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Zwischenüberhitzer mit Beheizung durch Hochdruckdampf Den Gegenstand
der Erfindung bildet ein aus Doppelrohrschlangen bestehender Zwischenüberhitzer
für Hochdruckdampfanlagen, bei dem durch den Hochdruckdampf niedriger gespannter
Dampf überhitzt werden soll.
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Es ist bekannt, in derartigen Zwischenüberhitzern mehrere zylindrische
Doppelrohrschlangen, durch deren inneres Rohr der Heizdampf und durch deren «Mantelrohr
der zu überhitzende Dampf geführt wird, konzentrisch anzuordnen und im Dampfweg
nebeneinanderzuschalten.
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Diese Überhitzer haben aber, falls größere Leistungen in Frage kommen,
einen sehr großen Platzbedarf. Da man mit dem Durchmesser der innenliegenden zylindrischen
Rohrschlange mit Rücksicht auf die Haltbarkeit der Rohre, besonders der den größeren
Durchmesser aufweisenden Mantelrohre, nicht unter ein gewisses Maß gehen wird, entsteht
in dem Inneren des Rohrschlangenzylinders ein verhältnismäßig großer Leerraum. Da
weiterhin, je nach der Hölle der Leistungen und den zulässigen Druckverlusten des
Arbeitsdampfes, immer eine mehr oder weniger große Zahl konzentrisch ineinanderliegender
Rohrschlangen im Dampfweg nebeneinandergeschaltet wird, kann der Gesamtdurchmesser
eines solchen Zwischenüberhitzers sehr groß werden. Anlagen großer Leistung, bei
denen gegebenenfalls mehrere solcher Zwischenüberhitzer auch noch nebeneinandergestellt
und nebeneinandergeschaltet werden müssen, erfordern daher insbesondere beim Unterbringen
in der Nähe von Maschinen große Räume. Da diese Räume mit Rücksicht auf andere darin
unterzubringende Vorrichtungen vielfach nicht für die Zwischenüberhitzer allein
frei gelassen werden können, macht die Unterbringung der Zwischenüberhitzer mit
konzentrischen DoppeIrohrschlangenzylindern häufig Schwierigkeiten, zumal auch die
Höhe der zur Verfügung stehenden Räume meist beschränkt ist und daher die Überhitzer
auch nicht übereinandergestellt werden können.
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Durch die Erfindung sollen sowohl die vorgenannten Schwierigkeiten
hinsichtlich der Raumbeanspruchung des Zwischenüberhitzers behoben wie auch besonders
günstige Verhältnisse für die Wärmedehnungen der Rohrschlangen und die Unterbringung
der Heizrohranschlüsse geschaffen werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß die im Dampfweg gleichlaufend geschalteten
Doppelrohrelemente in der an sich bekannten U-Form übereinandergereiht sind, wobei
die Mantelrohre der Doppelschlangen von Verteilerrohren ausgehen bzw. in Sammelrohre
münden, welche als Standsäulen ausgebildet sind und als Festpunkte bei den `'Wärmeausdehnungen
der im übrigen auf Stützen lose ruhenden Doppelschlangen sowie gleichzeitig als
Träger der gleichlaufend zu ihnen liegenden Heizdampfverteiler- und Sammelrohre
bzw. ihrer Anschlüsse dienen.
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Es wird dadurch zunächst der Vorteil besserer Raumausnutzung erreicht,
da sich derartige Zwischenüberhitzer großer Leistung auf verhältnismäßig schmalem
Raum unterbringen
lassen. Unter Umständen braucht dieser Raum auch
nicht länger zu sein als ein für die Unterbringung von gleich leistungsfähigen Zwischenüberhitzern
mit zylindrisch gewickelten Doppelrohrschlangen ausreichender Raum, der jedoch meistens
breiter sein müß. Der Zwischenüberhitzer kann dadurch auch leichter unter den :Maschinen,
z. B. zwischen oder unmittelbar neben den Fundamentwangen, aufgestellt werden, so
daß auch nur kurze Verbindungsrohrleitungen erforderlich sind. Die an den Schenkelenden
der gleichgerichteten U-förmigen Schlangenelemente aufstellbaren Verteiler- und
Sammelrohre können vorteilhaft als Haupttragsäulen ausgebildet werden und in bekannter
Weise als Festpunkte dienen, von denen aus die Rohre sich in der Längsrichtung ungehindert
dehnen können. Es werden dadurch für die Wärmedehnungen besonders günstige Verhältnisse
geschaffen.
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Der Ein- und Ausbau einzelner Elemente ist ebenfalls wesentlich leichter
als bei Zwischenüberhitzern mit konzentrisch angeordneten zylindrischen Schlangen,
so daß Betriebsstörungen, die durch Schadhaftwerden einzelner Elemente herbeigeführt
werden, schneller und leichter behoben werden können.
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Um bei Anlagen, bei denen in bekannter Weise mit stufenweiser Zwischenüberhitzung
etwa mittels strömenden und kondensierenden Dampfes gearbeitet werden soll, mit
einer Vorrichtung auskommen zu können, ist die Anordnung erfindungsgemäß in solchen
Fällen so getroffen, daß die beiden Überhitzerstufen übereinander angeordnet und
an gemeinsame Verteiler- und Sammelrohre angeschlossen sind. Von diesen Verteiler-
und Sammelrohren ist eines der zu den Mantelrohren gehörenden wie üblich durch eine
Zwischenwand in zwei Abteilungen geteilt, von denen eine den Verteilerraum für den
zuströmenden zu überhitzenden Dampf und die andere den Sammelraum für den abströmenden
überhitzten Dampf bildet. Ein zweites, ungeteiltes Verteiler- und Sammelrohr bildet
für den in der ersten Stufe überhitzten Dampf den Übergang zu der zweiten Stufe
des Zwischenüberhitzers. Der Heizdampf wird, wie an sich bekannt, im Gegenstrom
zu dem zu überhitzenden Dampf geführt. Von dem an die zweite Stufe angeschlossenen
Heizdampfverteilerrohr aus wird ein Teil des Heizdampfes als strömender Dampf durch
die Heizschlangen in der zweiten Stufe unmittelbar zu einem Sammel- bzw. Auslaßrohr
geleitet, während ein anderer Teil des Heizdampfes von dem vorgenannten Verteilerrohr
aus durch eine mit Ventil versehene Entnahmeleitung zu einem Verteilerrohr für die
erste Stufe geführt wird. Von diesem aus gelangt dieser Teil des Dampfes durch die
Heizschlangen der ersten Überhitzerstufe in ein Sammelrohr, an welches ein Dampfwasserableiter
angeschlossen ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines zweistufig ausgebildeten
Zwischenüberhitzers nach der Erfindung dargestellt. Abb. r zeigt die Seitenansicht,
Abb.2 die Draufsicht und Abb.3 eine Stirnansicht des Zwischenüberhitzers, letztere
von der Seite der Verteiler-und Sammelrohre aus gesehen.
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Der Zwischenüberhitzer besteht aus zwei übereinanderliegenden Stufen
I und II, von denen die untere, I, zur Vorüberhitzung mit kondensierendem und die
obere, II, zur weiteren Überhitzung mit strömendem Dampf dient. Die Rohrschlangen
der einzelnen Stufen I und II liegen ebenfalls übereinander und bestehen aus langen,
U-förmigen Einzelelementen ccl, b1 bzw. a2, b2. Die Elemente der unteren Stufe sind
etwas länger gehalten als die der oberen Stufe. Unter sich sind die Innen- und Außenrohre
a1, bi bzw. a2, b2 der einzelnen Stufen nebeneinandergeschaltet, während der aus
den Mantelrohren b1 bestehende Teil der unteren Stufe mit dem entsprechenden Teil
b2 der oberen Stufe in Reihe liegt. Die Innenrohre a1 der unteren Stufe werden mit
Dampf beheizt, der dem zur oberen Stufe gehörenden Verteilerrohr g für den Heizdampf
entnommen wird. Die Mantelrohre b1, b2 sind an gemeinsame, als hohle Standsäulen
ausgebildete Verteiler- und Sammelrohre c, d angeschlossen. Von diesen ist das Rohr
c durch eine Wand e in eine obere Abteilung o und eine untere Abteilung u geteilt.
Letztere dient zur Verteilung des zu überhitzenden, durch den Anschlußstutzen f
zugeführten Dampfes auf die Mantelrohre b1 der unteren Stufe. Die obere Kammer o
dient als Sammel- und Auslaßleitung für den überhitzten Dampf. - Von dem Verteilerraum
2s des Rohres c strömt der zu überhitzende Dampf durch die Mantelrohrschlangen b1
in den unteren Teil des Sammel- und Verteilerrohres "d und durch den oberen Teil
desselben sowie durch die ManteIrohrschlangen b2 der Stufe II zum Sammel- und Austrittsraum
o des Rohres c. Im übrigen sind die Mantelrohre lose auf Stützen n gelagert. Der
Heizdampf wird durch das an der Austrittsstelle des überhitzten Dampfes vorgesehene
Verteilerrohr g zugeführt, an das die Heizschlangen a2 der Stufe II angeschlossen
sind. Durch diese strömt ein Teil des Dampfes zu dem an der Eintrittsstelle des
vorerhitzten Dampfes in Stufe II liegenden Sammel- und Auslaßrohr lt, aus
dem der teilweise ausgenutzte Heizdampf zwecks weiterer Verwendung abgeführt wird.
Ein anderer Teil des Heizdampfes wird als kondensierender Dampf zur Beheizung der
Stufe I benutzt; er tritt durch eine unten an das Verteilerrohr g angeschlossene,
mit Ventil i versehene Entnahmeleitung k in ein an der Austrittsstelle des vorüberhitzten
Dampfes
aus der Stufe I angeordnetes Verteilerrohr 1, von dem es durch die Heizschlangen
a1 der Stufe I zu einem Sammelrohr in gelangt, an das ein nicht dargestellter Dampfwasserableiter
angeschlossen ist.