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Wärmeaustauschvorrichtung, insbesondere Zwischenüberhitzer Wärmeaustauschvorrichtungen,
bei welchen Dampf von niederer Spannung, z. B. 0,5 bis 2o at, durch Dampf von höherer
Spannung, z. B. 2o bis ioo at, erwärmt wird, insbesondere Zwischendampfüberhitzer,
bestehen in der Regel aus einem Gehäuse und aus einem in das Gehäuse eingebauten
Rohrsystem. Um mit geringen Wandstärken für das Gehäuse und Rohrsystem auszukommen,
wird der Dampf von niederer Spannung, kurz Zwischendampf genannt, zweckmäßig unmittelbar
durch das Gehäuse, der Dampf von höherer Spannung, kurz Heizdampf genannt, durch
das Rohrsystem. geleitet. Dabei können die Rohre des Rohrsystems z. B. aus haarnadelförmigen
Rohren ohne Schweißnaht hergestellt und bündelartig zusammengefaßt werden. Diese
Anordnung bedingt, daß eine Anzahl Rohre gleichzeitig vom Heizdampf durchströmt
wird. Die erzielte Heizdampfgeschwindigkeit ist daher besonders bei hohen Heizdampfdrücken
gering und die Wärmeübertragung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ungünstig.
Man hat daher auch schon vorgeschlagen, durch Einschieben von Verdrängerrohren den
Querschnitt der Heizrohre zu verringern. Die Heizdampfgeschwindigkeit wird dadurch
erhöht und die Wärmeübertragung verbessert.
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Zwischendampfüberhitzer nach vorstehender Beschreibung, wie sie bei
modernen Dampfkraftanlagen vielfach zur Anwendung kommen, unterliegen in Betrieb
oft -starken Schwankungen, die z. B. ein Viertel bis fünf Viertel der Grundlast
betragen können: Entsprechend der Belastung ändern sich auch die Dampfgeschwindigkeit
und die Wärmeübertragung sowie auch die erzielten Dampftemperaturen, da der Wärmeaustauscher
für die Grundlast gebaut ist. Mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit ist aber
eine möglichst gleichmäßige Dampftemperatur bei den verschiedenen Belastungen anzustreben.
Dies hat man schon durch Anordnung umständlicher und oft sehr kostspieliger Regelvorrichtungen
zu erreichen versucht, ist aber zu keinem einwandfreien Ergebnis gekommen.
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Nachstehend beschriebene Erfindung soll diesen Übelstand beseitigen
und eine gleichmäßige Dampftemperatur bei allen Belastungsschwankungen verbürgen.
Sie besteht in einer zweckmäßigen Anordnung der vorerwähnten Verdrängerrohre, die
in bekannter Weise nicht als allseitig geschlossene Rohre, sondern als auf beiden
Seiten offene Rohre ausgeführt sind. Gemäß der Erfindung münden die Verdrängerrohre
in besondere, absperrbare Verteilkammern, die von den Ein- und Austrittsverteilkammern
der Heizrohre derart getrennt sind, daß das Heizmittel sowohl durch die äußeren
Heizrohre als auch inneren Verdrängerrohre strömen kann.
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Die Abb. i und z der beiliegenden Zeichnung stellen ein Beispiel eines
solchen Zwischendampfüberhitzers
dar. i ist das Gehäuse für den
Zwischendampf, das mit EinstrÖmstutzen 2,- -Aussträmstutzen q., Lenkwand 3 und Abschlußrohrplatte
2o versehen ist. Das Heizdampfrohrsystem besteht aus den Heizrohren 6, den Verdrängerrohren
13,, den Heizdampfverteilkammern, unterteilt in Ein- und Austrittsteilkammern IS
und 16 mit den Eintrittsstutzen 17 und iß und den Austrittsstutzen 21 und 22.
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In den Anschlußstutzen 17, iß, 21 und 22 sind z. B. Absperr- bzw.
Regelvorrichtungen 23 angeordnet. Die Heizdampf= rohre 6 sind in der Rohrplatte
2o und in der Wand der Verteilkammern 16 befestigt, die Verdrängerrohre 13 in der
Zwischenwand zwischen Verteilkammertei115 und 16. I?er zu überhitzende Zwischendampf
strömt durch das Gehäuse i, der Heizdampf durch Stutzen 17 und i 8 in die Eintrittsv
erteilkammern I S und 16 und von hier aus in die Heizrohre 6 bzw. Verdrängerrohre
13.
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Für eine bestimmte Temperatur wird der-Zustrom des Heizdampfes z.
B. durch die Regelvorrichtungen auf den Stutzen 17 und i8 eingestellt. - Steigt
die Zwischendampftemperatur an, was erfahrungsgemäß bei Belastungsrückgang eintritt,
dann wird durch Drosselung des Heizdampfzustromes zur Verteilkammer 16 die Geschwindigkeit
in den Heizrohren 6 verringert; die Wärmeübertragung geht zurück, und die Zwischendampftemperatur
sinkt. Bei Belastungssteigerung, wenn erfahrungsgemäß die Zwischendampftemperatur
sinkt, drosselt man den Heizdampfzustrom zur Verteilkanimer 15. Der Heizdampf
strömt dann zum größten Teil durch Heizrohre 6; die Heizdampfgeschwindigkeit und
damit die Wärmeübertragung wird erhöht, und die Zwischendampftemperatur steigt an.
Man ist also in der Lage, eine bestimmte Zwischendampftemperatur durch Verteilung
des Heizdampfes auf Verdränger- bzw. Heizrohre einzustellen.
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Ebenso kann auch eine bestimmte Austrittstemperatur des Heizdampfes
selbst erzielt werden, indem man durch zweckmäßige Verteilung des Heizdampfes auf
Verdränger-bzw. Heizrohre eine bestimmte Abkühlung des Heizdampfes erreicht.
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Die vorbeschriebene Ausführung gestattet auch eine selbsttätige Regelung
der Zwischendampf- bzw. Heizdampftemperatur, indem die Regelvorrichtungen z. B.
in den Stutzen 17 und i8 in Abhängigkeit von der Temperatur des Zwischendampfes
bzw. Heizdampfes selbsttätig gesteuert werden, so daß mehr oder weniger Heizdampf
den Verteilkammern 15 bzw. 16 zuströmt.