DE1286048B - Forced steam generator - Google Patents

Forced steam generator

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DE1286048B
DE1286048B DEM62589A DEM0062589A DE1286048B DE 1286048 B DE1286048 B DE 1286048B DE M62589 A DEM62589 A DE M62589A DE M0062589 A DEM0062589 A DE M0062589A DE 1286048 B DE1286048 B DE 1286048B
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Kamm Helmut
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Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
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    • F22G5/00Controlling superheat temperature
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft einen Zwanglaufdampf- Durch diese neue Anordnung wird erreicht, daßThe invention relates to a forced-flow steam By this new arrangement it is achieved that

erzeuger mit einem ersten, einen Verdampfer bilden- bei Teillast der zweite Verdampfer ausgeschaltet wird, den strahlungsbeheizten System paralleler Rohr- wodurch einerseits im Berührungssystem bei Teillast stränge und mit einem zweiten System paralleler Rohr - mehr Wärme für die Überhitzung zur Verfügung steht stränge, das einen zweiten Verdampfer bildet und das 5 und gleichzeitig keine Berührungswärme zur Verabschaltbar dem ersten Verdampfer parallel geschal- dampfung verwendet wird. Durch diese Maßnahme tet ist, wobei dieses zweite System von Rohrsträngen wird die Charakteristik des Überhitzers wesentlich die Innenrohre eines aus jeweils zwei ineinander verbessert, d. h., die Endtemperatur kann konstant gesteckten Rohren bestehenden Doppelrohrwärme- gehalten werden.generator with a first evaporator - the second evaporator is switched off at partial load, the radiation-heated system of parallel pipes - whereby on the one hand in the contact system at partial load strands and with a second system parallel pipe - more heat is available for overheating strands that forms a second evaporator and the 5 and at the same time no contact heat to be switched off sound steaming is used in parallel with the first evaporator. By this measure tet is, with this second system of tubing strings, the characteristics of the superheater will be essential the inner tubes one out of two improved one inside the other, d. i.e., the final temperature can be constant inserted pipes existing double pipe heat can be retained.

Übertragers bildet. io Gleichzeitig wird durch das Abschalten des zwei-Transformer forms. io At the same time, switching off the two

Es ist ein derartiger Dampferzeuger bekannt, bei ten Verdampfers bei Teillast im ersten Verdampfer dem die Rohrstränge des zweiten Systems in den die Strömungsstabilität verbessert, d. h., die unge-Rohrsträngen des strahlungsbeheizten ersten Systems wünschte Instabilität wird vermieden. Da somit bei angeordnet sind. Bei dieser Anordnung werden also Vollast eine größere Verdampferheizfläche vorhanden die strahlungsbeheizten Rohre in je zwei Räume auf- 15 ist als bei Teillast, wird mit Sicherheit bei allen Lasten geteilt, wobei bei Teillast die Innenrohre vom Arbeits- eine genügend große Strömungsgeschwindigkeit des mittelstrom ganz oder teilweise abgesperrt werden, Arbeitsmittels und damit Kühlung des Verdampfers um die Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmittels erreicht. Dadurch, daß der zweite Verdampfer innerim Raum zwischen Außen- und Innenrohr weniger halb der Rohre eines im Konvektionsteil liegenden tief abfallen zu lassen, mit dem Ziel, Strömungs- 20 Hochdrucküberhitzers angeordnet ist, wird die Chainstabilität im strahlungsbeheizten System zu vermei- rakteristik der Verdampferheizfläche derjenigen des den. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, Berührungsüberhitzers angepaßt, mit dem Erfolg, daß daß bei hoher Last längs der Strecke, an der das die Feuchte am Verdampferaustritt und/oder die Ein-Arbeitsmittel beidseitig des Innenrohres seine Ver- spritzwassermenge zur Kühlung des überhitzten dampfungstemperatur erreicht hat — die wegen etwa 25 Dampfes über der Last wenig variiert, gleichen Druckes auf praktisch gleichem Wert liegt — Nach einer Ausführungsform der Erfindung trittSuch a steam generator is known in th evaporator at part load in the first evaporator which improves the flow stability of the pipe strings of the second system, d. i.e., the unge-pipe strings of the radiation-heated first system desired instability is avoided. As with are arranged. With this arrangement, a larger evaporator heating surface is available at full load The radiation-heated pipes in two rooms each are open - 15 than at partial load, will with certainty at all loads divided, whereby at part load the inner pipes of the working a sufficiently large flow speed of the medium flow are completely or partially shut off, working medium and thus cooling of the evaporator to reach the flow rate of the working medium. The fact that the second evaporator inside Space between the outer and inner tubes less than half of the tubes of one lying in the convection part Dropping deeply, with the aim of having flow 20 high-pressure superheater arranged, the chain stability in the radiation-heated system to avoid characteristics of the evaporator heating surface of those of the the. This known arrangement has the disadvantage of being adapted to contact superheaters, with the success that that at high load along the route where the moisture at the evaporator outlet and / or the on-working equipment on both sides of the inner pipe its spray water quantity to cool the overheated has reached steaming temperature - which varies little because of about 25 steam above the load, the same pressure is practically the same value - according to one embodiment of the invention occurs

wegen fehlender Temperaturdifferenz keine Wärme- das Arbeitsmittel aus dem zweiten Verdampfer mit Übertragung mehr stattfinden kann. Soll auch das im nahezu der gleichen Temperatur wie das Arbeitsmittel Innenrohr strömende Arbeitsmittel verdampft wer- aus dem ersten Verdampfer in den Flüssigkeitsden, so muß das im Raum zwischen Außen- und 30 abscheider ein. Mit dieser Anordnung wird eine an-Innenrohr befindliche Arbeitsmittel überhitzt werden, nähernd gleichbleibende Temperatur des in den nachwas im Außenrohr unzulässig hohe Wandtempera- geschalteten Überhitzer eintretenden Arbeitsmittels türen zur Folge hat. Um diese zu vermeiden, kann gewährleistet.due to the lack of temperature difference, no heat - the working fluid from the second evaporator with Transmission can take place more. Should that also be at almost the same temperature as the working fluid Working medium flowing in the inner tube is evaporated from the first evaporator in the liquid nozzle, so it must be in the space between the external and 30 separator. With this arrangement an on-inner pipe becomes The working materials in the system are overheated, the temperature in the aftermarket remains almost the same Working medium entering the outer pipe with an inadmissibly high wall temperature switched superheater doors. To avoid this can be guaranteed.

man darauf verzichten, die Innenrohre über die ganze Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin-you do without the inner tubes over the whole According to a further embodiment of the invention

Länge der Außenrohre sich erstrecken zu lassen, oder 35 dung besteht der aus Überhitzer und zweitem Veres kann ein separater Nachverdampfer angeordnet dämpfer bestehende Doppelrohrwärmeaustauscher werden. Im ersten Falle wird die Strömungsstabilität aus mehreren parallelgeschalteten Heizflächengrupbeträchtlich herabgesetzt, das Ziel also nicht erreicht, pen, die in verschiedenen Rauchgastemperaturbereiohne daß eine Überhitzung des Außenrohres mit chen angeordnet sind. Mit dieser Anordnung wird Sicherheit vermieden würde. Im zweiten Falle ist das 4° erreicht, daß die unterschiedliche Wärmeaufnahme Problem der Strömungsinstabilität bei Teillast nicht der Heizflächengruppen über den gesamten Lastgelöst, sondern nur vom Verdampfer auf den Nachver- bereich weitgehend ausgeglichen wird, weil Strahdampfer verschoben. Zudem treten weitere Nachteile lungs- und Berührungsheizflächen eine gegenläufige konstruktiver wie auch strömungstechnischer Art auf. Charakteristik aufweisen.To allow the length of the outer pipes to extend, or if there is a superheater and a second Veres, a separate re-evaporator can be arranged damper existing double-pipe heat exchanger. In the first case, the flow stability of several parallel-connected Heizflächengrup is considerably reduced, so the goal is not achieved, pen, which are arranged in different Rauchgasemperaturbereiohne that overheating of the outer pipe with surfaces. With this arrangement, security would be avoided. In the second case, the 4 ° is reached so that the different heat absorption problem of flow instability at partial load is not solved by the heating surface groups over the entire load, but only largely compensated for by the evaporator on the post-processing area because the jet evaporator is shifted. In addition, there are further disadvantages management and contact heating surfaces of an opposing constructive and fluidic nature. Have characteristic.

Zwanglaufdampferzeuger haben allgemein die 45 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Eigenschaft, daß mit fallender Last die Rauchgas- Zeichnung schematisch dargestellt, temperaturen im Rauchgaszug abfallen, was zur Folge Der erfindungsgemäße Zwanglaufdampferzeuger istForced steam generators generally have the 45. An embodiment of the invention is shown in FIG Property that the flue gas drawing is shown schematically with falling load, temperatures in the flue gas drop, which is the result of the forced-air steam generator according to the invention

hat, daß die Berührungsheizflächen anteilmäßig weni- im wesentlichen aus den Verdampferteilen 1 und 2, ger Wärme aufnehmen als die Strahlungsheizflächen, den Überhitzerteilen 3 bis 6 sowie der Abscheidedie — um Verbrennungserscheinungen beim Anfah- 50 flasche 7 gebildet. Der Verdampfer besteht aus dem ren auszuschließen — vorzugsweise als Verdampfer direkt beheizten Verdampfer 1 und dem indirekt beausgebildet werden. heizten Verdampfer 2. Dabei reicht der Verdampfer 1 Die anteilmäßige Verschiebung der Wärmeauf- von seinem Eintrittssammler 8 bis zu seinem Austrittsnahme bewirkt bei fallender Last ein Absinken der sammler 9 und ist über eine Leitung 10 an die Ab-Endtemperatur des Dampfes. Durch erhöhtes Ein- 55 scheideflasche 7 angeschlossen. Der aus der Abspritzen von Arbeitsmittel hat man die fallende Cha- scheideflasche 7 austretende Dampf wird über eine rakteristik des Überhitzers kompensiert. Leitung 11 und einen Sammler 12 in den Überhitzer-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen teil 3, der als Vorüberhitzer ausgebildet ist, ein-Zwanglaufdampferzeuger der eingangs erwähnten Art geführt. Der Überhitzer 3 ist einem Überhitzer 4 vorzu schaffen, bei dem die Charakteristik des Über- 60 geschaltet, der gemeinsam mit dem Verdampfer 2 als hitzers verbessert ist, so daß weniger oder kein Doppelrohrwärmeaustauscher ausgebildet ist. An Wasser eingespritzt werden muß. diesen Überhitzer 3 schließen sich die Endüberhit-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- zer 5 und 6 in normaler Einrohrwicklung mit den löst, daß der Doppelrohrwärmeübertrager im Kon- Sammlern 13 bis 15 an. Aus der Leitung 16 wird der vektionsteil des Dampferzeugers angeordnet ist und 65 Frischdampf entnommen. Das Kesselspeisewasser daß der Zwischenraum zwischen dessen Innen- und wird über eine Speiseleitung 17 mit der Speisewasser-Außenrohren von überhitztem Hochdruckdampf pumpe 18 dem Eco 19 zugeführt, der mit einem Eindurchströmt wird. trittssammler 20 und einem Austrittssammler 21 ver-has that the contact heating surfaces proportionally less - essentially from the evaporator parts 1 and 2, absorb less heat than the radiant heating surfaces, the superheater parts 3 to 6 and the separator - Formed around burns when starting 50 bottle 7. The vaporizer consists of the ren exclude - preferably as an evaporator directly heated evaporator 1 and the indirect beausgebilden will. heated evaporator 2. The evaporator 1 extends the proportional shift of the heat absorption from its inlet collector 8 to its outlet causes the collector 9 to drop when the load drops and is via a line 10 to the end temperature of steam. Connected by a raised incision flask 7. The one from the cumshot from working equipment one has the falling chase bottle 7 escaping steam is via a characteristics of the superheater compensated. Line 11 and a collector 12 in the superheater-Der The invention is based on the object of a part 3, which is designed as a preheater, a forced-flow steam generator of the type mentioned above. The superheater 3 is a superheater 4 vorzu create, in which the characteristic of the over 60 switched, which together with the evaporator 2 as Hitzer is improved, so that less or no double tube heat exchanger is formed. At Water needs to be injected. this superheater 3 is followed by the final superheater According to the invention, the object is thereby ge zer 5 and 6 in normal single-tube winding with the triggers that the double-tube heat exchanger in Kon collectors 13 to 15 to. From the line 16 is the vection part of the steam generator is arranged and 65 fresh steam removed. The boiler feed water that the space between its inner and is via a feed line 17 with the feed water outer pipes from the superheated high-pressure steam pump 18 fed to the Eco 19, which flows through with one will. ingress collector 20 and an outlet collector 21

sehen ist. Vom Austrittssammler 21 ist eine Leitung 22 zum Eintrittssammler 8 des Verdampfers 1 geführt. Von der Leitung 22 ist eine Leitung 23 abgezweigt, die über einen Eintrittssammler 24 mit dem, gemeinsam mit dem Überhitzer 4 den Doppelrohrwärmeaustauscher bildenden Innenrohrverdampfer 2 verbunden ist. Über einen Austrittssammler 25 und eine Leitung 26 ist auch der Verdampfer 2 mit dem Abscheider 7 verbunden.see is. A line 22 leads from the outlet header 21 to the inlet header 8 of the evaporator 1. From the line 22 a line 23 is branched off, which via an inlet collector 24 with the, in common connected to the superheater 4, the double-tube heat exchanger forming the inner tube evaporator 2 is. The evaporator 2 with the separator is also connected via an outlet collector 25 and a line 26 7 connected.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Zwangdurchlaufdampferzeugers ist folgende:The mode of operation of the once-through steam generator according to the invention is the following:

Der innerhalb der Überhitzerrohre 4 angeordnete Verdampfer 2 ist für den Teil der Arbeitsmittelmenge ausgelegt, die beim Teillastbetrieb nicht benötigt wird. Zufolge dieser Anordnung wird beim Teillastbetrieb die gesamte erforderliche Arbeitsmittelmenge nur durch den Verdampfer 1 geleitet. Damit wird der in Betrieb befindliche Verdampfer 1 immer von einer ausreichenden Menge an Arbeitsmittel durchströmt, die den schädlichen Instabilitätserscheinungen entgegenwirkt und jederzeit eine einwandfreie Kühlung der Verdampferrohre 1 gewährleistet. Für den Teillastbetrieb wird das in der Zweigleitung 23 befindliche Ventil 27 geschlossen, so daß der Verdampfer 2 nicht vom Arbeitsmittel durchströmt wird. Diese Maßnähme ist ohne weiteres zulässig, weil der Rohrwerkstoff des Verdampfers 2 nur die Temperatur des im Überhitzer 4 strömenden überhitzten Dampfes annehmen kann. Diese Temperatur ist für den Rohrwerkstoff des Verdampfers 2 ungefährlich.The evaporator 2 arranged within the superheater tubes 4 is for the part of the amount of working medium designed, which is not required during partial load operation. As a result of this arrangement, during partial load operation the entire required amount of working fluid is only passed through the evaporator 1. This means that the in Operational evaporator 1 always has a sufficient amount of working medium flowing through it, which counteracts the harmful symptoms of instability and flawless cooling at all times the evaporator tubes 1 guaranteed. For partial load operation, the one located in branch line 23 is used Valve 27 closed so that the evaporator 2 is not flowed through by the working medium. These measures is readily permissible because the tube material of the evaporator 2 is only the temperature of the im Superheater 4 can accept flowing superheated steam. This temperature is for the pipe material of the evaporator 2 is harmless.

Beim Vollastbetrieb werden sowohl der Verdampfer 1 als auch der Verdampfer 2 vom Arbeitsmittel durchströmt, wobei die beiden Teilströme über die Austrittssammler 9 bzw. 25 und den Leitungen 10 bzw. 26 in den Abscheider 7 einströmen. Dabei sind die Verdampfer 1 und 2 so ausgelegt, daß beide Teilströme mit nahezu der gleichen Temperatur in den Abscheider 7 eintreten. Diese Anordnung hat wiederum den Vorteil, daß das in den Überhitzer 3 eintretende Arbeitsmittel immer die gleiche Temperatur aufweist.During full load operation, both the evaporator 1 and the evaporator 2 are from the working medium flows through, the two partial flows via the outlet headers 9 and 25 and the lines 10 or 26 flow into the separator 7. The evaporators 1 and 2 are designed so that both partial flows enter the separator 7 at almost the same temperature. This arrangement has again the advantage that the working medium entering the superheater 3 always has the same temperature having.

Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden. So ist es denkbar, daß die Erfindung auch beim Dampferzeuger ohne Abscheider bzw. mit andersartig geschalteten Überhitzergruppen angewendet wird.The invention is not bound to the illustrated embodiment. So it is conceivable that the Invention also for steam generators without separators or with superheater groups connected in a different way is applied.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Zwanglaufdampferzeuger mit einem ersten, einen Verdampfer bildenden strahlungsbeheizten System paralleler Rohrstränge und mit einem zweiten System paralleler Rohrstränge, das einen zweiten Verdampfer bildet und das abschaltbar dem ersten Verdampfer parallel geschaltet ist, wobei dieses zweite System von Rohrsträngen die Innenrohre eines aus jeweils zwei ineinander gesteckten Rohren bestehenden Doppelrohrwärmeübertragers bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelrohrwärmeübertrager (2 und 4) im Konvektionsteil des Dampferzeugers angeordnet ist und daß der Zwischenraum zwischen dessen Innen- (2) und Außenrohren (4) von überhitztem Hochdruckdampf durchströmt wird.1. Forced steam generator with a first, radiant heating forming an evaporator System of parallel pipe strings and with a second system of parallel pipe strings, the one forms a second evaporator and which can be switched off in parallel with the first evaporator, this second system of pipe strings, the inner pipes one of two nested Pipes existing double-pipe heat exchanger, characterized in that the double-pipe heat exchanger (2 and 4) is arranged in the convection part of the steam generator and that the gap superheated high-pressure steam flows through between its inner (2) and outer tubes (4) will. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1 mit einem zwischen Verdampfer und Überhitzer angeordneten Wasserabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verdampfer (2) so ausgelegt ist, daß das aus ihm austretende Arbeitsmittel mit nahezu der gleichen Temperatur wie das aus dem ersten Verdampfer (1) austretende Arbeitsmittel in den Abscheider (7) eintritt.2. Steam generator according to claim 1 with one arranged between the evaporator and superheater Water separator, characterized in that the second evaporator (2) is designed so that the working fluid emerging from it at almost the same temperature as that from the first evaporator (1) exiting working medium enters the separator (7). 3. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Außenrohren (4) und Innenrohren (2) bestehende Doppelrohrwärmeübertrager aus mehreren parallelgeschalteten Heizflächengruppen besteht, die in verschiedenen Rauchgastemperaturbereichen angeordnet sind.3. Steam generator according to claims 1 and 2, characterized in that the from Outer tubes (4) and inner tubes (2) consisting of double-tube heat exchangers consisting of several parallel-connected There is heating surface groups, which are arranged in different flue gas temperature ranges. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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