DE531618C - Wasservorwaermer fuer Dampferzeuger - Google Patents

Description

• Wässervorwärmer für Dampferzeuger Bei Dampferzeugern, bei welchen d'er Brennstoff unter hohem Druck verbrannt und das Druckgefälle zur Erzeugung sehr großer Heizgasgeschwindigkeiten verwendet wird, haben die Heizgase, trotz weitgehender Abkühlung, am Austritt aus den Heizrohren noch verhältnismäßig hohe Geschwindigkeiten (20o misec. und darüber). Aber auch ihre Temperatur kann noch hoch sein, da trotz des großen, durch. die große Strömungsgeschwindigkeit bedingten Wärmeüberganges die Abkühlung auf keine tiefere Temperatur gehen kann, als sie das Umwälzwasser aufweist. Ist der Dampfdruck hoch, so ist auch die Umwälzwassertemperatur eine hohe. Neben der Strömungsenergie enthalten die Heizgase, die den eigentlichen Verdampfer verlassen, also noch viel fühlbare Wärme, die noch nutzbar gemacht werden muß, wenn der Dampferzeuger einen guten Wirkungsgrad haken soll.
• Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung, die es ermöglicht, diese beiden Formen von Wärme auszunutzen, und zwar zur Vorwärmung des Speisewassers. Die Heizflächen dieser Wasservorw ärmer bestehen aus sich allmählich erweiternden Kanälen oder Rohren, die, als Umkehrung einer Düse arbeitend, die hohe Strömungsgeschwindigkeit allmählich auf kleine Geschwindigkeit vermindern. Es wird dadurch eine Rückverdichttmg der Heizgase bewirkt, die eine Erhöhung der Abgastemperatur zur Folge hat. Die aus Rückverdichtung und Reibung frei werdende Wärme geht zusammen mit der in den Heizgasen noch enthaltenen, fühlbaren Wärme an das vorzuwärmende Speisewasser über.
• Bemerkt sei noch, daß es bereits bekannt geworden ist, die Strömungsgeschwindigkeiten von Gasen und Dämpfen durch entsprechend -gestaltete Düsen zu vermindern und die sich bei der Rückverdichtung ergebende Wärme den Gasen und Dämpfen mittels einer Kühlflüssigkeit zu entziehen. Doch erfolgt hierbei die Wärmeentziehung nicht zur Vorwärmung von Speisewasser.
• Die Abb. r zeigt den Aufriß einer Ausführungsform dis Wasservarwärmers gemäß der Erfindung; auf Abb. 2 sind die gleichen Vorwärmerelemente teilweise im Ouerschnitt dargestellt. Das bei z einmundende Heizrohr des Dampferzeugers spaltet sich beispielsweise .in fünf sich allmählich erweiternde, flache Rohre 2, die quer vom Speisewasser umspült werden. Um eine Führung des Wassers im »Gegenstrom« zu erreichen, ist die gesamte Rohrlänge wasserseitig durch mehrere Zwischenwände 3 unterteilt, die Kammern bilden, die vom Speisewasser der Reihe nach durchflossen werden. Es ist zweckmäßig, jedes Dampferzeugerheizrohr oder eine beschränkte Anzahl Heizrohre dieser Art mit einem Vorwärmerelement zu verbinden. Mehrere Elemente ruhen in einem gemeinsamen Kasten, wie er unter q. gezeigt ist. Das kalte Speisewasser tritt bei 5 ein, das vorgewärmte bei 6 aus. Die Heizgase, die durch die Querschnittserweiterung der Vorwärmerheizrohre auf kleine Strömungsgeschwindigkeit gebracht wurden, fließen in das Abgassaulnnelrohr 7 ab.
• Durch die Rückverdichtung in den Rohren des Vorwärmers wird die Wärmemenge, die den Heizgasen zu ihrer Beschleunigung am Eintritt in die Heizrohre und durch Nachexpansion in den Heizrohren unter Temperaturabnahme entzogen wurde, durch Temperaturerhöhung wieder nutzbringend zurückgegeben. Aber noch zu einer anderen, wichtigen Erscheinung gibt der Vorwärmer gemäß der Erfindung Anlaß: Infolge der hohen, bei Vorwärmern bisher nicht gekannten Heizgeschwindigkeiten (über Zoo m/sec. am Eintritt, mindestens 6o misec. am Austritt) ist der Wärmeübergang an die Wand und die Kühlwirkung des kalten Speisewassers derart heftig, daß das in den Heizgasen stets in Dampfform enthaltene Brennwasser durch Kondensation entzogen und ausgeschieden wird, und' zwar selbst dann, wenn die Temperatur des Heizgases noch weit über der dem Teildruck des Brennwasserdampfes entsprechenden Verdampftemgeratur gelegen ist. Die Folge davon ist, daß ein großer Teil des Brennwasserdampfes durch die Kondensation seine Verdampfwärme (latente Wärme) an das Speisewasser abgibt. Die Vorwärmung durch Verdampfwärme des Brennwassers ist ein reiner Gewinn, der bisher bei keiner Feuerung ausgenutzt werden konnte. Da die Abgase bei den mit diesem Vorwärmer ausgerüsteten Kesseln meistens noch in einer Gasturbine verwendet werden sollen, also trocken sein müssen, sind an den Vorwärmern geeignete Wasserabscheider anzubringen. Hierfür können entsprechend abgeänderte Ausführungen bekannter Abscheiderbauarten Anwendung finden. An Stelle der mehrteiligen Rohre kann auch als Wasservorwärmer ein einzelnes Rohr, etwa wie Abb,. 3 und 4 gezeigt, dienen. Dieses Rohr kann als konisches Rohr ausgebildet oder auch ein zylindrisches Rohr mit kegelförmigem Ende sein, oder es ist aufgebaut aus mehreren zylindrischen Rohrstücken verschiedenen Durchmessers, die durch kegelförmige Zwischenstücke verbunden sind. Diese Rohre io können am äußeren Umfang der Brennkammerwand i i aufgestellt werden. Sie sind durch den Krümmer 12 mit den eigentlichen Heizrohren 13 verbunden. Die Abgase der einzielnen Elemente gehen in das Sammelrohr 14. Der Speisewassereintritt ist bei 15, der Austritt bei 16. Es kann jedes Rohrelement sein eigenes Wasser erhalten, es können aber mehrere oder alle Elemente vom gleichen Wasser umspült werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wasservorwärmer für Dampferzeuger, bei welchen die Heizgase mit sehr großer Geschwindigkeit (2oo m/sec. und darüber) den Heizflächen des Vorwärmers zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet; daß die Heizflächen des Vorwärmers aus sich allmählich erweiternden Kanälen oder Rohren (2, io) bestehen, in denen die Ileizgase unter Verminderung ihrer Strömungsgeschwindigkeit ihre Restwärme an das Speisewasser abgeben.
2. 2. Wasservorwärmer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus einzelnen gleichartigen Elementen besteht, von denen jedes die Heizgase eines einzigen Heizrohres oder einer beschränkten Zahl von Heizrohren des Dampferzeugers aufnimmt.