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Titel: D a m p f 1< k U h 1 e r Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Kühlung von strömenden Uberhitzten Dampf durch Mischung mit Wasser0 Sie besteht
aus einer Wasserkammer, die den strömenden Dampf in zwei koaxiale Ströme aufteilt,
zwischen denen ein KUhlwasseraustritt angeordnet ist.
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Es ist bekannt, zur Kühlung von Dampf in Kesselanlagen im wesentlichen
zwei Typen zu benutzen. Bei dem ersten Typ von KUhlvorrichr tungen wird das Wasser
in den Dampfstrom in einem verengten Durchschnitt oder in seiner Nähe zugeführt.
Der mit erhöhter Geschwindigkeit eintretende Dampf zerstäubt dabei das Wasser in
Tropfen. Die Tropfen verdampfen, wozu sie einen Teil der Warme des strömenden Dampfes
verbrauchen und diesen dadurch kühlen, Die Wasserzufuhr wird mit Hilfe von öffnungen
oder Spalten, die am Umfang der Dampfzufuhrleitung untergebracht sind, oder mit
Hilfe von Rohren, die
im Inneren des Dampfstromes münden, vorgenommen.
Der zweite Typ von DampfkUhlern unterscheidet sich von dem ersten dadurch, daß das
Zerstäuben des Wassers mit Hilfe einer oder mehrerer DUsen erfolgt, die in dem Dampfstrom
untergebracht sind. Zur Zerstäubung des Wassers in den DUsen wird der Uberdruck
des Wassers ausgenUtzt oder sie wird mit Hilfe des Dampfes mit einem höheren Druck
durchgeführt.
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Ein Nachteil der bisher bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß
sie keine guten Bedingungen fUr die Zerstäubung des gesamten zugefuhrten Wassers
zu genügend kleinen Tropfen und deren gleichmäßige Verteilung im Dampfstrom bilden,
insbesondere, wenn es sich um große Wassermengen handelt, die zugeführt werden mUssen.
Die großen, nicht verdampften Tropfen des Wassers setzen sich dabei an den Wänden,
die den Dampfstrom umgeben, fest, kUhlen diese ab und setzen die Wirksamkeit der
Vorrichtung herab. Da sie ebenfalls die Temperaturfühler abkühlen, machen sie die
Kuhlerregelung wertlos und sind auch fUr weitere, hinter der Dampfkuhlung untergebrachte
Vorrichtungen gefährlich. Die Unmöglichkeit der rechtzeitigen Verdampfung des Teiles
des Wassers, das in größeren Tropfen enthalten ist, verhindert die Ab*Uhlung des
Dampfes unter die festgesetzteGrenze. Bei Anwendung von Dusen zur VersprUhung der
Wassertropfen ist viel Raum und in der Regel eine große Menge von kleinen DUsen
notwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Vorrichtungen durch eine verbesserte Konstruktion zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsmößig dadurch gelöst, daß wenigstens
in einem Trakt der Dampfzufuhr, die in das Mischrohr mUndet, das
hinter
der Wasserkammer, die vor der gemeinsamen Mündung der beiden Trakte der Wasserzufuhr
mit Oeffnungen oder Spalten versehen ist, die wenigstens in einen Trakt der Dampfzufuhr
mUnden, ein Schaufelwirbler untergebracht ist, wobei der Innendurchmesser des Mischrohres
mit dem Durchmesser des Außentraktes der Dampfzufuhr an ihrer engsten Stelle identisch
ist. Dadurch wird erreicht1 daß das KUhlwasser in kleine Tropfen zerstäubt wird,
die sich gleichmäßig in dem Dampfstrom ohne besondere AnsprUche an Raum, und zwar
auch bei der großen Menge KUhlwasser verteilen. Die Zerstäubung des Wassers in kleine
Tropfen wird dadurch erreicht, daß das KUhlwasser einen Wasserfilm an der Wand vor
der Stelle des engsten Durchschnittes bildet. Der Wasserfilm wird durch den Dampfstrom
beschleunigt und dUnner, teilweise abgebröckelt und verdampft. In einem Zylinderrohr
hinter der Mündung der beiden Ströme zerfällt der Wasserfilm. Er kommt in den Bereich,
wo günstige Verhältnisse fUr Entstehung der kleinen Tropfen infolge der hohen Turbulenzintensität
und der großen Gradiente der Dampfgeschwindigkeit und fUr gleichmäßige Verteilung
der Wassertropfen in den ganzen Durchschnitt des strömenden Dampfes sind. Dadurch
bilden sich gute Bedingungen fUr schnelle Verdampfung des Wassers und verhindern
die schädlichen Einwirkungen, die mit langsamer Verdarpfung der großen Tropfen verbunden
sind.
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Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
die Vorrichtung.
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Die Vorrichtung zur DampfkUhlung ist in der Dampfzuführungsleitung
1 untergebracht. Sie wird aus einer Wasserkammer 2 gebildet, die in der Zufuhrungsleitung
1 durch Rippen 3 gehaltert ist. Die Dampfzufuhr wird durch die Wassirkammer 2 in
einem Innen- und einen Außenkanal aufgeteilt. Beide Kanäle munden in ein Mischrohr
11.
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Durch mindestens eine Rippe 3 ist das KuhlwasserzufUhrungsrohr 4 gefuhrt,
das tangential aus einem Ansatz 5 in den Innenraum 6 der Wasserkammer 2 mUndet.
FUr den Innenkanal der Dampfzufuhr ist in der Wasserkammer 2 eine DUse 7 gebildet,
während für die KUhlwasserzufuhr in den Innenkafial der Dampfzufuhr ein Spalt 8
dient. Uffnungen fUr die Kuhlwasserzufuhr können auch in dem Außenkanal der Dampfzufuhr
vor dem Eintritt des Dampfes in eine Wirbeleinrichtung 10 ausgebildet werden. Uber
einen Distanzring 9 sind die Rippen 3 der Wasserkammer 2 gegen die Wirbeleinrichtung
10 gestUtzt, an die ein Mischrohr 11 angeschlossen ist. Sein Innendurchmesser ist
mit dem Durchmesser des Außenkanals der Dampfzufuhr an der engsten Stelle identisch.
Das Mischrohr 11 mUndet in die Dampfaustrittsleitung 12.
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Der Dampf wird in den DampfkUhler durch die Zufuhrungsleitung 1 gefUhrt
und er verteilt sich bei der Wasserkammer 2 in den Außen-und Innenkanal. Der Innenkanal
führt den Dampf durch die DUse 7, der Außenkanal strömt durch den Raum zwischen
der Wasserkammer 2 und der Zuführungsleitung 1 bzw. durch den Distanzring 9 zur
Wirbeleinrichtung 10, wo er in Rotation versetzt wird. Beide Kanäle mUnden in dem
Mischrohr 11, aus dem der Dampf in die Austrittsleitung 12 strömt. Das KUhlwasser
wird durch das Zuführungsrohr 4 mindestens durch eine Rippe 3 in den Innenraum 6
der Wasserkammer zugefUhrt.
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Der Austritt des Wassers aus dem Zuführungsrohr 4 in den Innenraum
6 der Wasserkammer 2 wird in Tangentialrichtung durch einen Ansatz 5 geführt. Das
Wasser wird in den Innenkanal der Dampfzufuhrleitung mit Hilfe des Spaltes 8 geleitet.
Hinter dem Spalt 8 bildet sich an der Wand der DUse 7 ein Wasserfilm, der durch
den strömenden Dampf beschleunigt und zerstäubt wird. Zum endgültigen Zerfall des
Wasserfilmes kommt es in dem Mischrohr 11 durch Einwirkung der Turbulenz und des
Geschwindigkeitsgradienten an der Trennçngslinie der beiden Ströme. Das Gemisch
vom Dampf und kleinen Wasser tropfen, die gleichmäßig im Dampfstrom zerstreut sind,
tritt dann aus dem Mischrohr 11 in die Austrittsleitung 12, wo es zum Verdampfen
des Wasser kommt.
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Die Vorrichtung zur Dampfkühlung ist vorwiegend zur Herabsetzung der
Dampftemperatur in den by-pass-Kandlen von Dampfturbinen bestimmt, Die Vorrichtung
kann überall angewendet werden, wo die Flüssigkeit in ein strömendes Gas verdampft
werden soll, mag es zum Zwecke seiner Abkühlung oder zum anderen Zweck, z. B. in
der chemischen Industrie, sein. Die Vorrichtung kann auch zum Mischen von Flüssigkeiten
angewendet werden. Voraussetzung zur Anwendung ist ein genügendes Druckgefalle der
strömenden Flüssigkeit. Di.
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Erfindung, deren AusfUhrungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt
ist, kann auf verschiedene Art modifiziert werden, und zwar insbesonders durch Erteilung
der Rotation an den inneren, den äußeren - oder beiden Dampfströmen, durch Rotation
des Wasserstromes, durch EinfUhrung des Wassers in den Innen- oder Außenkanal mit
Hilfe von Spalten oder öffnungen.