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Feuergasbeheizter Zwischenüberhitzer Es ist bekannt, daß die Anwendung
der mehrfachen Zwischenüberhitzung in Dampfkraftanlagen wärmewirtschaftliche Vorteile
bringt. Namentlich bei Anlagen mit sehr hohen Drücken ist der Nutzen der Zwischenüberhitzung
groß. Der Wirkungsgrad steigt außerdem auch mit der Zahl der Zwischenüberhitzungsstufen,
so daß eine mehrfache Zwischenüberhitzung mit zwei, drei oder vier Stufen erwünscht
ist.
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Um günstige Verhältnisse zu erzielen, ist es weiter auch zweckmäßig,
mit der Zwischenüberhitzungstemperatur möglichst hoch zu gehen.
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Bekannt ist die Beheizung der Zwischenüberhitzer mittels Frischdampfes
und mittels Feuergases. Diese Verfahren haben mannrofache Nachteile. Bei der Zwischenüberhitzung
durch Dampf kann man nicht auf die höchsten, aus Materialgründen noch zulässigen
Temperaturen gehen, und, um auf dieseWeise hoch vorwärmen zu können, müssen auch
die Heizflächen der Zwischenüberhitzer sehr groß werden, wodurch lange Heizwege
und Druckverluste entstehen. Die feuergasbeheizten Zwischenüberhitzer hat man bisher
in die den Arbeitsdampf-liefernden Kessel verlegt. Hierdurch entstehen lange Rohrleitungen
und eine schwere Regelbarkeit der einzelnen Überhitzer. Um diese Schwierigkeit zu
umgeben, hat man besondere feuerbeheizte Zwischenüberhitzer aufgestellt und jeder
Maschine ihr eigenes Zwischenüberbitzersystem zugeteilt. Die bisher bekannt gewordenen
Ausführungen auf eigen beheizte Zwischenüberhitzer bestanden aus einem Kessel bekannter
Konstruktion, in dem statt oder neben dem normalen Überhitzer der Zwischenüberhitzer
eingeordnet war. Dieser Kessel wurde nach dem Grad der überhitzung im Zwischenüberhitzer
beheizt. Die Verlegung des Zwischenüberhitzers in einen Kessel hat den Zweck, die
Wärmemenge der hocherhitzten Gase hinter dem Alberhitzer zur Dampferzeugung auszunutzen.
Für Anlagen mit bisher verwandten Drücken, bis etwa So Atm., war diese Anordnung,
bei der man den Kessel in unmittelbarer Nähe der Maschine aufstellen konnte, günstig.
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Bei sehr hohen Drücken von Zoo Atm. oder mehr kostet der Quadratmeter
Kesselheizfläche so viel, daß an die Verwendung eines Dampf erzeugenden Kessels
zur Ausnutzung der Abgase nicht gedacht werden kann. Bei diesen hohen Spannungen
ist es erforderlich, zur Verringerung der Kesselheizfläche und zur besseren Ausgestaltung
des Zwischenüberhitzers die Heizfläche beider in die heißeste Zone der Feuergase
und am besten in den Feuerraum selbst zu legen.
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Dem Zwischenüberhitzer allein seine eigene Feuerung zu geben und diesen
als Strahlungskessel
zu bauen, wäre möglich. Jedoch würde bei Anlagen
durchschnittlicher Größe die im Zwischenüberhitzer überzuführende Wärmemenge im
Verhältnis zur gesamten Wärmemenge zu klein, als daß sich ein feuerbeheizter Zwischenüberhitzer
wirtschaftlich ausgestalten ließe. Die Temperatur der abziehenden Rauchgase würde
zu hoch sein, um sie zusammen mit den Abgasen der Kessel zur Luftvorwärmung und
Speisewassererwärmung ausnutzen zu können.
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Um diese Nachteile zu beseitigen und die Vorteile der Zwischenüberhitzung
bei hohen Drücken mit einer billigen Kessel- und Zwischenüberhitzerkonstruktion
zu vereinigen, wird gemäß der Erfindung der Zwischenüberhitzer und ein Teil oder
der ganze Yrischdampfüberhitzer mit einer eigenen Feuerung versehen. Man erhält
auf diese Weise ein Überhitzersystem, bestehend aus Zwischenüberhitzer und Frischdampfüberhitzer
mit günstiger Wärmeaufnahme. Der Zwischenüberhitzer wird zweckmäßig in die heißeste
Zone gelegt beziehungsweise als Strahiungsüberhitzer ausgebildet, -und der Frischdampfüberhitzer
wird in erster Linie als Wärmeaustauscher mit Berührungsflächen ausgestaltet und
zu diesem Zwecke in die abziehenden Rauchgase gelegt.
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Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Wärmeübergang
durch Strahlung wesentlich intensiver ist als durch Wärmeleitung. Dementsprechend
ist für die der Bestrahlungswärme ausgesetzten Wärmeaustauscher eine geringere Heizfläche
für den gleichen Erwärmungsgrad erforderlich. Da das Dampfvolumen des Zwischendampfes
wesentlich größer ist als dasjenige des Frischdampfes, ist es von besonderem Vorteil,
den Zwischendampf in demjenigen Wärmeaustauscher zu überhitzen, der die geringere
Heizfläche besitzt, zumal auch Druckverluste des Zwischendampfes den Wirkungsgrad
der Gesamtanlage in weit höherem Male ungünstig beeinflussen als die Druckverluste
des Frischdampfes.
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Es ist nicht nötig, den ganzen Frischdampfüberhitzer in das Zwischenüberhitzeraggregat
zu verlegen; es kann ein kleiner Teil im Dampfkessel bleiben und nur so viel in
den. Zwischenüberhitzer kommen, als zur günstigen Gestaltung desselben nötig ist.
Ebenso kann ein geringer Teil des Frischdampfüberhitzers ebenfalls als Strahlungsüberhitzer
gebaut werden. Die Größe der Strahlungsfläche wird sich nach der Abgastemperatur
richten, die man hinter dem Frischdampfüberhitzer zu habe, wünscht. In der Zeichnung
ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Der Dampf wird im Dampfkessel
A erzeugt und strömt durch den Frischdampfüberhitzen D in die erste Stufe der Kraftmaschine
C. Der Frischdampfüberhitzer D liegt im Zuge der Rauchgase einer für die Zwischenüberhitzer
B besonders vorgesehenen Feuerung. Nachdem der Dampf in der ersten Stufe Arbeit
geleistet hat, wird er in den Zwischenüberhitzer der ersten Stufe geleitet. Aus
diesem strömt der überhitzte Dampf in die zweite Stufe der Maschine. Nach Austritt
aus dieser wird er aufs neue überhitzt usw. In der Zeichnung ist beispielsweise
eine Turbine mit vier Stufen dargestellt mit j e einem feuergasbeheizten Zwischenüberhitzer
zwischen jeder Stufe. Erfindungsgemäß besitzen diese Zwischenüberhitzer eine eigene
Feuerung und liegen zweckmäßig im Feuerraum selbst, während in den Zügen dieser
Feuerung, wie schon erwähnt, der Frischdampfüberhitzer angeordnet ist. -Der Dampf
wird im Kondensator K nach Austritt aus der letzten Stufe der Maschine niedergeschlagen
und mittels der Speisepumpen N und L als Speisewasser über Speisewasservorwärmer
G und durch den Rauchgasvorwärmer E in den Kessel A gedrückt.
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Bei dieser Anordnung ist es leicht möglich, den Zwischenüberhitzer
in unmittelbarer Nähe der Kraftmaschine aufzustellen und die Feuerung des Zwischenüberhitzers
in Abhängigkeit von -der Maschinenbelastung und der Temperatur ohne Störung der
Dampfkessel zu steuern.
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Sinkt bei Teillasten der Druck in den einzelnen Zwischenüberhitzungsstufen,
so würde die Überhitzung in diesem Falle bei zu niedrigen Drücken stattfinden und
der Kondensator überhitzten Dampf erhalten. Bei. geringen Belastungen werden aus
diesem Grunde entweder von Hand oder selbsttätig die Ventile an der Turbine der
letzten Zwischenüberhitzerstufe geschlossen. Die betreffenden Rohrschlangen des
Zwischenüberhitzers im Feuerraum werden der vorgehenden Zwischenüberhitzungsstufe
parallel geschaltet. Auf diese Weise werden bei Teillasten die Dampfquerschnitte
der vorhergehenden Stufen vergrüßert, und es wird vermieden, daß irgendwelche im
Feuerraum liegende Teile zerstört werden können.