DE2820736C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Anzapfdampf beheizten Speise­ wasservorwärmer gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiger Speisewasservorwärmer ist bekannt aus der CH-PS 3 93 366. Bei diesem Konzept wurde von der Erkenntnis ausgegan­ gen, daß die Wärmeübertragung bei Kondensationsvorgängen des Sattdampfes praktisch unabhängig von der Dampfgeschwindigkeit ist. Dies war der Leitgedanke bei der Ausbildung des Speisewas­ servorwärmers, bei welchem freie Strömungswege für den Dampf zwischen dem Rohrbündel und dem Gehäuse im Kondensationsteil des Vorwärmers vorhanden sind, wodurch der Dampf sich zuerst entlang dem Gehäuse auf die von den Stützplatten gebildeten Rohrab­ schnitte verteilt und darauf in diesen durch die Wirkung der Kondensation von außen gegen die Mitte des Rohrbündels strömt. Die Ausnützung der vorhandenen Wärmeaustauschfläche ist noch da­ durch verbessert, daß für die Wegführung der nichtkondensierba­ ren Gase gesorgt ist.

Denn in der Tat enthält der Anzapfdampf Luft und andere nicht­ kondensierbare Gase. Wenn der Vorwärmer im Betrieb unter Vakuum steht, gelangt auch eine gewisse Luftmenge aus der Atmosphäre in das Leitungssystem und somit in den Vorwärmer. Um ein "Verstopfen" eines Teiles der Heizfläche im Vorwärmer durch nichtkondensierbare Gase zu vermeiden, müssen diese aus dem Apparat entfernt werden. Derartige, von den stagnierenden Gasen verstopfte Heizflächen machen die entsprechenden Zonen des Vor­ wärmers für den Wärmeübergang unwirksam, wodurch der thermodyna­ mische Effekt verringert wird. Durch größere Gasansammlungen kann, insbesondere bei einer aggressiven chemischen Zusammenset­ zung derselben, beispielsweise Ammoniak in Luft, an den Vorwär­ merrohren starke Korrosion auftreten. Zur Entfernung derartiger nichtkondensierbarer Gase wird deshalb bei dem obengenannten bekannten Vorwärmer in der Mitte der berohrten Zone ein mit seitlichen Öffnungen versehenes Entlüftungsrohr parallel zu den Wärmetauscherrohren angeordnet.

Anläßlich der Untersuchung von Schadenfällen hat es sich ge­ zeigt, daß - über die ganze Bündellänge gesehen - die Zone des jeweils tiefsten Druckes im Vorwärmer sich gegen den Rohrboden hin immer weiter in den kalten Schenkel des Rohrbündels verlagert. Dadurch können die nichtkondensierbaren Gase mit den mittig an­ geordneten Entlüftungsmitteln nicht mehr abgesaugt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Speise­ wasservorwärmer der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß im ganzen Betriebsbereich eine gesicherte Absaugung der Schadstoffe erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Zwar ist es aus der DE-OS 24 41 324 bereits bekannt, einen Spei­ sewasservorwärmer mit U-förmigem Rohrbündel zwischen dessen war­ men und kalten Schenkel mit einem zentralen Dampfverteilungska­ nal auszurüsten, dessen Begrenzungswände als Trennwand wirken. Beidseitig dieser Begrenzungswände sind dort ebenfalls Entlüftungsrohre vorgesehen. Jedoch lehrt diese Druck­ schrift ausdrücklich, daß die Begrenzungswände nur zur strikten dampfseitigen Trennung des dortigen Enthitzers vom Kondensa­ tionsraum vorgesehen sind, um auf den Vorwärmerrohren den Zusam­ menprall zwischen örtlich mit großer Geschwindigkeit strömendem Dampf und herunterrieselndem Kondensat zu vermeiden.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die An­ ordnung einer Trennwand eine unabhängige Dampfbeaufschlagung des kalten und des warmen Schenkels der U-förmigen Rohrbündel er­ folgt. Die beidseitig von der Trennwand vorgesehenen Absaugrohre ermöglichen eine individuelle Entlüftung jedes Rohrbündels am Ende der Kondensations­ strecke, wobei in jeden Schenkel nur soviel Dampf ge­ leitet wird, wie in diesem kondensieren kann. Weiterhin be­ findet sich die Stelle des niedrigsten Druckes in jedem Schenkel in der Nähe der Trennwand, somit ebenfalls die mit Öffnungen versehenen Absaugrohre. Da der Dampf über die gesamte Länge des Rohrbündels mit minimaler Geschwindig­ keit strömt, bleibt der dampfseitige Druckverlust im Rohr­ bündel gering und es wird eine gute Entlüftung gewährleistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs­ gegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Speisewasservor­ wärmer, in Axialrichtung teilweise gebrochen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Speisewasservor­ wärmer gemäß Fig. 1.

In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen versehen. Mit 1 ist ein Gehäuse eines Speisewasservor­ wärmers bezeichnet, an welchem eine Dampfeintrittsöffnung 2 und einen Kondensataustrittsöffnung 3 angeordnet sind. Das Gehäuse 1 umschließt einen Dampfraum 4, in welchem an ei­ nem Rohrbündelträger 5 ein Rohrbündel 6 für Speisewasser vor­ gesehen ist. Das Rohrbündel 6 weist einen kalten und einen warmen Schenkel auf, wobei zwischen diesen beiden eine Trennwand 7 mit Absaugrohren 8 angeordnet ist, und die Absaugrohre 8 mit Öffnungen 9 versehen sind. Die Ab­ saugrohre 8 sind an ihren, in der Zeichnung oberen Enden verschlossen und münden am entgegengesetzten Ende in einen Absaugstutzen 10. Senkrecht zur Rohrlängsrichtung sind innerhalb des Rohr­ bündels 6 Stützplatten 11 vorgesehen, durch welche eine gleich­ mäßige Umströmung und Führung des Dampfes in Pfeilrichtung um das Rohrbündel 6 erzielt wird. Der besseren Übersicht­ lichkeit halber ist in der Fig. 1 das Rohrbündel nur ange­ deutet.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Speisewasservor­ wärmers ist folgende:

Aus einer (nicht dargestellten) Turbine strömt Anzapfdampf durch die Dampfeintrittsöffnung 2 in den Vorwärmer. Gleich­ zeitig wird kaltes Speisewasser (in der Fig. 1) von unten in den kalten Schenkel des Rohrbündels (in der Fig. 2 links) einge­ leitet. Der Dampf umströmt die beiden Schenkel in Pfeilrichtung und erwärmt so das darin befindliche Speise­ wasser. Dabei kondensiert der Dampf und das Kondensat wird durch die Kondensataustrittsöffnung 3 abgeleitet. Bei der Umströmung beider Schenkel bildet sich beiseitig der Trennwand 7 ein tieferer Druck, wodurch die im Dampf enthaltenen nichtkondensierba­ ren Gase nach innen in diese Unterdruckzone gesaugt, bzw. in Richtung der Absaugrohre 8 durch den Dampf gedrückt wer­ den, da sich die Absaugrohre 8 in jeweils der Zone des tiefsten Druckes im Speisewasservorwärmer befinden. Sie gelangen durch die über die ganze Länge der Absaugrohre 8 angeord­ neten Öffnungen 9 in die Absaugrohre 8 und werden von dort über den Absaugstutzen 10 abgesaugt.

Diese Lösung ergibt neben den geringen Druckverlusten, da der Dampf bis zur endgültigen Kondensation über die gesamte Kondensationsfläche geführt wird, auch niedrige thermody­ namische Verluste. Die erfindungsgemäße Anordnung ermög­ licht auf einfache Weise die Entgasung an den Stellen mit der größten Gasansammlung.

Claims (2)

1. Durch Anzapfdampf beheizter Speisewasservorwärmer für Kraft­ werksanlagen, ausgenommen Vorwärmer mit integriertem Enthitzer,

   • - mit mindestens je einer am Gehäuse angebrachten Dampfein­ trittsöffnung und Kondensataustrittsöffnung,
   • - mit vom Speisewasser durchflossenem U-förmigem Rohrbündel, welches einen warmen und einen kalten Schenkel aufweist,
   • - wobei das Rohrbündel von senkrecht zur Rohrachse angeordne­ ten Stützplatten gestützt ist, welche den Dampf so führen, daß er durch die Wirkung der Kondensation aus dem vom Ge­ häuse umschlossenen Dampfraum gegen die Mitte des Rohrbün­ dels strömt,
   • - und wobei in der Mitte des Rohrbündels Absaugrohre mit Öff­ nungen zur Entfernung der nichtkondensierbaren Gase ange­ ordnet sind,
2. dadurch gekennzeichnet,

   • - daß sich im Innern des Rohrbündels (6) eine Trennwand (7) zwischen dem warmen und dem kalten Schenkel über deren ganze Länge erstreckt und daß die Absaugrohre (8) beidsei­ tig der Trennwand in der Zone des tiefsten Druckes ver­ laufen.