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Überhitzer mit Vorüberhitzer und Nachüberhitzer für den als Heizdampf
in einem Wärmeaustauscher benutzten Kesselfrischdampf Die Erfindung bezieht sich
auf Dampfkraftanlagen, bei denen überhitzter Kesselfrischdampf als Heizmittel in
einem Wärmeaustauscher, z. B. einem Zwischeniiberhitzer, benutzt wird. Bei diesen
Anlagen wird der in der Kesseltrommel erzeugte Dampf zunächst durch einen Vorüberhitzer
geleitet, geht von hier zum Wärmeaustauscher, wo er einen Teil seiner Wärme an das
zu erhitzende l"littel abgibt, und gelangt dann in den Nachüberhitzer, aus dem er
in wieder hocherhitztem Zustande zur Hochdruckstufe der Maschine strömt. Aus baulichen
Gründen ist es, beispielsweise bei Hochdrucklokomotiven mit einer derartigen Zwischenüberhitzung
und in den Rauchrohren des Langkessels angeordneten Überhitzerelementen, vielfach
nicht möglich, die Heizflächen des Vor- und Nachüberhitzers ohne weiteres so zu
bemessen, daß die gewünschten Überhitzungen des Zwischendampfes und des in die Hochdruckzylinder
eintretenden Dampfes erreicht werden. Üblicherweise werden nämlich die senkrecht
untereinanderliegenden Llberhitzerrohrreihen an die über ihnen angeordneten Sammelkammern
der Überhitzer angeschlossen, während es die erforderlichen Heizflächengrößen bedingen
würden, die in einer senkrechten Reihe liegenden Überhitzerelemente auf die beiden
Überhitzer zu verteilen. Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise eine nachträgliche
Veränderung des Verhältnisses der Heizflächen des Vor- und \; achüber hitzers.
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Bei bekannten Dampfkraftanlagen mit Vor-und Nachüberhitzer für den
im Zwischenüberhitzer benutzten Heizdampf ist eine Möglichkeit zur Regelung der
Wärmemenge, die der vom Vorüberhitzer kommende Heizdampf dem Zwischenüberhitzer
zuführt, dadurch geschaffen, daß zwischen der vom Vorüberhitzer zum Zw ischenüberhitzer
führenden Heizdampfleitung und der vom Nachüberhitzer zur Maschine gehenden Frischdampfleitung
eine mit einer Drosselstelle ausgerüstete Überströmleitung vorgesehen ist. Durch
diese Überströmleitung kann man einen Teil des überhitzten Heizdampfes unmittelbar
in die zur Maschine führende Frischdampfleitung überströmen lassen, also die dem
Zwischenüberhitzer zugeleitete Heizdampfmenge verringern. Mit dieser* bekannten
Einrichtung ist es aber nicht möglich, im Bedarfsfalle die Wärmemenge, die dem Zwischenüberhitzer
zugeführt wird, zu erhöhen. Eine einfache Überleitung von überhitztem Dampf aus
der Leitung hinter dem Nachüberhitzer in die zurre Zwischenüberhitzer gehende
Heizdampfleitung
kommt nicht in Frage, weil der Dampf in den Heizschlangen des Zwischenüberhitzers
und im Nachüberhitzer einen Spannungsabfall erleidet, der Druck in der zur Maschine
gehenden Frischdampfleitung also niedriger ist als in der zum Zwischenüberhitzer
führenden Heizdampfleitung.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, im Bedarfsfalle das Verhältnis der
Heizflächen der beiden Überhitzer mit einfachen Mitteln und ohne Änderung der Anschlüsse
der überhitzerelemente an die Sammelkammern des Vor- und N achüberhitzers zu ändern.
Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß die Überhitzersammelkästen mit Bohrungen
für Umleitungsrohre versehen sind, die zwischen Vor- und Nachüberhitzer eingeschaltet
werden und die Sammelkammern des Vorüberhitzers mit den in die Sammelkammern des
achüberhitzers einmündenden Enden von N N
Überhitzerelementen verbinden. Auf
diese Weise kann man lediglich durch Einsetzen der zwischen beiden Sammelkästen
verlaufenden Überleitungsrohre ein oder mehrere mit den Sammelkästen des Nachüberhitzers
verbundene und ursprünglich. zur Wiedererhitzung des Dampfes bestimmte Überhitzerelemente
zu der Heizfläche des Vorüberhitzers hinzufügen.
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Bei einem Grenzdampferzeuger mit einem Überhitzer für den durch eine
Drosselstelle auf niederen Druck heruntergesetzten Nutzdampf ist es bekannt, die
Heizfläche dieses Überhitzers im Bedarfsfalle dadurch zu ver-@ größern, daß Teile
der Rohrleitung des Vorwärmers als Überhitzerheizfläche umgeschaltet werden. Das
Umschalten erfolgt durch Einstellen von Ventilen in den die betreffenden Rohrgruppen
verbindenden Leitungen. .Es müssen also von vornherein Umleitungen und eine größere
Anzahl Absperrventile vorgesehen werden. Für den Erfindungszweck ist eine derartige
Anordnung nicht geeignet, weil sie zu umständlich ist und zuviel Raum beansprucht,
also beispielsweise in Verbindung mit Rauchrohrüberhitzern einer Lokomotive nicht
benutzt werden könnte.
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Das gleiche gilt von einem bekannten Dampfüberhitzer, der durch in
seinen Sammelrohren angeordnete Kolbenschieber in selbständige Gruppen unterteilt
ist und bei dein durch gleichmäßiges Verschieben der Kolb; nscliieber das Heizflächenverhältnis
der Überhitzergruppen verändert werden kann. In der Rauchkammer steht kein Platz
für die in der Verlängerung der Sammelkästen liegende Einstellvorrichtung der Kolbenschieber
zur Verfügung. Außerdem ist die Ausbildung der Gleitflächen der Kolbenschieber und
die Abdichtung der Schieberstangen umständlich und kostspielig. Im Gegensatz zu
dieser bekannten Einrichtung werden bei der Erfindung die Rauchrohrüberhitzer in
der üblichen Ausführung verwendet. Die Sammelkästen sind lediglich für das Anbringen
der Anschlußbohrungen einzurichten. Im Bedarfsfalle werden dann einfache Überströmrohre
ohne irgendwelche Absperrvorrichtungen eingesetzt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Fig. i ist ein waagerechter Schnitt durch das Rauchkammerende des Lokomotivkessels
mit der neuen Überhitzeranordnung. Fig.2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie
II-II der Fig. i. Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe einen Teil dieser Überhitzeranordnung
im Grundriß und Fig.4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3.
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Mit i und 2 sind der Eintrittssammelkasten und der @ustrittssammelkasten
des Vorüberliitzers, mit 3 und 4 der Eintrittssammelkasten und der Austrittssammelkasten
des N achüberhitzers bezeichnet. Die überhitzerelemente 5 des Vorüberhitzers und
die Überhitzerelemente 6 des Nachüberhitzers liegen nebeneinander in den Rauchrohren
2o des Langkessels 21. Die Sammelkästen der beiden Überhitzer sind als sogenannnte
Fingerkästen ausgebildet. Dementsprechend ist der Eintrittssammelkasten i des Vorüberhitzers
mit quer gerichteten Fingerkammern 23 versehen, zwischen welche die Fingerkammern
24 des Austrittssammelkastens z eingreifen. Am Eintrittssammelkasten 3 des Nachüberhitzer
s sitzen Fingerkammern 25, zwischen welche Fingerkammern 26 des Austrittssammelkastens
4 eingreifen. Die in den senkrechten Reihen der Rauchrohre 2o liegenden Überhitzerelemente
5 und 6 sind an die Böden der über ihnen liegenden Fingerkammern angeschlossen.
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Am Eintrittssammelkasten i des Vorüberhitzers sitzt ein Anschlußstutzen
28 für die vom Kessel kommende Frischdampfleitung und am Austrittssammelkasten 2
ein Anschlußstutzen 29 für die Heizdampfleitung 9, die zu den Heizschlangen to des
in der Rauchkammer liegenden Zwischenüberhitzers i i führt. Der Eintrittssammelkasten
3 des N achüberhitzers ist mit einem Anschlußstutzen 3o für die vom Zwischenüberhitzer
kommende Heizdampfleitung 14 und der Austrittssammelkasten ,4 des Nachüberhitzers
mit einem Anschlußstutzen 31 für die zur Hochdruckstufe derMaschine gehendeDampfleitung
verbunden.
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Für den Anschluß von Umleitungsrohren sind die Dampfkästen erfindungsgemäß
mit Warzen versehen. An den Warzen werden die Dampfkästen so durchbohrt, daß diese
Bohrungen bis in die Bohrungen 33 am Boden
der Fingerkammern reichen,
an welche die Enden der Überhitzerelemente in bekannter Weise angeschlossen sind.
Es bezeichnet 35 eine Warze und 36 die zugehörige Bohrung in einer Fingerkammer
des Eintrittssammelkastens, 3; eine Warze und 38 die zugehörige Bohrung in einer
Fingerkammer des Austrittssammelkastens des Vorüberhitzers, 39 eine Warze und .4o
die zugehörige Bohrung einer Fingerkammer des Eintrittssammelkastens und .Ir eine
Warze und 42 die zugehörige Bohrung einer Fingerkammer des Austrittssammelkastens
des Nachüberhitzers. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind zwei Umleitungsrohre
16, z; eingebaut. Das Umleitungsrohr 16 führt von einer Fingerkammer 23 des Eintrittssammelkastens
des Vorüberhitzers zu einer Fingerkammer 25 des Eintrittssaminelkastens des -N achüberhirzers,
das Umleitungsrohr z; von einer Fingerkammer 2c3 des Austr ittssantinelkastens des
Nachüberhitzers zurück zu einer Fingerkammer 2.1. des Austrittss-ammelkastens des
Vorüberhitzers. In den Fingerkammern des N achüberhitzers müssen die Einsteckenden
T3 und .I4. der Umleitungsrohre 16, z; dicht mit den Enden eines Überhitzerelementes
6 verbunden werden. Sie werden deshalb dicht passend bis in die Anschlußbohrung
33 des Cberhitzerelementes 6 eingeführt. Eine besonders sorgsame Abdichtung ist
nicht erforderlich, -seil der Druckunterschied zwischen dein Dampf in den Umleitungsrohren
1f;, 17 und dem angeschlossenen überhitzereleinent 6 und dem Dampf in den
Kammern =3, 26 des Nachüberhitzers gering ist. Zur Beiesti5ung der -Umleitungsrohre
an den Sammelkammern dienen Flansche .43, die mit einer geeigneten Dichtung auf
den Warzen der Sammelkästen befestigt sind. Auf diese Weise ist ein Überhitzereleinent
6, das ursprünglich einen Teil der Heizfläche des N achüberhitzers bildet, zu der
Heizfläche des V orüberhitzers hinzugeschaltet worden.
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Die Warzen, die zum Anschluß der nicht mit einem Ü berhitzerelement
zu verbindenden Enden der Umleitungsrohre dienen, können anstatt an den Fingerkammern
auch an den Sammelkästen selbst angeordnet sein. Es empfiehlt sich, von vornherein
eine größere Anzahl Anschlußwarzen vorzusehen und zu durchbohren. Die nicht gebrauchten
Bohrungen werden vorläufig durch Blindflanschen verschlossen, die in der Zeichnung
mit :16 bezeichnet sind.