DE2532243B2 - Rohranordnung fuer einen zwischenueberhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohranordnung für einen Zwischenüberhitzer, der oberhalb des Feuerraumes eines Dampferzeugers im Rauchgasstrom angeordnet ist, der vom Feuerraum durch höchstens eine weitere Berührungsheizfläche getrennt ist und der aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Stufen mit einem dazwischen angeordneten Einspritzkühler besteht, wobei die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers rauchgasseitig vor die erste Stufe geschaltet ist.

In Dampfkraftanlagen sind in vielen Fällen mehrstufige Dampfturbinen mit einem Zwischenüberhitzer vorgesehen. Der Zwischenüberhitzer hat dabei die Aufgabe, den in einer Turbinenstufe teilweise entspann ten und dabei abgekühlten Dampf wieder auf eine höhere Temperatur zu bringen. Er besteht bei fossil gefeuerten Dampferzeugern in aus Parallelrohren aufgebauten Heizflächen, die vom Rauchgas beheizt werden.

Abhängig von dem Einbauort der Zwischenüberhitzerheizflächen im Dampferzeuger, die beispielsweise in der Nähe des Feuerraumes oder an einer davon weiter entfernten Stelle eingebaut sein können, erhält man eine unterschiedliche Abhängigkeit der Temperatur am Ausgang der Zwischenüberhitzerheizfläche von der jeweils gefahrenen I eistung. Die Austrittstemperatur des Zwischenüberhitzers ist dabei um so weniger lastabhängig, je näher sich die Zwischenüberhitzerheizflächen am Feuerraum befinden und je schärfer sie dadurch beheizt werden. Bedingt durch den gegenüber arderen Hei/flächen niedrigeren Druck des Dampfes in der Zwischenüberhitzerheizfläche bringt jedoch die i>o Anordnung dieser Heizfläche in der Nähe des \Viu'iraumes den Nachteil, daß sich die Rohrlagen, die dem Feuerraum am nächsten liegen, zu stark aufheizen können und damit eine relativ kurze Lebensdauer aufweisen. us

Aus der DTAS 10 21377 und aus der Zeitschrift »Energie« Jahrgang 25, Nr. 1, Januar 1973, S. 17, ist es bekannt, bei einem Zwischenüberhitzer, der aus zwei Stufen mit zwischengeschaltetem Kühler besteht, mindestens eine Heizfläche zwischen die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers und den Feuerraum zu schalten.

Bei einem Zwischenüberhitzer, der unmittelbar oberhalb des Feuerraumes im Rauchgaszug angeordnet ist, ist es aus der DT-AS 15 76 871! außerdem bekannt geworden, durch Zusammenführung zweier Parallelrohre unmittelbar vor dem Eintritt in die unterste Rohrlage eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmittels in der untersten Rohrlage zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem scharf beheizten Zwischenüberhitzer, der entweder unmittelbar oberhalb des Feuerraumes im Rauchgaszug liegt oder bei dem höchstens eine weitere Heizfläche zwischen dem Feuerraum und der zweiten Stufe des Zwischenüberhiizers angeordnet ist, eine besonders wirksamen Schutz mindestens der untersten Rohrlage zu erzielen, ohne die Temperaturregelung durch den zwischen die erste und zweite Stufe des Zwischenüberhitzers geschalteten Einspritzkühler wesentlich zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens die unterste Rohrlage aber weniger als die Häliie der parallel geschalteteten Rohre der zweiten Stufe über einen zusätzlichen Eintrittssammler unter Umgehung der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers und des Einspritzkühlers unmittelbar mit der Eintrittsleitung für den Dampf des Zwischenüberhitzers verbunden ist.

F i g. 1 zeigt die Schaltung eines Zwischenüberhitzers zwischen zwei Turbinenstufen und

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist zwischen einer Hochdruckturbinenstufe 1 und einer Niederdruckturbinenstufe 2 ein Zwischenüberhitzer 3 eingeschaltet. Die Heizflächen des Zwischenüberhitzers 3 sind - wie F i g. 2 zeigt - oberhalb eines Feuerraumes 4 angeordnet, in dem Rauchgase in Pfeilrichtung mit einer Temperatur von beispielsweise 1500° C nach oben strömen.

In F i g. 2 ist eine Lage von mehreren hintereinander angeordneten Zwischenüberhitzerheizflächen dargestellt. In die erste Stufe 5 der Zwischenüberhitzerheizflächen strömt von einer Eintrittsleitung 6 der in der Hochdruckturbinenstufe 1 teilweise entspannte und abgekühlte Dampf mit einer Temperatur von etwa 340° C in den Eintrittssammler 7. Von da aus wird der Dampf über einander parallel geschaltete Rohre mäanderförmig im Rauchgaszug 8 des Dampferzeugers 9 nach unten geführt.

Am Ende der ersten Stufe 5 tritt der Dampf in einen Austrittssammler 10 ein. Inzwischen hat er sich z. B. auf 430° C erwärmt.

Vom Austrittssammler 10 gelangt der Dampf über einen Einspritzkühler 11 in den Eintrittssammler 12 der zweiten Stufe 13 der Zwischenüberhitzerheizfläche. Im betrachteten Lastfall wurde der Dampf durch Einspritzen von Wasser im Einspritzkühler von 430° C auf 415° C abgekühlt.

Unterhalb des Eintrittssammlers 12 der zweiten Stufe 13 ist ein zusätzlicher Eintrittssammler 14 vorgesehen, an den die unterste Rohrlage 15 der zweiten Stufe 13 der Zwischenüberhitzerheizfläche angeschlossen ist. Eingangsseitig ist der zusätzliche Eintrittssammler 14 mit der Eintrittsleitung 6 für den dem Zwischenüberhitzer zuzuführenden Dampf verbunden. Der Querschnitt der Rohre in der untersten Rohrlage kann dabei kleiner gewählt werden als der Querschnitt der übrigen Rohre

in der zweiten Stufe 13 der Zwischenüberhitzerheizfläche. Durch diese Wahl des Durchmessers der Rohre in der untersten Rohrlage und durch den höheren Dampfdruck im zusätzlichen Eintrittssammler 14 läßt sich erreichen, daß am Austrittssammler 16 der zweiten Stufe 13 der Zwischenüberhitzerheizfläche die Temperatur des Dampfes in der untersten Rohrlage 15 etwa die gleiche ist wie in den übrigen Rohren der zweiten Stufe 13.

Diese Schaltung bewirkt, daß die unterste Rohrlage des Zwischenüberhitzers durch etwas kälteren Dampf, als er in den übrigen Rohren strömt, und durch eine größere Strömungsgeschwindigkeit so stark gekühlt wird, daß auch bei dem relativ geringen Dampfdruck in den Zwischenüberhitzerheizflächen keine Überhitzung der Heizflächenrohre zu befürchten ist Da nur ein kleiner Teil des Dampfes durch diese Rohrlage strömt, bleibt die Wirksamkeit der Zwischenkühlung im Einspritzkühler 11 erhalten. Hiermit ist es möglich, den Zwischenüberhitzer an einer Stelle des Dampferzeugers einzubauen, bei der relativ hohe Rauchgastemperaturen vorhanden sind, so daß man ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer der Heizflächenrohre mit einer geringen Temperaturabhängigkeit der Zwischenüberhitzertemperatur abhängig von der Last bei wenig Einspritzkühlung auskommt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

'•f Patentansprüche:

1. Rohranordnung für einen Zwischenüberhitzer, der oberhalb des Feuerraumes eines Dampferzeugers im Rauchgasstrom angeordnet ist, der vom Feuerraum durch höchstens eine weitere Berührungsheizfläche getrennt ist und der aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Stufen mit einem dazwischen angeordneten Einspritzkühler besteht, wobei die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers rauchgasseitig vor die erste Stufe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die unterste Rohrlage (15) aber weniger als die Hälfte der parallelgeschalteten Rohre der zweiten Stufe (13) über einen zusätzlichen Eintrittssammler (14) unter Umgehung der ersten Stufe (5) des Zwischenüberhitzers und des Einspritzkühlers (U) unmittelbar mit der Eintrittsleitung (6) für den Dampf des Zwischenüberhitzers verbunden ist

2. Rohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Rohre in der untersten Rohrlage (15), die an den zusätzlichen Eintrittssammler (14) angeschlossen ist, kleiner gewählt ist als der Durchmesser der übrigen Rohre der zweiten Stufe (13) des Zwischenüberhitzers.

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