumpen zum verstärkten Umwälzen des Wassers im dampferzeugenden Teil des Überhitzers vorgesehen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Als getrennte Einheit einem Sattdampferzeuger nachgeschalteter Überhitzer mit eigener Feuerung und steigend angeordneten Überhitzerrohren, der zeitweilig auch als selbständiger Heißdampferzeuger benutzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rohrsystems des Überhitzers als Naturumlaufsystem mit an sich bekanntem absperrbarem Rücklaufrohr (19) und einer absperrbaren Einspeiseleitung (23) ausgebildet ist.

2. Überhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des Naturumlaufsystems als Strahlungsheizfläche des Feuerraums (16) und als Berührungsheizfläche am Feuerraumaustritt ausgebildet sind und anschließend in eine Obertrommel (13) münden, wobei die Heizfläche des Naturumlaufsystems im Vergleich zu der übrigen Heizfläche so bemessen ist, daß bei der Betriebsweise als Heißdampferzeuger die gleiche Heißdampftemperatur erhalten wird wie bei der Betriebsweise als Überhitzer.

3. Dampfkraftanlage mit einem Abhitze-Sattdampferzeuger und einem Überhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattdampferzeuger (3,4, 5) an einen Kühlkreislauf eines Kernreaktors angeschlossen ist.

J₀ In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 92 428,140 501;
Zeitschrift »Energie«, 1954, Nr. 5, S. 151, Bild 20; 1955, Nr. 2, S. 41, Bild 10;
Buch v. Münzinger, »Atomkraft«, 1955,

S. 39, Abb. 31.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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