DE3713726C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Küh­ lung von durch eine Rohrleitung strömendem Heißdampf, mit einem quer zur Strömungsrichtung in die Rohrlei­ tung ragenden länglichen Düsenstock, der an einem in der gleichen Richtung verlaufenden, starr mit der Rohrwandung verbundenen Kühlwasser-Zufuhrrohr befe­ stigt ist und eine Reihe von in Längsrichtung des Dü­ senstockes nebeneinander angeordneten Wassereinspritz­ düsen aufweist, deren Wasserzufuhr mittels eines in den Düsenstock ragenden Regelorganes steuerbar ist, welches mittels einer durch das Kühlwasserzuführungs­ rohr geführten Betätigungsstange verschiebbar ist.

Eine nach dem Stande der Technik (DE-OS 27 54 559) bekannte Vorrichtung der genannten Art hat den Vorteil, daß die eingespritzte Kühlwassermenge in weitem Umfange sehr genau einstellbar ist, und zwar sowohl bei relativ geringen Kühlwassermengen als auch bei sehr großen Kühlwassermengen. Ein Problem bei derartigen Vorrichtungen besteht darin, auch bei geringeren Kühlwassermengen eine ausreichende Zerstäubung des eingespritzten Wassers zu erreichen.

Nach dem Stande der Technik (US-PS 23 54 842) sind für vergleichbare Kühlzwecke auch Zweistoffdüsen bekannt, in denen das eingespritzte Kühlwasser mittels Treibdampf zerstäubt wird. Die vorbekannten Zweistoffdüsen erfordern jedoch einen großen Bauaufwand, so daß eine Mehrfachanordnung von solchen Zweistoffdüsen außerordentlich kostspielig wäre. Ein weiteres Problem bei Zweistoffdüsen besteht darin, daß einerseits kaltes Kühlwasser und andererseits heißer Treibdampf zugeführt werden müssen. Dieser Umstand führt zu starken Wärmespannungen zwischen den Zuführungsleistungen zu der Zweistoffdüse.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln eine bessere Zerstäubung des eingespritzten Kühlwassers über den gesamten Regelbereich zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, daß der gesamte Düsenstock koaxial mit Abstand von einem Mantel umgeben ist, daß der Mantel mit Düsenöffnungen versehen ist, die in Flucht mit den Wassereinspritzdüsen des Düsenstockes verlaufen, daß der Mantel an seiner Unterseite mit einem Treibdampfzuführungsrohr verbunden ist, welches auf der dem Kühlwasserzuführungsrohr diametral gegenüberliegenden Seite radial verschiebbar in der Wand der Rohrleitung gelagert ist, daß der Dampf vom Treibdampfzuführungsrohr in den Ringraum zwischen dem Mantel und dem Düsenstock und von dort gemeinsam mit dem Kühlwasser durch die Düsenöffnungen in die Rohrleitung gelangt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung beläßt die mit dem Kühlwasserzuführungsrohr verbundene Kühlwasser­ einspritzung mit zugehöriger Regeleinrichtung im we­ sentlichen unverändert, so daß die auch schon beim Stand der Technik mögliche genaue Regelbarkeit der Kühlwassermenge über den gesamten Regelbereich unver­ ändert gewährleistet ist. Der hinzugefügte, den Düsen­ stock umgebenden Mantel mit zugehörigem Treibdampfzu­ führungsrohr beeinträchtigt in keiner Weise die Kühl­ wassereinspritzung und sorgt durch die besondere An­ ordnung seiner Düsenöffnungen dafür, daß die aus den Wassereinspritzdüsen austretenden Kühlwasserstrahle von dem durch die Düsenöffnungen des Mantels austre­ tenden Treibdampf mitgerissen und zerstäubt werden. Dadurch, daß der der Treibdampfzufuhr dienende Mantel an der dem Kühlwasserzuführungsrohr diametral gegen­ überliegenden Seite radial verschiebbar in der Wan­ dung der Rohrleitung gelagert ist, werden durch unter­ schiedliche Temperaturen des Treibdampfes einerseits und des Kühlwassers andererseits hervorgerufene Wärme­ dehnungen zuverlässig ausgeglichen, ohne daß es zu Spannungen oder Materialzerstörungen im Bereich der Zuführungen kommen kann.

Zweckmäßig ist das Dampfzuführungsrohr in einer Stopfbüchse gelagert, die einerseits eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet, auf der anderen Seite für den Ausbau des Düsenstockes leicht zu lösen ist.

Zweckmäßig ist weiterhin die Rohrleitung im Durch­ trittsbereich des Kühlwasser-Zufuhrrohres mit einer radial verlaufenden Einbauöffnung für den Düsenstock mit anhängendem Mantel und Treibdampfzuführungsrohr versehen, die mit einem Flansch zum Anflanschen des Kühlwasserzuführungsrohres versehen ist. Eine solche Einbauöffnung gestattet einen einfachen Ein- und Ausbau des Düsenstockes mit anhängendem Mantel und Treibdampfzuführungsrohr, falls diese Teile zum Zwecke der Wartung oder Reparatur aus- und eingebaut werden müssen.

Schließlich wird zweckmäßig das Regelorgan von einem mit einem kegelförmigen Regelabschnitt und einem Absperrkegel versehenen Kolben gebildet, der in einem Hohlraum des Düsenstockes derart längsverschiebbar ist, daß in der Schließstellung der Absperrkegel gegen einen Ventilsitz angepreßt ist und bei Verschiebung die Wassereinspritzdüsen des Düsenstockes aufeinanderfolgend freigegeben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrich­ tung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein De­ tail aus Fig. 1.

In der Zeichnung ist die den zu kühlenden Dampf füh­ rende Rohrleitung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Wandung dieser Rohrleitung 1 ist mit einer radial verlaufenden Öffnung 2 versehen, die von einem radial verlaufenden Rohrstutzen 3 umgeben ist. Dieser Rohr­ stutzen 3 ist an seinem äußeren Ende mit einem Flansch 4 versehen. An diesen Flansch 4 ist mittels eines Flansches 5 ein rechtwinkelig abknickendes Kühl­ wasserzuführungsrohr 6 angeflanscht, welches sich durch die Öffnung 2 bis in den Innenraum der Rohrlei­ tung 1 erstreckt. Am inneren Ende des Kühlwasserzu­ führungsrohres 6 ist in Verlängerung desselben ein länglicher Düsenstock 7 befestigt. Dieser Düsenstock 7 ist etwa in der Mitte der Rohrleitung 1 mit einer Reihe von Wassereinspritzdüsen 8 versehen, die in Längsrichtung des Düsenstockes 7 nebeneinander an­ geordnet sind. Diese Wassereinspritzdüsen 8 stehen mit einem länglichen Hohlraum 9 im Inneren des Düsenstockes 7 in Verbindung. In dem Hohlraum 9 ist in dessen Längsrichtung ein Kolben 10 verschiebbar. Dieser Kolben 10 ist an seinem oberen Ende mit einem kegelförmigen Regelabschnitt 11 verbunden und gibt bei seiner Verschiebung in dem Hohlraum 9 die Kühl­ wasserzufuhr zu den einzelnen Wassereinspritzdüsen 8 aufeinanderfolgend frei. Über den kegelförmigen Regelabschnitt 11 wird die dabei durchtretende Kühlwassermenge kontinuierlich geregelt. Oberhalb des Regelabschnittes 11 ist der Kolben 10 mit einem Absperrkegel 12 versehen, der gegen einen Ventilsitz 13 anpreßbar ist und die Kühlwasserzufuhr in der Schließstellung vollends absperrt.

Der Kolben 10 ist zu seiner Betätigung mit einer kon­ zentrisch in dem Kühlwasserzuführungsrohr 6 angeord­ neten Betätigungsstange 14 verbunden.

Der Düsenstock 7 wird mit geringem Abstand von einem geschlossenen Mantel 15 umgeben, der mit Düsenöffnun­ gen 16 versehen ist, die in Flucht mit den Wasser­ einspritzdüsen 8 des Düsenstockes 7 verlaufen. An der Unterseite ist der Mantel 15 mit einem Treibdampfzu­ führungsrohr 17 verbunden, welches auf der dem Kühl­ wasserzuführungsrohr 6 diametral gegenüberliegenden Seite radial verschiebbar in der Wandung der Rohrlei­ tung 1 gelagert ist. Zur Abdichtung des radial ver­ schiebbaren Treibdampfzuführungsrohres 17 dient eine Stopfbuchse 18.

Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das Treibdampfzuführungsrohr 17 ständig mit Treib­ dampf beaufschlagt. Der Dampf gelangt vom Treibdampf­ zuführungsrohr 17 in den Ringraum zwischen dem Mantel 15 und dem Düsenstock 7 und von dort durch die Düsen­ öffnungen 16 in die Rohrleitung 1. Zusätzlich wird das Kühlwasserzuführungsrohr 6 mit unter Druck ste­ hendem Kühlwasser beaufschlagt. Bewegt man nun mit Hilfe der Betätigungsstange 14 den Kolben 10 nach un­ ten, so hebt der Absperrkegel 12 von dem Ventilsitz 13 ab und das Kühlwasser gelangt in den Hohlraum 9 und von dort in die je nach Stellung des Kolbens 10 freigegebenen Wassereinspritzdüsen 8. Der aus den Wassereinspritzdüsen 8 austretende Kühlwasserstrahl vermischt sich in der jeweils zugeordneten Düsenöffnung 16 mit dem Treibdampf und wird von diesem fein zerstäubt, und zwar weitestgehend unabhängig da­ von, wie groß die jeweils eingespritzte Kühlwassermen­ ge ist.

Die von dem heißen Treibdampf verursachten Wärmedeh­ nungen des Mantels 15 werden im Bereich der Stopfbuch­ se 18 ausgeglichen.

Für den Aus- oder Einbau des Düsenstockes 7 mit dem daranhängenden Mantel 15 und dem Treibdampfzuführungs­ rohr 17 werden die die Flansche 4 und 5 verbindenden Schrauben gelöst. Der Düsenstock 7 mit allen daran­ hängenden Teilen kann dann nach oben durch die Öff­ nung 2 herausgezogen werden, wobei diese Öffnung na­ türlich eine für den Durchtritt dieser Teile ausrei­ chende lichte Weite hat.

Claims (4)

1. Vorrichtung für die Kühlung von durch eine Rohrleitung strömendem Heißdampf, mit einem quer zur Strömungsrichtung in die Rohrleitung ragenden länglichen Düsenstock, der an einem in der gleichen Richtung verlaufenden, starr mit der Rohrwandung ver­ bundenen Kühlwasserzuführungsrohr befestigt ist und eine Reihe von in Längsrichtung des Düsenstockes nebeneinander angeordneten Wassereinspritzdüsen auf­ weist, deren Wasserzufuhr mittels eines in den Düsen­ stock ragenden Regelorganes steuerbar ist, welches mittels einer durch das Kühlwasserzuführungsrohr ge­ führten Betätigungsstange verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der gesamte Düsenstock (7) koaxial mit Abstand von einem Mantel (15) umgeben ist,
daß der Mantel (15) mit Düsenöffnungen (16) versehen ist, die in Flucht mit den Wassereinspritzdüsen (8) des Düsenstockes (7) verlaufen,
daß der Mantel (15) an seiner Unterseite mit einem Treibdampfzuführungsrohr (17) verbunden ist, welches auf der dem Kühlwasserzuführungsrohr (6) diametral gegenüberliegenden Seite radial verschiebbar in der Wand der Rohrleitung (1) gelagert ist,
daß der Dampf vom Treibdampfzuführungsrohr (17) in den Ringraum zwischen dem Mantel (15) und dem Düsenstock (7) und von dort gemeinsam mit dem Kühlwasser durch die Düsenöffnungen (16) in die Rohrleitung (1) gelangt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibdampfzuführungsrohr (17) in einer Stopfbüchse (18) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) im Durchtrittsbereich des Kühlwasserzuführungsrohres (6) mit einer radial verlaufenden Einbauöffnung (2) für den Düsenstock (7) mit anhängendem Mantel (15) und Dampfzuführungsrohr (17) versehen ist, die mit einem Flansch (4) zum Anflanschen des Kühlwasser-Zuführungs­ rohres (6) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan von einem mit einem kegelförmigen Regelabschnitt (11) und einem Absperrkegel (12) versehenen Kolben (10) gebildet wird, der in einem Hohlraum (9) des Düsenstockes (7) derart längsverschiebbar ist, daß in der Schließstellung der Absperrkegel (12) gegen einen Ventilsitz (13) angepreßt ist und bei Verschiebung die Wassereinspritzdüsen (8) des Düsenstockes (7) aufeinanderfolgend freigegeben werden.