DE1941005B2 - Dampferzeuger - Google Patents

Description

i 941 005

Dampfabscheidern 74 gebildet. Ein Trocknungssieb 76 ist über den Dampfabscheider angebracht. Eine Rohrplatte 58 schließt die Sammelkammer 30 nach oben ab. Die Abzugkammer 33 wd von dem Druckinantelboden 34 Dach unten begrenzt.

Das untere Gehäuse 16 ist mit einem Speisewassereinlaß 35 versehen, der an einen Speisewasserverteiler 36 mit in die Abzugkammer 33 mündenden Flüäsigkeitsaustrittsöffnungen 37 angeschlossen ist. Im Boden 34 des Druckmantels befindet sich ein Auslaßstutzen 38, der mittels einer Rückführungsleitung 41 an einen EinlaBstutzen 40 angeschlossen ist. Der Einlaßstutzen 40 ist über eine Durchflußleitung 44 mit der Eintrittskammer 28 verbunden. Speisewasser aus der Abzugkammer 33 wird so mittels einer Umwälzpumpe 42 in die Eintrittskammer 28 zurückgeführt.

In der Wärmetauschkammer 22 befindet sich ein Druckrohrbündel 46, das zwischen einer oberen Querwand 48 und einer unteren Querwand 50 angeordnet ist und in Strömungsverbindung mit dem unteren Gehäuse 16 und der Dampfsammeikammer 18 steht. Zwecks einfacherer Darstellung sind lediglich einige der 2000 oder mehr Druckrohre dargestellt. Die obere, als Rohrplatte 48 dienende Querwand, die an der Wandung des oberen Gehäuses 14 befestigt ist, trennt die Wärmetauschkammer 22 von der Sammelkammer 18. Die untere, ebenfalls als Rohrplatte ausgebildete Querwand trennt das obere von dem unteren Gehäuse. Stützeinrichtungen 52 fangen die Druckrohre an verschiedenen Stellen zwischen den Rohrplatten 48 und t0 ab, gestatten aber den axialen Durchfluß des Heizmediums längs der Druckrohre. Eine Strömungsleitwand 54 umgibt die Druckr^hrbündel 46; ferner befinden sich in der Wärmetauschkammer 22 Leitwände 72, 80 und 82.

Der Aufbau eines einzelnen Druckrohres ist in F i g. 2 dargestellt. In seiner Innenbohrung 46' erstreckt Lieh über einen Teil deren Länge ein Field-Rohr, bestehet aus einem Außenrohr 56 und einem darin konzentrisch angeordneten Innenrohr 60. Das Außenrohr 56 mit einer Innenbohrung 56' ist am unteren Ende in der Rohrplatte 58 befestigt und am oberen Ende geschlossen. Das Innenrohr 60 erstreckt sich in die Bohrung 56' des Außenrohres 56 und ist an seinem unteren Ende in der Rohrplatte 62 befestigt. Das Innenrohr 60 hat eine Innenbohrung 60'. An dem geschlossenen End^ des Außenrohres 56 ist ein Zentralkörper 64 angebracht, der siih in das Druckrohr erstreckt und nahe der Stelle endet, an der das Druckrohr mit der Querwand 48 verbunden ist. Dieser Zentralkörper 64 kann mit dem Außenrohr 56 durch Schweißen, Schraubbefestigung oder mittels eines nicht gezeigten zentralen Stehbolzens verbunden sein. Der Zentralkörper 64, das Außenrohr 56 und das Innenrohr 60 sind in den sie jeweils umgebenden Rohren durch schraubenförmig verlaufende Leitrippen 66, 68 bzw. 70 abgestützt, die zusätzlich als Strömungsleitwände durch den entsprechenden Ringraum dienen. Lediglich das Druckrohrbündel 46 ist einem hohen Druck ausgesetzt, nicht aber das Außenrohr 56, das Innenrohr 60, die Rohrplatte 58, die Wandabschnitte 31, die Rohrplatte 62 und der Zylinder 29, die lediglich als Medium-Durchflußkanäle wirken.

Hocherhitztes flüssiges Metall oder geschmolzene Salze werden als Primär-Heizmedium durch den

ίο Heizmittel-Einlaßstutzen in die Wärmetauschkammer 22 geführt; sie umspulen die Druckrohre und treten durch den Heizmittel-Auslaßstutzen 26 aus.

Wenn die verdampfbare Flüssigkeit Speisewasser ist, gelangt sie aus dem Verteiler 36 mit einer ver-

hältnismajjig niedrigen Temperatur in die Pumpe 42, um Kavitation oder Dampfblasenbildung zu verhindern. Das Speisewasser strö Λ in den Innenrohrcn 60 aufwärts und sodann abwärt., durch die von den Rintiräumen zwischen den Außenrohren 56 und ihren jeweiligen Innenrohren 60 gebildeten Durchflußwege. Der Strom ir. den Ringräumen wird aurch den um cie Field-Rohre herumströmenden Dampf erhitzt, wie unten ausgeführt, und tritt in die SammelKammer 30 als ein Gemisch von Dampf und verdampfbarer

as Flüssigkeit, also als »Sattdampf«, aus. Der Sattdampf wird dann durch die Dampiatacheider 74 geleitet, wobei die abgeschiedene Flüssigkeit in die Abzugskammer 33 zur Umwälzung zurückströmt und der Dampf durch ein Trocknungssieb 76 hindurchströmt.

Danach tritt der Dampf in die Druckrohre 46 ein und strömt in den durch die Ringräume zwischen den Außenrohren 56 dir Field-Rohre und ihren jeweiligen Druckrohren gebildeten Strömungsdurchlässen aufwärts. Über die Länge der Außenrohrabschnitte 56 dient der Dampf in den zweiterwähnten Reihen von Ringräumen, während er überhitzt wird, als ein Zwischen-Heizmedium zwischen dem Primär-Heizmedium und dem gerade verdampfenden Speisewasser. Auf dem anschließenden Längenabschnitt der Druckrohre 46 wird der Dampf durch das Heizmedium überhitzt. Der Zentralkörper 64 dient dazu, den Dampfstrom in der Innenwand 46' der Druckrohre entlangzuleiten, so daß durch einen guten Wärmeaustausch auch die gewünschte Überhitzung des Dampfes erreicht wird. Der überhitzte Dampf wird dann zu der Sammelkammer 18 geleitet, von wo er durch den Auslaßstutzen 20 abgeführt wc/den kann. Die Strömungswege für das Speisewasser, für den Sattdampf und den Dampf sind für jedes einzelne Rohr dutch die Pfeile in F i g. 2 angedeutet.

Die Leitwand 80 weist öffnungen 81 für den Durchtritt des Heizmediums auf, da die Überhitzung oberhalb der Leitwand 80 erfolgt (vgl. F i g. 2). Oberhalb des Spiegels 84 des Heizmediums können

sich Inertgasblasen sammeln, ialls in dem Raum zwischen Querwand 48 und Leitwand 30 in an sich bekannter Weise eine Schicht solchen Inertgases vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 mit den Innenrobren der Held-Rohre, die Außen- Patentansprüche: rohre der oben geschlossenen Held-Rohre mit einer Sammelkammer für das Sattdampfgemisch verbun-

1. Dampferzeuger mit Beheizung durch flüssi- den sind, in der Flüssigkeitsabscheider vorgesehen ges Metall oder geschmolzene Salze durch indi- 5 sind, hinter denen die Sammelkammer über die Ringrekten Wärmeübergang mit einem zylindrischen spalte zwischen den Druckrohren und der« Außensenkrecht stehenden Druckmantel, dessen Innen- rohren der Held-Rohre mit der oben liegenden Samraum durch Querwände in eine Eintrittskammer melkammer für den überhitzten Dampf verbunden für das zu verdampfende Medium, eine Sammel- ist. Mit dieser Ausbildung ergibt sich, daß das eüif-e- kammer für überhitzten Dampf und eine War- io tende zu verdampfende Medium zunächst im Gegenmetauschkammer unterteilt ist, und mit Heizme- strom durch Wärmeaustausch mit dem sich bildendiura umspülten Druckrohren und darin angeord- ccn Sattdampf aufgeheizt wird und dieser —nach neten Field-Rohren, dadurch gekenn- Abscheidung des nicht verdampften Mediums — zeichnet, daß die unten liegende Eintritts- seinerseits im Gegenstrom durch Wärmeaustausch kammer (28) mit den Innenrohren (60) der Held- 15 mit dem Heizmedium überhitzt wird. Damit ergibt Rohre (56 und 60) und die Außenrohre (56) der sich ein guter Wirkungsgrad bei niedrigsten thermioben geschlossenen Field-Rohre mit einer Sam- sehen Gradienten, und auch die Gefahr der Erstarmelkammer (30) für Sattdampfgemisch verbun- rung des Heizmediums wird vermieden, die besteht, den sind, in der Flüssigkeitsabscheider (74) vor- wenn es in direkten Wärmeaustausch mit eintretengesehen sind, hinter denen die Sammelkammer 20 dem kalten zu verdampfenden Medium gelangt, über die Ringspalte zwischen den Druckrohren Denn bei der erfindungsgemäßen Dampferzeuger-(46) und den Außenrohren (56) der Field-Rohre bauart dient jeweils das im nächsthöheren Temperamit der oben liegenden Sammelkammer (18) für turbereich befindliche Medium als zwischengeschalüberhitzten Dampf verbunden ist. tetes Wärnieaustauschmedium.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch 35 Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet, daß die Field-Rohre eine gerin- vorgesehen, daß die Field-Rohre eine geringere gere Länge a:, die Druckrohre aufweisen und Länge als die Druckrohre aufweisen und daß in den daß in dem über den F'eld-Rchren verbleibenden über den Field-Rohren verbleibenden Druckrohrab-Druckrohrabsciinitten Zentralkörper (64) zur schnitten Zentralkörper zur Verlängerung der Ring-Verlängerung der Ringspalie an eordnet sind. 30 spalte angeordnet sind. Dadurch kann in diesen

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, ge- Druckrohrabschnitten eine starke Überhitzung des kennzeichnet durch schraubenlinienförmige Leit- Dampfes erfolgen, da keine Wärmeabfuhr von dem rippen (66) in den Ringräumen. abwärtsströmenden Sattdampfgemisch mehr erfolgt.

Zur Führung des durchströmenden Mediums können

35 schraubenlinienförmige Leitrippen in den Ringraäu-

men vorgesehen sein.

Es sei noch erwähnt, daß infolge Vorhandenseins der Sammelkammer für Sattdampfgemisch die Zahl

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit der Abscheider auf ein Minimum verringert werden

Beheizung durch flüssiges Metall oder geschmolzene 40 kann und ihre Anordnung erleichtert wird.

Salze durch indirekten Wärmeübergang mit einem Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstan-

zylindrischen, senkrecht stehenden Druckmantel, des der Erfindung ergeben sich aus der folgenden

dessen Innenraum durch Querwände in eine Ein- Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten

trittskammer für das zu verdampfende Medium, eine bevorzugten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung

Sammelkammer für überhitzten Dampf und eine 45 zeigt

Wärmetauschkammer unterteilt ist, und mit Heizme- F i g. 1 ei;ien senkrechten Schnitt durch einen

dium umspülten Druckrohren und darin angeordne- Dampferzeuger nach der Erfindung und

ten Field-Rohren. Ein solcher Dampferzeuger ist aus F i g. 2 einen Schnitt durch eine besondere Rohr-

der USA.-Patentschrift 3 097 630 bekannt. anordnung in einem derartigen Dampferzeuger.

Bei dem bekannten Dampferzeuger wird das zu 50 F i g. 1 der Zeichnung zeigt einen auf einer Tragverdampfende Medium (im allgemeinen Speisewas- einrichtung 12 senkrecht angeordneten Dampferzeuser) in dem Ringraum zwischen Field-Rohren und gerlO. Der Dampferzeuger 10 weist einen Druck-Druckrohren nach oben geführt und wird deshalb mantel mit einem oberen Gehäuse 14 und einem undurch Wärmeaustausch mit dem Heizmedium er- teren Gehäuse 16 auf. Das obere Gehäuse 14 ist mit wärmt, mit dem Ergebnis, daß sich innerhalb der 55 einer Abschlußkappe 15 versehen, die eine Dampf-Druckrohre hohe Wärmegradienten ausbilden. Dar- sammelkammer 18 mit einem Auslaßstutzen 20 bilüber hinaus macht diese Konfiguration einen Ab- det. In dem oberen Gehäuse 14 befindet sich eine scheider innerhalb jeder Field-Rohr-Anordnung er- Wärmetauschkammer 22 mit mindestens einem Einforderlich, was den Aufbau kompliziert und teuer laßstutzen 24 und einem Auslaßstutzen 26 für das macht. 60 Heizmedium.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dampferzeu- In dem unteren Gehäuse 16 befinden sich eine

ger der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei Eintrittskammer 28 für das zu verdampfende Me-

dem die auftretenden Temperaturgradienten gegen- dium, eine Sammelkammer 30 für Sattdampfgemisch

über der bekannten Dampferzeugeranordnung ver- und eine Abzugkammer 33. Die Eintrittskammer 28

ringert sind, gleichwohl aber mit gutem Wirkungs- 65 wird von einem Zylinder 29 gebildet, der an seiner

grad gearbeitet werden kann. Oberseite durch eine Rohrplatte 62 abgeschlossen

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung da- ist. Die Sammelkammer 30 wird von Wandungsab-

durch gelöst, daß die unten liegende Eintrittskammer schnitten 31, 32 und an den letzteren angebrachten