DE712163C

DE712163C - Device for simultaneous cooling and relaxation of superheated steam

Info

Publication number: DE712163C
Application number: DES130551D
Authority: DE
Inventors: Henri Semet
Original assignee: SOC FR REGULATEURS ARCA
Current assignee: SOC FR REGULATEURS ARCA
Priority date: 1937-01-26
Filing date: 1938-01-26
Publication date: 1941-10-14

Description

Vorrichtung zum gleichzeitigen Kühlen und Entspannen von überhitztem, Dampf Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Kühlen und Entspannen von überhitztem Dampf und besteht aus in der Leitung angeordneten Druckregelmitteln und Einspritzdüsen, die das Kühlmittel in dem Teil mit der durch die Druckregelmittel verursachten größten Dampfgeschwindigkeit zerstäuben.Device for simultaneous cooling and relaxation of overheated, Steam The invention relates to a device for simultaneous cooling and relaxation of superheated steam and consists of arranged in the line Pressure regulating means and injection nozzles that the coolant in the part with the through the pressure regulating means caused the greatest vapor velocity to atomize.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine derartige Vorrichtung so auszubilden, daß im Gegensatz zu den vorbekannten Vorrichtungen die metallenen Innenteile einen möglichst geringen Verschleiß aufweisen, Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß das zerstäubte Wasser zwischen den durch eine Düse zusammengedrängten Dampfschichten mitgerissen wird, wodurch der Aufprall der Wasserteilchen auf die Metallteile vermieden und zugleich ein wirksames Durchdringen der Wassertröpfchen mit den Dampfschichten gegeben ist. Diese schichtweise Aufteilung des durch die Vorrichtung strömenden Dampfes und die Einhüllung des zerstäubten Wassers durch diese Dampfschichten wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Druckregelmittel als Doppelscheibenventil ausgebildet ist, in dessen Längsachse die Abflußöffnung eines das Doppelscheibenventil umgebenden Gehäuses sowie eine an diese anschließende Mischdüse vorgesehen sind, wobei in der Dichtungsfläche des einen oder des anderen oder beider Ventilsitze Zerstäuberkanäle für das Kühlmittel angeordnet sind, die mit Zubringerkanälen verbunden werden.The object of the invention is to provide such a device to train so that, in contrast to the previously known devices, the metal Inner parts have the least possible wear, this advantage is thereby achieved that the atomized water between the squeezed by a nozzle Steam layers are entrained, causing the impact of the water particles on the Metal parts avoided and at the same time effective penetration of the water droplets with the vapor layers is given. This layered division of the Device flowing through the steam and the enveloping of the atomized water this vapor layers is achieved according to the invention in that the pressure regulating means is designed as a double disc valve, in the longitudinal axis of which the drain opening a housing surrounding the double disk valve as well as a housing connected to it Mixing nozzle are provided, with one or the other in the sealing surface or both valve seats are arranged atomizer channels for the coolant, the be connected with feeder channels.

Zum Regeln der Zerstäubung des Kühlmittels können hierbei selbsttätig wirkende und das Doppelscheibenventil steuernde Mittel vorgesehen sein, die einen gleichbleibenden Druckabfall des Dampfes zwischen dem Einlaß- und Auslaßkanal ungeachtet der Druckänderungen des überhitzten Dampfes bei seinem Eintritt in die Vorrichtung gewährleisten.To regulate the atomization of the coolant can be done automatically acting and the double disc valve controlling means may be provided, the one constant pressure drop of the steam between the inlet and outlet channel regardless of pressure changes of the superheated steam as it enters ensure in the device.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen lotrechten Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, Abb.2 und 3 je einen Teilschnitt einer Einzelheit zur Darstellung verschiedener Ausführungsformen der Zerstäuberkanäle und Abb. 4. einen lotrechten Schnitt durch den oberen Teil einer Vorrichtung, die mit einem besonderen DruckverminderungsventiI ausgerüstet ist.In the drawing, some embodiments of the invention are for example shown, namely Fig. i shows a vertical section through a device according to the invention, Fig.2 and 3 each have a partial section of a detail for illustration different embodiments of the atomizer channels and Fig. 4. a vertical one Section through the upper part of a device equipped with a special pressure reducing valve is equipped.

In diesen Abbildungen und insbesondere in Abb. i ist die eigentliche Entspannungsvorrichtung in einem Gefäß i von annähernd zylindrischer Form untergebracht, das an seinem unteren Teil mit einem seitlichen Anschlußstutzen 2 versehen ist, an den eine Leitung 3 zum Abführen bzw. Absaugen des entüberhitzten Dampfes angeschlossen ist; außerdem ist dieses Gefäß unten mit einem Anschlußstutzen 4. zur Ableitung von im Überscnuß auftretendem Wasser ausgerüstet. In seinem oberen Teil läuft das Gefäß i in einen halsförmigen Teil aus, der mit einem Flansch 5 versehen ist, auf dem mittels eines Flansches 6 ein kugelförmiges Gehäuse 7 ruht, das mit einem Deckel 77 verschlossen ist. Das Gehäuse 7 hat einen seitlichen Anschlußstutzen 8, welcher an die Einlaßleitung g für den überhitzten Dampf angeschlossen ist. In diesem kugelförmigen Gehäuse 7 erfolgen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Entspannung des überhitzten Dampfes und die Zerstäubung des Wassers. Zu diesem Zweck ist der Anschlußstutzen 8 in das Innere des Gehäuses 7 hinein mittels eines Kanals io verlängert, der an dem in das Gehäuse hineinragenden Ende geschlossen ist und zwei Ventilsitze bzw. Ventilsitzflächen i i und 12 für zwei durch einen Teil 15 miteinander verbundene Ventilscheiben 1.3 und 14 eines entlasteten Entspannungsventils üblicher Art aufweist, dessen Schaft 16 unter Einfügung einer Stopfbüchse 18 durch einen Stutzen 17 des Gehäusedeckels hindurchgeht. Der Schaft des Entspannungsventils kann :auf jede gewünschte Art, von Hand oder selbststätig, z. B. in Abhängigkeit von der Abgabemenge des zu behandelnden Dampfes gesteuert werden.In these figures and in particular in Fig is; In addition, this vessel is equipped at the bottom with a connecting piece 4 for the discharge of water occurring in the excess. In its upper part the vessel i runs out into a neck-shaped part which is provided with a flange 5 on which a spherical housing 7 rests by means of a flange 6 and is closed with a cover 77. The housing 7 has a lateral connection piece 8 which is connected to the inlet line g for the superheated steam. In this spherical housing 7, in the embodiment shown, the relaxation of the superheated steam and the atomization of the water take place. For this purpose, the connection piece 8 is extended into the interior of the housing 7 by means of a channel io which is closed at the end protruding into the housing and has two valve seats or valve seat surfaces ii and 12 for two valve disks 1.3 connected to one another by a part 1 5 and 14 of a relieved expansion valve of the usual type, the shaft 16 of which passes through a connecting piece 17 of the housing cover with the insertion of a stuffing box 18. The stem of the expansion valve can be: in any desired way, by hand or automatically, e.g. B. can be controlled depending on the amount of steam to be treated.

Gemäß dem ersten in Abb. i, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Zerstäuber durch eine Reihe feiner schräger Zerstäuberkanäle i g gebildet, die in dem Sitz des Ventils i i angebracht und gegen die Unterseite der Ventilscheibe i3 hin gerichtet sind. Das Wasser strömt hierbei durch einen ringförmigen Kanal 21 zu, der durch einen Zubringerkanal 22 gespeist wird; mit letzterem kann eine durch eine Pumpe regelbare oder nichtregelbare Leitung verbunden sein. Die beiden Ausführungsformen nach Abb.2 und 3 unterscheiden sich nur durch die Form der Zerstäuberkanäle i g. Man erkennt, daß die Wassertröpfchen beim Verlassen der Zerstäuberkanäle ig vom Dampf unmittelbar und mit einer um so größeren Geschwindigkeit mitgerissen werden, je größer der Spannungsabfall des Dampfes ist. Hierdurch wird die Verteilung der Wassertröpfchen in mehr oder weniger feine Teilchen so weitgehend unterstützt, daß sie schließlich in dem entspannten Dampfstrom verdampfen, sobald das Gemisch in das zylindrische Gefäß i der eigentlichen Enthitzungsvorrichtung einströmt. Des weiteren kann auch der Sitz 12 der oberen Ventilscheibe 14 des Entspannungsventils Zerstäubungskanäle aufweisen, die denen in Abb. -- und 3 gezeigten entsprechen und die ebenfalls eine geeignete Richtung haben. Das durch sie zerstäubte Wasser wird von dem Dampf mitgenommen, der sich zwischen der Ventilscheibe und dem Ventilsitz ausdehnt und in das .Gehäuse 7 ausströmt. Wie weiterhin Abb. i zeigt, ist in der Längsachse des Doppelscheibenventils zwischen dem Gehäuse 7 und dem zylindrischen Gefäß i eine kurze Mischdüse 2o eingeschaltet, die aus einem Metall hergestellt ist, das der Stoßwirkung der vom Dampf mit großer Geschwindigkeit mitgerissenen Wassertröpfchen standzuhalten vermag. Diese Düse spielt so eine doppelte Rolle. Sie schützt den halsförmigen Teil des Gefäßes i gegen die durch die Wassertröpfchen verursachten Stöße und bewirkt außerdem eine erneute mischende Bewegung des Gemisches von Dampf und zerstäubtem Wasser.According to the first embodiment shown in Figs. 1, 2 and 3 the atomizer is formed by a series of fine inclined atomizer channels i g, which is mounted in the seat of the valve i i and against the underside of the valve disc i3 are directed towards. The water flows through an annular channel 21 to, which is fed by a feeder channel 22; with the latter one can be connected by a pump controllable or non-controllable line. The two Embodiments according to Figures 2 and 3 differ only in the shape of the atomizer channels i g. It can be seen that the water droplets ig when leaving the atomizer channels be carried away by the steam immediately and at an all the greater speed, the greater the voltage drop of the steam. This will reduce the distribution of the Water droplets in more or less fine particles so largely supported that they eventually evaporate in the relaxed steam flow as soon as the mixture is in the cylindrical vessel i of the actual desuperheater flows in. Of the seat 12 of the upper valve disk 14 of the expansion valve can also be used Have atomization channels corresponding to those shown in Figs. - and 3 and which also have a suitable direction. The water atomized by them becomes entrained by the steam moving between the valve disc and the valve seat expands and flows into the housing 7. As further Fig. I shows, is in the Longitudinal axis of the double disc valve between the housing 7 and the cylindrical Vessel i switched on a short mixing nozzle 2o made of a metal is that of the impact of those swept away by the steam at great speed Able to withstand water droplets. This nozzle thus plays a double role. It protects the neck-shaped part of the vessel i against the water droplets caused shocks and also causes a re-mixing movement of the mixture of steam and atomized water.

Abb. 4. zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung, bei der der Schaft des Doppelscheibenventils 16, den Deckel 77 des Ventilgehäuses 7 durchdringend, einen Kolben 23 trägt, der in einem Zylinder -25 gleiten kann. Eine Belastungsfeder 24. ist zwischen dem Zylinderdeckel 26 und der oberen Kolbenfläche eingebaut. Demgemäß unterliegt die untere Kolbenfläche dem Druck des überhitzten Dampfes, und zwar vermöge einer durch ein Rohr 27 hergestellten Verbindung. Die obere Kolbenfläche des Kolbens 23 unterliegt dem Druck der Mischung des entspannten Dampfes und zerstäubten Wassers, und zwar vermöge einer durch ein Rohr 28 hergestellten Verbindung, das in der gezeichneten Weise angeordnet ist. Es ist leicht zu erkennen, daß einer bestimmten Spannung der Feder 24 ein gleichfalls bestimmter Unterschied zwischen dem Druck des zu enthitzenden Dampfes vor dem Ventil 13, 14, 15 und dem der Mischung von Dampf und zerstäubtem Wasser entspricht, der in dem Ventilgehäuse hinter diesem Ventil, d. h. praktisch auch in dem Gefäß i, herrscht. Dieser Druckunterschied kann geregelt werden, indem man in geeigneter Weise die Spannung der Feder z4 ändert. Man könnte diesen Druckunterschied sogar sich nach einem gegebenen Gesetz ändern lassen, indem man in geeigneter Weise auf die Vorrichtung zum Andern der Spannung der Feder oder eine entsprechende Vorrichtung einwirkt, die den veränderlichen auf das Druckminderungsventil einwirkenden Druck ausgleicht.Fig. 4. wherein the shaft of the double-disk valve 1 6, the lid 77 of the valve housing 7 shows a modified embodiment of the apparatus, penetrating, carries a piston 23 which can slide in a cylinder -25. A loading spring 24 is installed between the cylinder cover 26 and the upper piston surface. Accordingly, the lower surface of the piston is subjected to the pressure of the superheated steam by virtue of a connection established by a pipe 27. The upper piston surface of the piston 23 is subject to the pressure of the mixture of the relaxed steam and atomized water, by virtue of a connection established by a pipe 28 which is arranged in the manner shown. It is easy to see that a certain tension of the spring 24 corresponds to a likewise certain difference between the pressure of the steam to be de-heated upstream of the valve 13, 14, 15 and that of the mixture of steam and atomized water which is in the valve housing behind this valve , ie practically also in the vessel i, prevails. This pressure difference can be regulated by changing the tension of the spring z4 in a suitable manner. This pressure difference could even be changed according to a given law by acting in a suitable manner on the device for changing the tension of the spring or a corresponding device which compensates for the variable pressure acting on the pressure reducing valve.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for simultaneous cooling and expansion of superheated steam, consisting of pressure regulating means and injection nozzles arranged in the line, which atomize the coolant in the part with the highest steam speed caused by the pressure regulating means, characterized in that the pressure regulating means is designed as a double disk valve (i3, 14) is, in the longitudinal axis of which the outflow opening (2g) of a housing (7) surrounding the double disk valve and a mixing nozzle (2o) connected to it are provided, and that atomizer channels (1i, i2) are provided in the sealing surface of one or the other or both valve seats (1i, i2) i9) are arranged for the coolant, which are connected to feeder channels (2i, 22).

2. Device according to claim i, characterized in that that to regulate the atomization and the coolant, the automatic and double disc valve (i3, 14) controlling means (23) are provided which maintain a constant pressure drop of the steam between the inlet and outlet regardless of the pressure changes of the superheated Ensure steam as it enters the device.