DE368341C

DE368341C - Heating tube superheater

Info

Publication number: DE368341C
Application number: DEM67586D
Authority: DE
Original assignee: ROBERT MC GREGOR
Current assignee: ROBERT MC GREGOR
Priority date: 1919-12-05
Filing date: 1919-12-05
Publication date: 1923-02-02

Description

Heizrohrüberhitzer. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Heizrohrüberhitzer mit vor den Heizrohren liegenden, in seitliche Anschlußkammern mündenden Überhitzerkammern. Es ist bekannt, bei Heizrohrüberhitzern Vorkehrung zu treffen, daß man Sattdampf und Frischdampf mischen kann. Der den Gegenstand der Erfindung bildende Überhitzer kann an vorhandenen Kesseln jeder Art angebracht werden, ohne daß sie irgendwie geändert oder auseinandergenommen zu werden brauchen.Heating pipe superheater. The subject of the invention is a heating tube superheater with superheater chambers located in front of the heating pipes and opening into lateral connection chambers. It is known to take precautions in heating tube superheaters that saturated steam is used and live steam can mix. The superheater forming the subject of the invention can be attached to existing boilers of any type without any need to be changed or taken apart.

Der neue Überhitzer besteht aus einer inneren Sattdampfleitung, einer äußeren Überhitzerdampfkammer, einem an dieser befestigten zylindrischen oder gewellten, an einem Ende geschlossenen am anderen Ende offenen Überhitzerrohr und einem an beiden Enden offenen Rohr für den Umlauf des gesättigten Dampfes. Dieses Rohr ist mit einem Ende an der Sattdampfleitung befestigt, während sein anderes Ende in das geschlossene Ende des Überhitzerrohres mündet. Dadurch wird der verhältnismäßig kühle Dampf nach dem heißesten Teile des umschließenden Überhitzerrohres geführt, so das dessen Temperatur an dieser Stelle verringert wird. Der Querschnitt der Sattdampfleitung nimmt zweckmäßig von ihrem Einlaß nach ihrem Ende hin ab. Dabei ist dafür gesorgt, daß gewünschtenfalls eine bestimmte Menge gesättigten Dampfes in den überhitzten Dampf geleitet werden kann, um dessen Temperatur zu erniedrigen. Die Zeichnung stellt die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dar. Abb. I ist eine vordere Ansicht eines mit dem Erfindungsgegenstande ausgestatteten schottischen Schiffskessels bei entfernter Bekleidung. Abb. 2 zeigt in größerem Maßstabe einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil der Anordnung nach Linie 2-2 von Abb. I, Abb. 3 in noch größerem Masstabe einen Querschnitt durch eine Kammer, eine Sattdampfleitung, ein Überhitzerrohr und ein Umlaufrohr und veranschaulicht zugleich die Lage dieser Teile gegenüber einem Normalheizrohr; Abb. 4 veranschaulicht einen Schnitt nach Linie 4-4 von Abb. 3, Abb. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 3, Abb. 6 in vergrößertem Masstabe einen Schnitt durch die in der Zeichnung rechts gelegene Kammer, denen Sattdampfleitung, die Auslaßkammer -und das Regelventil zum Einlassen gesättigten Dampfes in den Überhitzer. Abb. 7 stellt in vergrößertem Maßstabe einen einzelnen Längsschnitt nach Linie 7-7 (Abb. 2) durch eine der in Abb. I gezeigten Sattdampfleitung dar. Abb. 8 ist ein im vergrößertem Maßstabe gezeichneter seitlicher Aufriß eines gewellten Überhitzerrohres,wobei die Sattdampfleitung, die Kammer und der Anschlußflansch im Schnitt gezeigt sind. Abb. 9 veranschaulicht einen Längsschnitt der aus Abb. 8 ersichtlichen Teile, das Umlaufrohr und das umschließende, gewellte Überhitzerrohr, jedoch im Schnitt, Abb. Io einen Schnitt nach Linie Io-Io der Abb.8.The new superheater consists of an inner saturated steam line, a outer superheater steam chamber, a cylindrical or corrugated attached to this, at one end closed superheater tube and one open at the other end tube open at both ends for the circulation of saturated steam. This pipe is with one end attached to the saturated steam pipe, while the other end goes into the closed end of the superheater tube opens. This makes the relative cool steam directed to the hottest part of the surrounding superheater tube, so that its temperature is reduced at this point. The cross section of the saturated steam pipe expediently decreases from its inlet towards its end. It is ensured that that if desired a certain amount of saturated steam in the superheated Steam can be passed to lower its temperature. The drawing represents illustrates the invention in one embodiment. Figure I is a front view a Scottish ship's boiler equipped with the subject matter of the invention removed clothing. Fig. 2 shows a vertical section on a larger scale through the upper part of the arrangement according to line 2-2 of Fig. I, Fig. 3 in an even larger Scale a cross-section through a chamber, a saturated steam line, a superheater tube and a circulation pipe and at the same time illustrates the position of these parts opposite a normal heating pipe; Fig. 4 illustrates a section along line 4-4 of Fig. 3, Fig. 5 a section along line 5-5 of Fig. 3, Fig. 6 on an enlarged scale a section through the chamber on the right in the drawing, where the saturated steam pipe, the outlet chamber and the control valve for admitting saturated steam into the superheater. Fig. 7 represents an enlarged view Scale a single longitudinal section according to line 7-7 (Fig. 2) through one of the saturated steam lines shown in Fig. I. Fig. 8 is a side elevational view, drawn to an enlarged scale, of a corrugated Superheater tube, with the saturated steam line, the chamber and the connecting flange are shown in section. Fig. 9 illustrates a longitudinal section of the Fig. 8 visible parts, the circulation pipe and the surrounding, corrugated superheater pipe, but in section, Fig. Io a section along the line Io-Io in Fig. 8.

I bezeichnet den Überhitzer, der an irgendeiner Kesselart, und zwar einem Land-, Schiffs-, feststehenden oder beweglichen Kessel, z. B. wie dargestellt, einem schottischen Schiffskessel angebracht werden kann.I denotes the superheater that is connected to any type of boiler, namely a land, ship, fixed or movable boiler, e.g. B. as shown, a Scottish ship's boiler.

Von dem Hauptdampfventil 3 des Kessels führt ein Rohr 4 zu der Einlaßkammer 5 des Überhitzers. Diese kann beliebig viele Auslässe für den gesättigten Dampf haben. In der Zeichnung sind drei angegeben.From the main steam valve 3 of the boiler a pipe 4 leads to the inlet chamber 5 of the superheater. This can have any number of outlets for the saturated steam to have. Three are indicated in the drawing.

Jeder dieser Auslässe führt gesättigten Dampf in eine Sattdampfleitung 6, die zweckmäßig so ausgebildet ist, wie Abb.7 zeigt. Aus dieser Leitung führen Umlaufrohre 7, die in den umschließenden Überhitzerrohren 8 angeordnet sind. Jedes Umlaufrohr endigt kurz vor dem geschlossenen Ende Io seines Überhitzerrohres B. Dadurch wird eine Kammer gebildet, die bewirkt, dass dem heißesten Teile des Überhitzerrohres verhältnismäßig kühler Sattdampf zugeführt und so an dieser Stelle die Temperatur herabgesetzt wird.Each of these outlets leads saturated steam into a saturated steam line 6, which is expediently designed as Figure 7 shows. Lead from this line Circulation pipes 7 which are arranged in the surrounding superheater pipes 8. Each Circulation pipe ends shortly before the closed end Io of its superheater pipe B. This creates a chamber that causes the hottest part of the superheater tube relatively cool saturated steam is supplied, and so is the temperature at this point is reduced.

Das Umlaufrohr 7 wird in dem Überhitzerrohr 8 durch radiale Ansätze II gleichachsig gehalten. Das umschließende Rohr 8 wird seinerseits in dem Heizrohr I2 durch radiale Ansätze I3 zentriert. Die Heizrohre können von beliebiger Größe sein. Sie brauchen, wenn der Überhitzer angebracht wird, in keiner Weise geändert zu werden. Das offene linke Ende des in Abb.3 gezeigten Überhitzerrohres 8 ist ausgeweitet und umgebördelt oder in anderer Weise bei I6 in dem Flansch I7 befestigt. Dieser ist durch Bolzen oder auf andere Art mit der Kammer I8 für überhitzten Dampf verbunden. Die Kammer I8 ist zweckmäßig rohrförmig und, wie Abb. I zeigt, aus Teilen I9, 2o, 2I gebildet, um ein bequemes Handhaben und Anordnen zu gestatten und zugleich mehreren Gruppen von Heizrohren angepaßt werden zu können. Die Leitung 6 ist gleichfalls zweckmäßig rohrförmig und befindet sich in der Kammer I8, wodurch eine ringförmige Kammer 48 gebildet wird, die den überhitzten Dampf aufnimmt.The circulation pipe 7 is in the superheater pipe 8 by radial lugs II held coaxially. The enclosing pipe 8 is in turn in the heating pipe I2 centered by radial lugs I3. The heating pipes can be of any size be. They do not need to be modified in any way when the superheater is attached to become. The open left end of the superheater tube 8 shown in Fig. 3 is widened and crimped or otherwise secured at I6 in flange I7. This is connected by bolts or in some other way to the superheated steam chamber I8. The chamber I8 is expediently tubular and, as Fig. I shows, consists of parts I9, 2o, 2I formed to allow convenient handling and arrangement and several at the same time Groups of heating pipes to be adapted. The line 6 is also appropriately tubular and located in the chamber I8, creating an annular Chamber 48 is formed which receives the superheated steam.

Damit ein bequemes Einbauen der Anlage und bauliche Einfachheit erzielt wird, sind die beiden äußeren Kammerteile I9, 2I in gleicher Länge ausgeführt, während die Länge des Zwischenteiles 2o sich j e nach den Erfordernissen ändert.This enables easy installation of the system and structural simplicity is, the two outer chamber parts I9, 2I are executed in the same length, while the length of the intermediate part 2o changes depending on the requirements.

Die drei in der Zeichnung rechts gelegenen Kammerteile 2I sind mit der Auslaßkammer 22 verbunden. Diese ist mit dem Hauptauslaß 23 versehen, von dem der überhitzte Dampf der gewünschten Stelle zugeführt wird. Die Einlaßkammer 5 ist mit einem Entwässerungsrohr 24 ausgestattet, in dem ein Ventil 25 angeordnet ist. An die Auslaßkammer 22 ist ein Entwässerungsrohr 26 angeschlossen, das mit einem Ventil 27a versehen ist. Die Rohre 24, 26 gestatten die Entwässerung der zugehörigen Kammern.The three chamber parts 2I located on the right in the drawing are with the outlet chamber 22 connected. This is provided with the main outlet 23 from which the superheated steam is fed to the desired location. The inlet chamber 5 is equipped with a drainage pipe 24 in which a valve 25 is arranged. To the outlet chamber 22, a drainage pipe 26 is connected, which with a Valve 27a is provided. The pipes 24, 26 allow the associated drainage Chambers.

27 is t ein Umlaufrohr, dessen unteres Ende bei 28 mit dem Boden des Kessels ver-.Lunden ist.27 is a circulation pipe, the lower end of which at 28 connects to the bottom of the Kessels ver-.Lunden is.

In diesem Rohr ist ein Ventil 29 angeordnet. Das obere Ende des Rohres 27 ist bei 30 mit dem unteren Teile der Einlaßkammer verbunden und mit einem Ventil 31 ausgestattet.A valve 29 is arranged in this tube. The top of the tube 27 is connected at 30 to the lower part of the inlet chamber and to a valve 31 equipped.

Das Rohr 27 sorgt dafür, daß das Wasser zwischen dem Kesselboden und der Einlaßkammer 5 umläuft. Der Umlauf kann gewünschtenfalls durch eine Pumpe oder eine andere Vorrichtung 32 unterstützt werden. In diesem Falle ist ein Saugrohr 33 und ein Druckrohr 34 mit dem Rohr 27 verbunden, wie in dem linken Teil der Abb. i angedeutet ist. Da die Pumpe 32 o. dgl. nötigenfalls fehlen kann, sind ihr Saugrohr sowie das Druckrohr punktiert dargestellt.The pipe 27 ensures that the water between the boiler bottom and the inlet chamber 5 rotates. The circulation can, if desired, by a pump or another device 32 can be supported. In this case there is a suction pipe 33 and a pressure pipe 34 connected to the pipe 27, as in the left part of Fig. i is indicated. Since the pump 32 or the like can be absent if necessary, its suction pipe is and the pressure pipe shown in dotted lines.

35 ist ein Wasserumlaufrohr, das von der Auslaßkammer 22 nach dem oberen Teil des Kessels führt und mit Ventilen 36, 37 versehen ist.35 is a water circulation pipe extending from the outlet chamber 22 after upper part of the boiler leads and with valves 36, 37 is provided.

Durch Öffnen der zu den Rohren 27, 3 5 gehörigen Ventile kann die gesamte Überhitzereinheit bis zu der Wasserstandshöhe des Kessels mit Wasser bespült werden. Dieses ist für den Fall erwünscht, daß bei Inbetriebsetzung des Kessels Wasser durch die Überhitzerelemente .bewegt werden, soll, um das Dampfaufmachen zu beschleunigen. Hierzu ist die Hilfspumpe 32 mit dem Saugrohr 27 verLunden, um gewünschtenfalls den Wasserumlauf zu fördern. Es ist ersichtlich, daß beim Dampfaufmachen das in dem Überhitzer enthaltene Wasser das Ende io (Abb. 3) des Überhitzerrohres vor dem Ausbrennen schützt. Sobald in dem Kessel Dampf entsteht, werden .die Ventile 36, 3i von dem Bedienungsmann geschlbssen, die Entwässerungsventile 25, 27 geöffnet. Dadurch wird der Überhitzer entleert, um dann als solcher zu wirken.By opening the valves belonging to the tubes 27, 35, the entire superheater unit flushed with water up to the water level of the boiler will. This is desirable in the event that the boiler is started up Water being moved through the superheater elements is intended to open the steam to accelerate. For this purpose, the auxiliary pump 32 is connected to the suction pipe 27 in order to if desired to promote the water circulation. It can be seen that when opening the steam the water contained in the superheater the end io (Fig. 3) of the superheater tube protects against burnout. As soon as steam is generated in the boiler, the valves 36, 3i closed by the operator, the drainage valves 25, 27 opened. This empties the superheater and then acts as such.

38 ist ein kleines Hilfsventil, das an dem Ende einer der Sattdampfleitungen 6 angebracht ist, und zwar zweckmäßig der mittleeren Leitung 6, wie Abb. I zeigt. Das Ventil 38 hat eine Ventilspindel 39 und eine Regelvorrichtung 4o sowie einen Lagerbügel, der an der äußeren Seite der Auslaßkammer 22 befestigt ist (Abb. I und 6). Dieses Ventil gestattet, gesättigten Dampf unmittelbar in die Auslaßkammer zu leiten, ohne daß er die Überhitzerrohre 8 durchströmt. Wird also die Temperatur des überhitzten Dampfes zu hoch, dann kann sie sofort dadurch verringert werden, daß in der Auslaßkammer durch Öffnen des Ventils 38 der überhitzte Dampf mit Sattdampf vermischt wird.38 is a small auxiliary valve attached to the End of a the saturated steam pipes 6 is attached, specifically the middle empty pipe 6, as Fig. I shows. The valve 38 has a valve spindle 39 and a control device 4o and a bearing bracket which is attached to the outer side of the outlet chamber 22 is (Fig. I and 6). This valve allows saturated steam directly into the To guide outlet chamber without it flowing through the superheater tubes 8. So will the temperature of the superheated steam is too high, then it can be reduced immediately be that in the outlet chamber by opening the valve 38, the superheated steam is mixed with saturated steam.

Aus Abb. I und 6 ist zu ersehen, daß die obere und die untere Sattdampfleitung 6 zweckmäßig in der aus Abb. 7 ersichtlichen Weise ausgebildet sind. Hierzu sind ihre in der Zeichnung rechts belegenen Enden geschlossen, während die mittlere Leitung an ihrem rechten Ende offen und mit einem Ventilsitz 4I für ein Ventil 38 (Abb. 6) versehen ist. Seine Ventilspindel 39 wird von einem Führungsring 42 getragen, während die Sattdampfrohre an ihren Enden von Ringen 49 gehalten werden, die in Abb. 6 dargestellt, in Abb. I aber weggelassen sind.From Fig. I and 6 it can be seen that the upper and lower saturated steam lines 6 are expediently designed in the manner shown in FIG. These are their ends in the drawing on the right are closed, while the middle line open at its right end and with a valve seat 4I for a valve 38 (Fig. 6) is provided. Its valve spindle 39 is carried by a guide ring 42, while the saturated steam pipes are held at their ends by rings 49, which in Fig. 6, but omitted in Fig. I.

Es kann jede Leitung 6 an ihrem Ende offen und mit einem solchen Ventil 38 ausgestattet sein. Zweckmäßig aber ist, das Ventil 38 an der mittleren Leitung 6 anzubringen. Die Leitungen 6 sind (zweckmäßig' von ihrem in der Zeichnung linken Einlaßende nach dem rechten Ende hin verjüngt, wie dies aus den Abb. I und 7 ersichtlich ist. Nach diesen besteht die Leitung 6 aus mehreren Teilen 43, 44, 45, deren Querschnittsfläche von links nach rechts abnimmt. Die benachbarten Enden dieser Rohre werden bei einem Arbeitsgange der Herstellung oder Leim Einbau aneinander befestigt.Each line 6 can be open at its end and equipped with such a valve 38 . It is useful, however, to attach the valve 38 to the central line 6. The lines 6 are tapered (expediently 'from their inlet end on the left in the drawing to the right end, as can be seen from FIGS The adjacent ends of these pipes are fastened together in a manufacturing or glue installation operation.

46 bezeichnet ein Sicherheitsventil, das an dem oberen Teil der Auslaßkammer 22 angebracht ist, um zu verhindern, daß in dem Überhitzer ein übermäßiger Druck entsteht.46 denotes a safety valve which is located on the upper part of the discharge chamber 22 is attached to prevent excessive pressure in the superheater arises.

Die Anordnung nach den Abb. 8, 9 und Io besitzt eine Kammer I8, eine Sattdampfleitung 6, ein inneres Umlaufrohr 7 und einen Flansch I7, wie dies für die vorige Anordnung beschrieben ist, ist jedoch mit einem anders ausgebildeten Überhitzerrohr 47 versehen. Seine äußere Fläche ist, wie am besten aus Abb. Io folgt, gewellt. Dies hewirkt einen Gewinn von 4o Prozent an Heizfläche gegenüber einem vollen Rohre.The arrangement according to Fig. 8, 9 and Io has a chamber I8, a Saturated steam line 6, an inner circulation pipe 7 and a flange I7 as this for the previous arrangement is described, but is configured differently Superheater tube 47 is provided. Its outer surface is, as can best be seen from Fig.Io, wavy. This results in a gain of 40 percent in heating surface compared to one full pipes.

Der gesättigte Dampf strömt von dem Kessel durch den Anschluß 2, das Ventil 3 und das Hauptdampfrohr 4 in die Einlaßkammer 5, tritt dann in die Sattdampfkammer 6 ein und gelangt durch die Umlaufrohre 7 in die Überhitzerrohre 8. In diesen wird die Strömungsrichtung umgekehrt. Der Dampf gelangt zwischen der äußeren Seite des Umlaufrohres und der inneren Seite des Überhitzerrohres zurück in die ringförmige Kammer 48, die sich zwischen der Sattdampfkammer 6 und der Hauptkammer I8 befindet. Der für ein Rohrpaar beschriebene Vorgang findet in allen Rohren statt, die sich nach Abb. I über die ganze Breite des Kessels erstrecken.The saturated steam flows from the boiler through port 2, the Valve 3 and the main steam pipe 4 into the inlet chamber 5, then enters the saturated steam chamber 6 and passes through the circulation pipes 7 into the superheater pipes 8 the direction of flow reversed. The steam passes between the outside of the Circulation tube and the inner side of the superheater tube back into the annular Chamber 48, which is located between the saturated steam chamber 6 and the main chamber I8. The process described for a pair of pipes takes place in all pipes that are according to Fig. I extend over the entire width of the boiler.

Die Rohre 8 sind in der Mitte der Heizrohre I2 des Kessels angeordnet und reichen zweckmäßig bis auf etwa I5 cm an das Ende der Heizrohre heran.The tubes 8 are arranged in the middle of the heating tubes I2 of the boiler and expediently reach up to about 15 cm from the end of the heating pipes.

Der Querschnitt der Auslaßöffnung 23 ist wesentlich kleiner als -der Gesamtquerschnitt der verschiedenen Räume, die der Dampf bei seiner Überhitzung durchströmen muß. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Dampfes sowie die Zeit zum Durchströmen des Überhitzers verringert. Diese Anordnung soll dem Dampf reichlich Zeit lassen, mehr Wärme aufzunehmen.The cross section of the outlet opening 23 is much smaller than -der Total cross-section of the various spaces in which steam is overheated must flow through. This will adjust the speed of the steam as well as the time it takes to Reduced flow through the superheater. This arrangement is said to keep the steam abundant Allow time to absorb more heat.

Der Überhitzer kann ohne wesentliche Änderungen der Bauart an bereits fertigen Kesseln angebracht werden, d 'a die Größe .der Heizrohre nicht geändert zu werden braucht und nicht so viel Platz in der Rauchkammer beansprucht wird, @daß die Strömung der Verbrennungsgase beeinträchtigt werden könnte.The superheater can already be used without significant changes in design finished boilers are attached, d 'a the size of the heating pipes not changed needs to be and does not take up so much space in the smoke chamber that @ that the flow of combustion gases could be impaired.

Wie aus Abb.2 zu sehen ist, sind die Kammern in der Weise versetzt angeordnet, daß die Flanschverbindungen 17 zugänglich sind und so jederzeit leicht entfernt werden können.As can be seen from Fig.2, the chambers are offset in this way arranged so that the flange connections 17 are accessible and so easily at any time can be removed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heating tube superheater, characterized by an Tapered saturated steam distribution lines connected to the side connection chamber (6), the superheated steam collecting pipes connected to a side connection chamber (18) protrude to which the superheater tubes with the saturated steam feed tubes are located are connected.

2. heating tube superheater according to claim i, characterized by Shut-off valves (38) at the tapered ends of the saturated steam distribution lines.