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Dampferzeuger
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Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit zwei als Rohrbündel
ausgebildeten, dampfseitig in Serie geschalteten Ueberhitzerheizflächen, von denen
die zweite im Rauchgasstrom des Dampferzeugers stromoberhalb der ersten liegt, mit
in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Ueberhitzerheizflächen angeordnetem
Einspritzkühler, der über einen Regler von einem am Austritt der zweiten Ueberhitzerheizfläche
angeordneten Temperaturfühler beeinflusst ist, und mit Schutzrohren, die im Rauchgasstrom
vor den Rohren der zweiten Ueberhitzerheizfläche angeordnet und dampfseitig im Nebenschluss
zur ersten Ueberhitzerheizfläche und zum Einspritzkühler geschaltet sind.
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Es ist ein solcher Dampferzeuger aus der DT-AS 25 32 243 bekannt,
wobei die Schutzrohre auch zur zweiten Ueberhitzerheizfläche
parallelgeschaltet
sind. Eine solche Anordnung hat zwar den Vorteil, dass in den Schutzrohren ein relativ
hoher Druckabfall auftritt, der zu hoher Durchströmgeschwindigkeit des Dampfes und
dementsprechend guter Kühlung der Schutzrohre führt. Als Nachteil ist jedoch festzustellen,
dass trotz der Dampftemperaturregelung die Dampftemperatur am Austritt der Schutzrohre
oder am Austritt der Bündelrohre der zweiten Ueberhitzerheizfläche erheblich höher
liegen kann als der dem Regler eingegebene Sollwert für die vom Temperaturfühler
gemessene Temperatur. Das Ziel, die Rohre der zweiten Ueberhitzerheizfläche vor
zu hoher Temperatur zu schützen, wird daher nicht mit Sicherheit erreicht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, den Dampferzeuger der eingangs genannten
Art in dieser Richtung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Austritte
der Schutzrohre an einer Stelle zwischen dem Einspritzkühler und den Anschlussstellen
der Bündelrohre am Verteiler der zweiten Ueberhitzerheizfläche angeschlossen sind.
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Durch diese Schaltung der Schutzrohre werden alle Bündelrohre der
zweiten Ueberhitzerheizfläche mit Dampf einheitlicher Temperatur beschickt und am
Austritt dieser Heizfläche findet
keine Vermischung mehr mit Dampf
statt, der eine andere Temperatur aufweist. Die höchste Dampftemperatur in der zweiten
Ueberhitzerheizfläche ist daher eng an den dem Regler eingegebenen Sollwert gebunden.
Als weiterer Vorteil ist zu nennen, dass keine Gefahr einer fluktuierenden Anzeige
des Temperaturfühlers besteht, die sonst infolge ungenügender Mischung von Dampfströmen
unterschiedlicher Temperatur auftreten könnte.
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Konstruktive Vorteile ergeben sich, wenn nach einer Ausführungsform
der Erfindung die Austritte der Schutzrohre in eine Verlängerung des Verteilersder
zweiten Ueberhitzerheizfläche einmünden.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 als Schema das Rohrsystem einer
Dampfkraftanlage mit einem Dampferzeuger nach der Erfindung und Fig. 2u.3 Details
eines anderen Ausführungsbeispiels in Ansicht bzw. teilweise im Schnitt.
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Das Rohrsystem gemäss Fig. 1 weist arbeitsmittel sei tig in Reihe
geschaltet folgende Teile auf: ein Speisewassergefäss.l, eine Speisepumpe 2, einen
E<;onomiser 3, eine Umwälzpumpe 4,
einen Verdampfer 5, einen
Abscheider 6, einen Vorüberhitzer 7, einen ersten Einspritzkühler 8, einen Hauptüberhitzer
9, einen zweiten Einspritzkühler 10, einen Endüberhitzer 11, eine Hochdruck turbine
12, einen ersten Zwischenüberhitzer 13, einen zweiten Zwischenüberhitzer 14, eine
Niederdruck turbine 15, einen Kondensator 16 und eine Kondensatpumpe 17.
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Im Sinne der Erfindung bilden der Hauptüberhitzer 9 die erste Ueberhitzerheizfläche
und der Endüberhitzer 11 die zweite Ueberhitzerheizfläche, die im Rauchgasstrom
des Dampferzeugers (Pfeil A) vor der ersten Ueberhitzerheizfläche liegt. In der
Verbindungsleitung 36 zwischen den beiden Ueberhitzern 9 und 11 ist der Einspritzkühler
10 angeordnet, der mit Wasser über eine Einspritzleitung 2) versorgt wird, die von
der die Speisepumpe 2 mit dem Economiser 3 verbindenden Speiseleitung 20 abzweigt
und die mit einem Einspritzventil 22 versehen ist. Das Einspritzventil 22 wird über
einen Regler 26 von einem Temperaturfühler 25 beeinflusst, der in der vom zweiten
Ueberhitzer 11 zur Hochdruckturbine 12 führenden Frischdampfleitung 24 angeordnet
ist.
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Der zweite Ueberhitzer 11 besteht aus Rohrschleifen 30, die gruppenweise
einerseits an Verteilern 31 und andrerseits an Sammlern 32 angeschlossen sind. Die
Verteiler 31 sind an einem Verteilstück 35 angeschlossen, das mit der Verbindungsleitur.g
36 vrbunden ist. Die Sammler 32 sind über ein Sammelstück 40 verbunden, von dem
die Frischdampfleitung 24 abzweigt.
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Die Rohrschleifen 30 jeweils einer Gruppe sind tafelförmig in einer
Ebene angeordnet. Im Rauchgasstrom vor jeder Tafelebene liegen Schutzrohre 50, die
von einem Querverteiler 54 ausgehen und in die Verteiler 31 der zugehörigen Gruppe
münden. Die Einmündung der Schutzrohre 50 liegt dabei unterhalb der Verbindungsstelle
des Verteilstücks 35 mit dem Verteiler 31 und diese Verbindungsstelle liegt wiederum
unterhalb der Anschlussstelle der untersten der Bündelrohre 30 an den Verteilern
31. Der untere Abschnitt jedes Verteilers 31 mit den Anschlüssen der Schutzrohre
50 und des Verteilstücks 35 kann auch als Verlängerung des Verteilers 31 aufgefasst
werden, weil der Abschnitt für die eintretenden Dampfströme einen Sammler bildet.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Dampf, der ein Schutzrohr 50 durchströmt
hat, mit dem vom Einspritzkühler kommenden Dampf gründlich gemischt wird, bevor
das Gemisch auf die am zucehörigen Verteiler 31 angeschlossene Gruppe der Ueberhitzerrohre
30 verteilt wird. Damit ist die Gefahr einer Ueberhitzung der Rohre mit Sicherheit
vermieden.
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Gemäss Fig.2 und 3 führen vom Verteilstück 35 kurze Verbindungsrohre
60 zu den Verteilern und münden tangential darin.
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Zwei in derselben Tafel ebene liegende Schutzrohre 50 münden von der
anderen Seite her ebenfalls tangential in den Verteiler 31.
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In diesem werden die beiden Dampfströme intensiv vermischt, bevor
das Gemisch zu den Anschlussstutzen der Rohre 30 gelangt.
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Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass die Temperaturdifferenzen
am Austritt der Bündel rohre 30 aus den Verteilern 31 minimal sind, und da durch
den Einspritzregler 26 die ritteltemperatur Q9 im wesentlichen konstant gehalten
wird, besteht keine Gefahr, dass einzelne Rohre überhitzt werden.
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Nach einer nicht dargestellten, konstruktiv einfacheren Ausfihrungsform
sind die Verbindungsrohre 60 am unteren Ende der Verteiler 31 axial angeschlossen.
Die Schutzrohre 50 können in diesem Fall radial in die Verteiler 31 einmünden, ohne
dass das Einströmen des Dampfes aus den Schutzrohren 50 in die Verteiler 31 unterschiedlich
beeinflusst würde.
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Um die Strömungsgeschwindigkeit in den bezüglich der Rauchgasströmung
stromoberhalb liegenden Schenkeln 51 der U-förmig verlaufenden Schutzrohre 50 zu
erhöhen und damit die Kühlung in diescn Schenkeln zu verbesse=n, kann es zweckmässig
sein, den Innendurchmesser der Schenkel 51 kleiner zu bemessen als denjenigen der
anderen Schenkel 52. Die gleiche Wirkung lässt sich auch erreichen, wenn der Abschnitt
51 am Uebergang zum Schenkel 52 in zwei parallele Rohrabschnitte gegabelt wird,
die den gleichen
Innendurchmesser aufweisen wie der Abschnitt 51.
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Die erfindungsgemässe Anordnung und Schaltung der Schutzrohre kann
auch bei den Zwischenüberhitzerheizflächen 13, 14 angewendet werden, wenn die zweite
Heizfläche 14 hoher Temperatur des Rauchgasstromes ausgesetzt ist. Im allgemeinen
wird auch die Austrittstemperatur des Zwischenüberhitzers 14 mittels eines Einspritzkühlers
in der Verbindungsleitung zwischen den Heizflächen 13 und 14 geregelt.
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L e e r s e i t e