DE1210432B - Dampfkraftanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F 22 g

Deutsche Kl.: 13 d -10/03

Nummer: 1210432

Aktenzeichen: S 656631 a/13 d

Anmeldetag: 30. Oktober 1959

Auslegetag: 10. Februar 1966

Bei Dampfkraftanlagen mit im Berührungsteil des Dampferzeugers angeordnetem Zwischenüberhitzer für teilweise entspannten Dampf und mit im Strahlungsteil des Dampferzeugers angeordnetem Überhitzer ist es bekannt, daß Zwischenüberhitzer in Funktion der Last des Dampferzeugers entgegengesetzte Wärmeaufnahme-Charakteristiken haben. Der im Berührungsteil angeordnete Zwischenüberhitzer hat bei absinkender Last fallende Charkteristik, der im Strahlungsteil angeordnete Überhitzer ίο hat dagegen bei absinkender Last steigende Charakteristik. Die fallende Charakteristik des Zwischenüberhitzers erfordert besondere Maßnahmen, um bei Teillast des Dampferzeugers die Zwischenüberhitzungstemperatur nicht absinken zu lassen. Solche Maßnahmen, die beispielsweise in Rauchgasumwälzung oder in Temperaturausgleich durch Einspritzen von Wasser bestehen, lassen sich nicht verlustlos durchführen. Es ist in einer Vorveröffentlichung bereits vorgeschlagen worden, die Zwischenüberhitzung in im Strahlungsteil des Dampferzeugers angeordneten Schottwänden durchzuführen. Diese Anordnung bedingte besondere Maßnahmen, um die Zwischenüberhitzerrohre beim Anfahren der Anlage gegen Verbrennung zu schützen, weil beim Anfahren diese Rohre zum Teil leer sein können. Bekannt ist es, zur Vermeidung einer Verbrennung der Zwischenüberhitzerrohre diese im Innern von Frischdampfrohren (Hochdruckdampfrohren), d. h. von Überhitzerrohre-Schottwänden anzuordnen. Die Zwischenüberhitzerinnenrohre werden hierbei von teilweise entspanntem Dampf, die Überhitzeraußenrohre vom Hochdruckarbeitsmittel durchströmt.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Dampfkraftanlage mit mindestens teilweiser Zwischenüberhitzung eines teilweise entspannten Arbeitsmittels in im Strahlungsteil des Dampferzeugers angeordneten, aus Rohren gebildeten Schottwänden, wobei im Innern mindestens des äußeren, derStrahlung am stärksten ausgesetzten Rohres oder auch im Innern mehrerer diesem äußeren Rohr benachbarter Rohre jeder Schottwand mindestens ein von Arbeitsmittel durchströmtes Tnnenrohr angeordnet ist. Sie besteht darin, daß im Gegensatz zum bekannten Vorschlag die Innenrohre von Hochdruckarbeitsmitteln und die Außenrohre von teilweise entspanntem Arbeitsmittel durchströmt sind. Es hat sich gezeigt, daß durch diese abweichende und umgekehrte Beaufschlagung der Außen- und Innenrohre auch eine ausreichende Kühlung der Schottwand gegen Verbrennen im Anfahrbetrieb sichergestellt ist. Beim Anfahren strömt durch das innere Rohr unter Hochdruck stehendes, noch nicht ver-Dampfkraftanlage

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,

Winterthur (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,

Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Richard Litwinoff, Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Oktober 1959

dampftes Arbeitsmittel, das die Wärmestrahlung aufnimmt. Außerdem werden durch die Erfindung auf einfache Weise die mit dem Problem der unterschiedlichen Charakteristiken verbundenen Schwierigkeiten umgangen. Darüber hinaus ergeben sich noch für den erfindungsgemäßen Vorschlag die Vorteile, daß ein guter Wärmeaustausch zwischen Hochdruckarbeitsmittel und teilentspanntem Arbeitsmittel bei Normalbetrieb gegeben ist und bei Normalbetrieb außerdem der durch den Ringquerschnitt zwischen den Innenrohren und den Außenrohren strömende teilentspannte Dampf zugleich von außen von den Feuergasen und von innen durch das Hochdruckarbeitsmittel beheizt wird, wodurch die Zwischenüberhitzerfläche kleiner bemessen werden kann, als dies ohne zusätzliche innere Beheizung des teilweise entspannten Arbeitsmittels durch das Hochdruckarbeitsmittel notwendig ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Dampferzeugungsanlage in schematischer Darstellung, im Längsschnitt, entsprechend der Linie A -B in Fig. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt des Dampferzeugers entsprechend der Linie C-D in F i g. 1,

F i g. 3 eine Einzelheit des Dampferzeugers in größerem Maßstab als in den F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine abgewandelte Einzelheit des Dampferzeugers, ebenfalls in größerem Maßstab.

609 507/134

Gemäß Fig. 1 besteht der Dampferzeuger 1 aus einer Brennkammer 2 und einem Rauchgaszug 3, in denen verschiedene Heizflächen angeordnet sind. Im unteren Teil der Brennkammer 2 sind Schwenkbrenner 4 vorgesehen, von -denen der Einfachheit halber nur einer wiedergegeben ist. Die durch die Brenner 4 erzeugte Wärme wird in der Brennkammer 2 im wesentlichen durch Strahlung übertragen und in dem Rauchgaszug 3 im wesentlichen durch die fühlbare Wärme des Rauchgases, das in Richtung der gekrümmt gezeichneten Pfeile durch den Dampferzeuger strömt. Die die Brennkammer begrenzenden Wände sind in an sich bekannter Weise mit Rohren 5 ausgekleidet, die je Wand "über Kollektoren 6, 7, 8 und 9 untereinander parallel geschaltet sind. Ebenso ist die die Brennkammer 2 begrenzende Decke mit Rohren 28 ausgekleidet, die über Kollektoren 29 untereinander parallel geschaltet sind. Im Verbindungsteil 25 zwischen Brennkammer 2 und Rauchgaszug 3 und in diesem selbst sind vier Heizflächen 21, 22, 23 und 24 angeordnet, die in Fig. 1 schematisch dargestellt sind und, wie in Fig. 2 ersichtlich, aus quer zum Rauchgasstrom angeordneten Rohrschlangen bestehen. Die Heizflächen 22 und 23 bilden einen ersten und einen zweiten Economiser, die Heizflächen 21 und 24 Abschnitte eines Überhitzers.

Im oberen Teil der Brennkammer 2 sind fünf aus Rohren aufgebaute Schottwände 10 vorgesehen, die zur Zwischenüberhitzung des teilweise im Hochdruckteil 30 einer einen elektrischen Generator 32 antreibenden Kraftmaschinenanlage entspannten Arbeitsmittels dienen. Jede der Schottwände 10 besteht aus zwei Abschnitten 11 und 12, Der Abschnitt 11 ist hier aus sechs über Kollektoren 13 und 14 parallelgeschalteten Rohren 26 aufgebaut, die vom Kollektor 13 ausgehend sich abwärts in die Brennkammer erstrecken, dann mehrmals gebogen sind und dann aus der Brennkammer heraus zum Kollektor 14 führen. Der Schottwandabschnitt 12, der in derselben Ebene wie der Schottwandabschnitt 11 angeordnet ist, besteht hier aus fünf über Kollektoren 15 und 16 parallelgeschalteten Rohren 20, die größeren Durchmesser haben als die Rohre 26 des Schottwandabschnittes 11 (Fig. 3). In dieser Figur ist der Einfachheit halber nur ein Teil der Rohre 26 wiedergegeben. Die Rohre 20 des 'Schottwandabschnittes 12 sind rechtwinklig gebogen. Sie umgeben mit den beiden Schenkeln den Schottwandabschnitt 11 auf dessen der Strahlung in der Brennkammer 2 am stärksten ausgesetzten Seite. Im Innern eines jeden Rohres 20 ist ein Rohr 17 angeordnet, das von Hochdruckarbeitsmittel durchströmt ist. Alle Rohre 17 eines Schottwandabschnittes 12 sind über Kollektoren 18 und 19 parallel geschaltet und bilden einen Teil eines Überhitzers.

Aus einem nicht dargestellten Speisebehälter wird mittels einer Speisepumpe 33 flüssiges Arbeitsmittel zunächst den beiden Economisern 22 und 23 zugeführt und danach'über den Kollektor 7 den die Brennkammerwandauskleidung bildenden Rohren 5. In diesen Rohren verdampft das flüssige Arbeitsmittel, das dann über den Kollektor 6 der Überhitzerfläche 24 zugeführt wird. Der weiter zu überhitzende Hochdruckdampf tritt über den Kollektor 19 in die im Innern der Rohre 20 angeordneten Rohre 17 ein und verläßt sie über den Kollektor 18, wonach der Dampf die Überhitzerheizfläche 21 durchströmt und schließlich zum Hochdruckteil 30 der Kraftmaschinenanlage gelangt.

Der zwischenzuüberhitzende, im Höchdf uckteil 30 teilentspannte Dampf tritt über den Kollektor .16 in die Rohre 20 des Schottwandabschnittes 12 ein und durchströmt unter Wärmeaufnahme den Ringraum zwischen den inneren Rohren 17 und den diese umgebenden Rohren 20 und tritt über den Kollektor 15 aus dem Schottwandabschnitt 12 aus. Anschließend gelangt der teilentspannte Dampf über den Kollektor 14 in die Rohre 26 des Schottwandabschnittes 11, wo er weiter zwischenüberhitzt wird. Nach dem Austritt aus dem Kollektor 13 gelangt der Dampf, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer, nicht dargestellter Zwischenüberhitzerabschnitte im Berührungsteil des Dampferzeugers, zum Niederdruckteil 31 der Kraftmaschinenanlage, wo er weiter entspannt und

danach im Kondensator 34 niedergeschlagen wird. Das Kondensat wird in den Speisebehälter gefördert. Beim Anfahren der Anlage wird durch die inneren Rohre 17 vorwiegend nicht verdampftes Arbeitsmittel geleitet, wodurch die Rohre der Zwischenüber-

hitzerschottwände 10 ausreichend gekühlt werden.

In Fi g. 4 ist gezeigt, wie zur besseren Kühlung des äußeren, der Strahlung am stärksten ausgesetzten Rohres 20' des Schottwandabschnittes 12' der vom teilweise entspannten. Dampf durchströmte Quer-

schnitt zwischen Rohr 20' und Rohr 17' vergrößert . ist, indem der Durchmesser des äußeren Rohres 20' größer ist als der der benachbarten Rohre desselben Schottwandabschnittes, wogegen das innere, Hochdruckarbeitsmittel führende Rohr 17' gleichen Durchmesser aufweist wie die inneren Rohre in den übrigen Rohren desselben Schottwandabschnittes 12'.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Dampfkraftanlage mit mindestens teilweiser Zwischenüberhitzung eines teilweise entspannten Arbeitsmittels in im Strahlungsteil des Dampferzeugers angeordneten, aus Rohren gebildeten Schottwänden, wobei im Innern des äußeren, der Strahlung am stärksten ausgesetzten Rohres oder auch im Innern mehrerer diesem äußeren Rohr benachbarter Rohre jeder Schottwand mindestens ein von Arbeitsmittel durchströmtes Innenrohr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre von Hochdruckarbeitsmittel und die Außenrohre von teilweise entspanntem Arbeitsmittel durchströmt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1 mit Schottwänden, bei denen mehrere Schottwandrohre je ein von Hochdruckarbeitsmittel durchströmtes Innenrohr aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre gleichen Durchmesser aufweisen und das äußere, der Strahlung am stärksten ausgesetzte Rohr jeder Schottwand einen größeren Durchmesser aufweist als die benachbarten Außenrohre derselben Schottwand.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 021377;
deutsche Auslegeschrift S 377761 a/13 d (bekanntgemacht am 19.7.1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 507/134 2.66 © Bundesdruckerei Berlin