DE341382C

DE341382C - Device for superheating steam by means of a medium under high pressure

Info

Publication number: DE341382C
Application number: DE1919341382D
Authority: DE
Original assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Current assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Priority date: 1919-09-25
Filing date: 1919-09-25
Publication date: 1921-09-30

Description

Einrichtung zum Überhitzen von Dampf mittels eines unter hohem Druck stehenden Mittels. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zum Üherhitzen von Dainpf inittels eines unter hohen Druck stehenden Mittels, das durch ein in einem von dem zu üb,:rhitzenden Dampf bestrichenen Behälter angeordnetes Röhrensystem strömt. Die für diesen Zweck verwendeten Wärmeübertragungseinrichtungen genügten bis jetzt nicht den Anforderungen der Praxis und weil an sie die Bedingungen gestellt werden, daß sie erstens, bei kleinem Raumbedarf eine starke Heizwirkung besitzen, zweitens, sich leicht herstellen lassen und drittens, bequem gereinigt werden können.Device for superheating steam by means of a high pressure standing means. The subject of the invention is a device for overheating von Dainpf in by means of a high pressure agent, which is produced by an in a system of tubes arranged by the container to be coated with steam flows. The heat transfer devices used for this purpose were sufficient up to now not the requirements of practice and because the conditions are placed on them that, firstly, they have a strong heating effect when they require little space, second, easy to manufacture; and third, easy to clean.

Als Heizmittel kommen in der Hauptsache nur hochgespanntes Wasser oder daraus entstandener Wasserdampf in Betracht, die für eine einigermaßen ausreichende t`berhitzung mindestens 3o Atm. Dampfdruck, entsprechend einer Temperatur- von z33° besitzen müssen. Zweckmäßig ist es natürlich noch ein höher gespanntes Mittel mit noch * häherer Temperatur zu verwenden, z. B. von iooAtm. oder gar i5o Atin. und mehr, entsprechend bei Wasser einer Temperatur von 300 bzw. 34.o°. Die Heizflächen zur Abgabe der t''berhitzungswärine bei einen derartig hohen Druck lassen sich. nur als Rohrsysteme ausbilden, die von dem unter hoheiny Druck stehenden Mittel durchströmt «-erden, während der zu überhitzende Dampf sie von außen bestreicht. Um der Bedingung guter Raumausnutzung und wirksamer Anordnung der Heizflächen zu genügen, müssen diese aus Rohren von geringer Lichtweite gebildet werden, und die einzelnen Rohre bzw. Rohrwindungen müssen möglichst dicht nebeneinanderliegen, um geringe Querschnitte für den zu überhitzenden Dampf und damit hohe Dampfneschwindigkeit und starke Durchwirbelung desselben zu erhalten. Dadurch wird die Zahl der Rohre bzw. Rohrschlangen sowie die <dazugehörige Zahl der Zu- bzw. Abführungsenden schon bei einer kleinen zu überhitzenden Dampfmenge verhältnismäßig groß.In the main, only high-pressure water or water vapor resulting from it come into consideration as heating medium, which is at least 30 atmospheres for a reasonably sufficient overheating. Must have vapor pressure, corresponding to a temperature of z33 °. Of course, it is advisable to use a higher tension agent with an even higher temperature, e.g. B. from iooAtm. or even 150 atin. and more, correspondingly with water at a temperature of 300 or 34.o °. The heating surfaces for releasing the overheating heat at such a high pressure can be. They should only be designed as pipe systems through which the medium under high pressure flows, while the steam to be superheated brushes them from the outside. In order to meet the requirements of good space utilization and effective arrangement of the heating surfaces, these must be made of pipes with a narrow clearance, and the individual pipes or pipe coils must be as close to one another as possible to ensure small cross-sections for the steam to be overheated and thus high steam speed and strong turbulence to get the same. As a result, the number of pipes or pipe coils and the associated number of inlet and outlet ends are relatively large even with a small amount of steam to be overheated.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, die Enden der Rohrschlangen eines in einem Rehälter an,eordnetem Rohrsystems derart in Zu- bzw. Ableitungsräume einzuführen, daß die Wandun;en und Befestigungsglieder in niöhliclist geringer Stärke verwendet werden können, so claß die Aufgabe, eine wirksame Wärmeübertranungsvorrichtung von gedrängter Bauart zu schaffen, gelöst wird. Verwirklicht wird dieser Gedanke dadurch, daß die Enden des in einem _Behälter angeordnetem Rohrsystems in die Wand eines Zu- bzw. Abführungsraumes derart zusammengedrängt einnefülirt --erden, daß die Projektion .der die 'Mündungen dieser Enden enthaltenden Fläche üzw. diese Fläche selbst erheblich geringere GrFiße besitzt als der Querschnitt des Röhrensvsteins. Unter (lern Querschnitt des Röhren-Svstems wird die Fläche verstanden, die in der zur Läthsachse <des Röhrensystems senkrechten Ebene von den äußeren Üegrenzungslinien des Röhrensystems eingeschlossen wird. Aiif diese Weise wird erreicht, daß die unter (lern hohen Druck stehenden Zu- und Abführungsräunic kleine Abmessungen erhalten, -%vodurch ihre Herstellung in bezug auf praktisch zulässige Wandstärke überhaupt erst möglich wird. Weiter ist es dadurch ausführbar, die in eine oder mehrere Gruppen zusammengefaßten Röhrensysteme, um sie leicht reinigen zu können, auswechselbar vorzusehen, ohne daß die dazu erforderlichen Schrauben un.dDichtungen unzulässige Stärke bzw. Größe- erhalten müssen.The invention is based on the idea of removing the ends of the pipe coils a pipe system arranged in a re-container in such a way in supply and discharge spaces to introduce that the walls and fasteners in niöhliclist low strength can be used, so the objective is to provide an effective heat transfer device to create of compact design is solved. This idea is realized in that the ends of the pipe system arranged in a container into the wall of a supply or discharge space so crowded together that the projection .der the 'mouths of these ends containing surface üzw. this area itself is considerably smaller in size than the cross-section of the tubular stone. (Learn cross-section of the tube system is understood to mean the area that is in the the plane perpendicular to the Läthsachse <of the pipe system from the outer boundary lines of the pipe system is included. Aiif this way it is achieved that the under (learn the high pressure supply and discharge rooms get small dimensions, -% by their production in relation to the practically permissible wall thickness is possible in the first place will. It is also possible to carry out those grouped together in one or more groups Tube systems to be able to be easily cleaned, to be provided interchangeably without that the screws and seals required for this purpose are impermissible need to receive.

Endlich gehört zu einer guten Wirksamkeit der neuen Eirichtung, daß die einzelnen- Wege des Heizmittels entweder gleich lang sind oder aiber für letzteres annähernd den gleichen Durohfiußwi.derstand besitzen. Verwendet man konzentrisch umeinanderliegende Rohrschlangen als Heizflächen, so wird der lichte Durchmesser der Rohre der äußeren Rohrschlangen in bekannter Weise größer gemacht sein als der der inneren, entsprechend der größeren Rohrlänge und Heizfläche.Finally, it belongs to a good effectiveness of the new institution that the individual paths of the heating means are either of the same length or more for the latter have approximately the same flow resistance. Used concentrically surrounding pipe coils as heating surfaces, this is how the inside diameter is the tubes of the outer tube coils can be made larger than that in a known manner the inner one, corresponding to the larger pipe length and heating surface.

Bei gleichem Rohrdurchmesser würde der Durchflußwiderstand in den äußeren Schlangen zu groß werden und daher die Aus-' nutzung der Heizfläche ungünstig sein. Zweckmäßig ist es auch bei einer aus Rohrschlangen gebildeten Einrichtung, die einzelnen ffindungen mit solchem Durchmesser zu wickeln, daß sie ineinander geschraubt werden müssen. Hierdurch wird eine vorzügliche Durcheinanderwirbelung des zu überhitzenden Dampfes erzielt. Benutzt man für eine Einrichtung nach der Erfindung Rohrscb.langen von gleichem lichten Durchmesser, dann müssen die Gesamtlängen der Windungen annähernd gleich sein. Eine solche Anordnung setzt nach dem bisher Bekannten eine Nebeneinanderstellung der einzelnen Rohrschlangen voraus, erfordert deshalb viel Raum und gibt große Dampfquerschnitte und geringe Dampfwirbelung. Zweckmäßig werden daher die Rohrschlangen rechts- und linksgängig mit einem Abstande gewickelt, der etwas größer ist als ihr äußerer Rohrdurchmesser und dann werden sie ineinandergeschoben. Dadurch sind besondere Unterstützungen für die einzelnen Windungen nicht mehr erforderlich.With the same pipe diameter, the flow resistance would be in the outer lines become too large and therefore the utilization of the heating surface is unfavorable be. It is also useful in a device formed from pipe coils, to wrap the individual ffindings with such a diameter that they are inside each other need to be screwed. This creates an excellent mess of the steam to be superheated achieved. If you use for a facility after the Invention of pipe lengths of the same clear diameter, then the total lengths of the turns must be approximately the same. Such an arrangement continues after the hitherto Known a juxtaposition of the individual pipe coils in advance, requires therefore a lot of space and gives large steam cross-sections and low steam turbulence. Appropriate the pipe coils are therefore wound right and left with a gap, which is slightly larger than their outer pipe diameter and then they are pushed into one another. As a result, special supports for the individual turns are no longer required.

Die Verwendung der ineinandergesteckten rechts- und linksgängig gewickelten Rohrschlangen hat noch den Vorteil, daß man mit ihnen jeden Querschnitt des Behälters ausfüllen kann, also nicht an die Kreisform gebunden ist, so daß tote Räume in dem von dem zu überhitzenden Dampf zu bestreichenden Behälter nicht entstehen.The use of the nested right and left hand wound Coiled pipes also have the advantage that they can be used for any cross-section of the container can fill, so is not bound to the circular shape, so that dead spaces in the do not arise from the container to be coated by the steam to be overheated.

Wichtig für die gute Wirkungsweise einer Wärmei"vbertragungseinrichtung' nach der Erfindung ist ferner, daß in dein von (lern Heizmittel durchflossenen Rohrsystem Luft- und Wassersäcke nicht vorhanden sind.Important for the good functioning of a heat transfer device According to the invention is further that in your (learning heating means flowed through the pipe system There are no air or water sacs.

In den Zeichnungen wird der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigen die rig. r bis 3 eine Wärmeübertragungseinric'htung mit einer einzigen Gruppe ineinander-,_leschraubter Rohrschlangen, während die Fig. 4. bis G eine Einrichtung mit mehreren Gruppen von ineinandergesteckten Rohrschlangen darstellen. In den Fig.7 bis 1C werden einige Ausführungsbeispiele für die Überführung der Enden der Rohrschlangen in den Zuführungs- bzw. Ableitungsraum veranschaulicht.In the drawings, the subject matter of the invention in some embodiments Illustrates specifically showing the rig. r to 3 a heat transfer device with a single group of pipe coils screwed into one another, while Fig. 4. to G a device with several groups of nested pipe coils represent. 7 to 1C show some exemplary embodiments for the transfer illustrated the ends of the coils in the supply or discharge space.

In einem Behälter oder Gehäuse A (Fig, i) ist ein Röhrensystem B untergebracht. Der Behälter A wird durch zwei Deckel g abgeschlossen, die mit je einem Hohlraum f versehen sind. Jeder Hohlraum f wird durch eine Platte e abgeschlossen, die durch Schrauben Ma in ihrer Lage -,halten wird. Eine Stange L verbindet die Platten e miteinander. Sie erleichtert das Herausnehmen des Röhrensy stems B. Dieses System besteht aus einer Anzahl Rohrschlangen c, deren lichter Durchmesser von der Mitte nach der Wandung ges Behälters A zuwächst. In unmittelbarer Nähe der Stange L befindet sich demgemäß die Rohrschlange, die den kleinsten lichten Durchmesser aufweist, in Nähe der @''andung des Behälters A diejenige Rohrschlange, die den größten lichten Durchmesser zeigt. In Fig.2 wird dies schematisch veranschaulicht. Die Enden jeder der Schlangen c sind nach der Stange L zu abgebogen. Sie gehen in die Platte c und ihre 'Mündungen liegen innerhalb der ebenen Fläche X des Zu-bzw. Ahleitungsraunies f. Wie ersichtlich ist, ist die Fläche X erheblich kleiner als der Querschnitt des Röhrensystems B. Unter dem Querschnitt rles höhrensystems wird hierbei (liejenige Fläche verstanden, die in der zur T.ängsachse des Röhrensystems senkrechten Ebene von den äußeren Begrenzungslinien des Röhrensvstems umschlossen wird. Die Deckel g weisen Stutzen h und i auf. Diese sind für den Ein- bzw. Austritt des die Überhitzung- bewirkenden hochgespannten 'Mittels bestimmt, jene dienen zur Ein- bzw. Abführung des Dampfes, der überhitzt werden soll.A tube system B is housed in a container or housing A (FIG. I). The container A is closed by two lids g, each with a cavity f are provided. Each cavity f is closed off by a plate e which passes through Screw Ma in their position - that will hold. A rod L connects the plates e together. It makes it easier to remove the Röhrensy stems B. This system consists of a number of coils c, the clear diameter of which is from the center after the wall of the container A grows over. In the immediate vicinity of the rod L is located Accordingly, the coil with the smallest clear diameter In the vicinity of the end of the container A, the pipe coil that clears the largest Diameter shows. This is illustrated schematically in FIG. The ends each the snakes c are bent towards the bar L. They go to plate c and their 'mouths are within the flat surface X of the inlet or. Ahleitungsraunies f. As can be seen, the area X is considerably smaller than the cross-section of the Tube system B. Under the cross-section rles tube system is here (lie Area understood that in the plane perpendicular to the T. longitudinal axis of the tube system is enclosed by the outer boundary lines of the tube system. The lids g have nozzles h and i. These are for the inlet and outlet of the overheating causing high tension 'means determined, those are used for introduction and removal of the steam to be superheated.

D-.'e Wirkungsweibe der ganzen Wärmeübertra.gungsvorrichtung, wie sie in den Fig. i bis 3 dargestellt ist, ist die folgende: Iss die l'I>erliitztinrr be,#rirkende unter hohem Druck stehende Mittel, Dampf oder Wasser, tritt durch rlen Stutzen i in den Zuführungsraum f ini oberen Deckel g ein. Von hier gelangt es durch die Mündungen der Enden d, welche in entsprechenden Bohrungen der Platte c durch Einwalzen o. dgl. befestigt sind, in die lzolirschlangen c. Diese l',ohrschlangen sind ineinandergeschraubt und liegen (-aller. wie aus der Fig. I ersichtlich ist, licht nebeneinander. Das Wärnieübertrac,ttllgsillittel durchstreicht die einzelnen Rohrschlaii;-en und tritt durch die unteren E.ilden d in den Ableitungsraum f. Von hier wird es durch den Stutzen i. abgeführt. Der Naßdanipt, (ler üherli.itzt werden soll, tritt durch clen oberen Stutzen k in den Behälter A, durchströmt diesen und geht durch den Stutzen k des unteren Deckels g nach seinem Bestimmungsort. Auf seinem Wege umspült er die einzelnen Heizschlangen mit großer Geschwindigkeit und wird dabei lebhaft durcliwirbelt. Auf diese Weise findet eine gute Wärmeübertragung statt.The mode of operation of the entire heat transfer device, as shown in FIGS. 1 to 3, is the following: through the nozzle i into the supply space f ini upper cover g. From here it passes through the mouths of the ends d, which are fastened in corresponding bores in the plate c by rolling or the like, into the lzolir serpentine c. These coiled ears are screwed into one another and lie (-all. From here it is discharged through the nozzle I. The wetdanipt (which is to be heated) enters the container A through the upper nozzle k, flows through it and goes through the nozzle k of the lower lid g to its destination On its way it washes around the individual heating coils at great speed and is swirled around vigorously, thus ensuring good heat transfer.

Infolge der eigenartigen Abbiegung der Enden `der einzelnen Rohrschlangen und der gedrängten Anordnung ihrer :lliindungen innerhalb einer möglichst kleinen Fläche Y des Zu- und Ableitungsraumes kann die Wanduil- e verhältnismäßig schwach gehalten werden, weil die Biegungsbeanspruchungen aiif ein Mindestmaß zurückgeführt sind. (Es ist hierbei zu beachten, daß Drücke bis zu i _#o Atm. und mehr in Betracht kommen können.) Das Gleiche. gilt für die auf Zug beanspruchten ":,cliraul)e.n h.As a result of the peculiar curvature of the ends of the individual pipe coils and the compact arrangement of their: connections within as small as possible The wall surface Y of the inlet and outlet space can be relatively weak are held because the bending stresses are reduced to a minimum are. (It should be noted here that pressures up to i _ # o atm. And more are taken into account can come.) The same. applies to the ":, cliraul) e.n h.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich: ist, läßt sich das ganze Riilirens_vstem leicht ein- und ausbauen.As can be seen from the drawing: the whole Riilirens_vstem easy to install and remove.

In den Fig. 4 bis 6 wird eine andere Ausführungsform veranschaulicht. Das ganze Röhrensvstem besteht hier aus mehreren Gruppen m und ia (Fig. 6). Es sind. vier Hauptgruppen in vorgesehen und die von diesen frei gelassenen Räume werden durch kleinere Gruppen n ausgefüllt. Die einzelnen Gruppen bestehen aus einer Anzahl von Rohrschlangen. die "zweckmäßig abwechselnd rechts- und linksgängig gewunden sind. Die Schlangen sind dann derart ineinandergesteckt, claß sich die einzelnen Windungen aufeinander abstützen. Infolge der Anordnung der Gruppen fit. ist der Platz innerhalb des Behälters A auf das Zweckmäßigste ausgenutzt. Infolge der Anordnung mehrerer Gruppen von Rolirschlail-eii müssen auch mehrere Zu- und Ableitungsräume für das die W"ürme übertragende'Mittel vorgesehen werden (f-, usw.). Im Ausführungsbeispiel sind die Zuführungsräume f-, f,, f. usw. in der #;eiteiiwandtiii- des olleren Deckels @iiigeordnet, wä Brend der für die Zuleitung des Maß dampfes bestinfinite Stutzen k an der Stirnwand des Deckels vorgesehen ist.Another embodiment is illustrated in FIGS. The whole tube system here consists of several groups m and ia (Fig. 6). There are. four main groups are provided and the spaces left free by these are filled in by smaller groups. The individual groups consist of a number of pipe coils. The snakes are then interlocked in such a way that the individual windings are supported on one another. As a result of the arrangement of the groups, the space inside the container A is used to the greatest possible extent. As a result of the arrangement of several groups Rolirschlail-eii also has to provide several inlet and outlet rooms for the means that transmit the heats (f-, etc.). In the exemplary embodiment, the supply spaces f-, f ,, f . etc. in the front wall of the outer lid, while the bestinfinite nozzle k for the supply of steam is provided on the front wall of the lid.

Bei den beiden soeben beschriebenen l:itlrichtengen wird die Plattee auf Biegung beansprucht. Man kann min die Biegungslieansprticlitingen ganz oder teilweise ausschalten, wenn inan dein Zufiihrtings- bzw. A,bleittui.-srauni eine entsprechende Gestaltung gibt. Uin hierbei iin Bereich des oben an-eführten Erfindungsgedankens zu bleiben, geilii`t es. dem Zti- bzw. Ableitungsraum eine solche Gestaltung zu geben, daß die Projektion der die Miindungen der Rohrschlangen enthaltenden Fläche erheblich kleiner ist als der Querschnitt des Röhrensvsteins. Unter »Proiektion« ist selbstverständlich die räumlich kleinste .verstanden, cl. h. in der Regel die, die in Richtung der Längsachse des Zuführungsraumes erfolgt.In the case of the two directions just described, the plate stressed on bending. The bending lines can be completely or min partially switch off if you have a supply or A, bleittui.-srauni appropriate design there. In this case, in the area of the inventive idea cited above to stay, it's cool. such a design is given to the Zti or derivation space give that the projection of the area containing the turns of the coils is considerably smaller than the cross-section of the tubular stone. Under "Proiection" is of course the smallest in space. Understood, cl. h. usually the which takes place in the direction of the longitudinal axis of the feed space.

In den Fig. 7 bis 16 der 'Zeichnungen werden eine Anzahl beispielsweiser Ausführungsformen des Zuführungsraumes in senkrechtem Schnitt 1hz-%v. in der Projektion der Fläche X veranschaulicht, die Lösungen in dieser Hinsicht darstellen. In den Fig.7 und 8 ist der Rauin f kugelförmig, in Fig. o und io zvlindrisch gehalten. Fig. It und 12. zeigen den Zuführungsraum als einen riilgförinigen '\Vtilst, Fig. 13 und LM als ein riligförmiges Rohr. In Fig. I; und 16 sind der Zufiihrungs- und Abführungsraum in einer durch den Behälter -hindurchgehenden Säule s untergebracht: sie sind nicht wie in den Ausführungsbeispielen voneinander getrennt, da ilieseAusfiilirungsforili nur für die Beheizung finit ruhendem k@inclcnsier@n@fcn Danipf gelacht ist.7 through 16 of the drawings, a number are exemplified Embodiments of the supply space in vertical section 1hz-% v. in the projection the area X illustrates the solutions in this regard. In the 7 and 8 the Rauin f is spherical, in Fig. O and io kept cylindrical. Fig. It and 12 show the supply space as a circular shape, Fig. 13 and LM as a rilig-shaped tube. In Fig. I; and 16 are the feed and Discharge space housed in a column s going through the container: they are not separated from one another, as in the exemplary embodiments, since these design forms only for the heating of finitely dormant k @ inclcnsier @ n @ fcn Danipf is laughed.

Claims

P. \ Tr \ T- A \ sPiti: CIIr: i. Device for superheating steam by means of a pressurized means, (read through a .in one of Tubular system arranged in the container coated with the steam to be superheated flows. characterized. (Measure the eggids of the pipe system in such a way that it protrudes finite the wall of an inlet or outlet space of the furnishing, either indirectly or centrally be connected that the entry or Atisliil.lüftntui-.en for the overheating -Means entlialtencle area hz% v. their projection is considerably smaller, claimed as the cross-section of the höhreilsvteilis. Eiiiriclittiilg according to claim I, characterized. cla13 (read Hölireilsystern from inehrerrn init special Ztil) betw. Ahfi: ilirtin "sriiiinieil consists of tubular clip-on walls.