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Überhitzer für Dampferzeuger Die Erfindung bezieht sich auf einen
überhitzer für Dampferzeuger mit zwei ,lampf-und heizgasseitig hintereinandergeschalteten
und aus quer zum Heizgasstrom gewundenen und liegenden Rohrschlangen bestehenden
Rohrschlangengruppen, von welchen die zuerst vom Dampf, und zwar im Gegenstrom durchströmte
Rohrschlangengrupp.e heizgasseitig hinter eine vom Dampf im Gleichstrom durchströmte
Rohrschlangengruppe geschaltet ist. Diese überhitzer zeichnen sich bekanntlich dadurch
aus, daß sie verhältnismäßig kleine Heizflächen erfordern und trotz ihrer Anordnung
in einem sehr heißen Heizgasstrom keiner untragbaren 'Hitzebeanspruchung unterliegen,
weil in den -von den Heizgasen zuerst beaufschlagten Rohren verhältnismäßig kühler
Dampf strömt. Im neuzeitlichen Kesselbau ist es nun erwünscht, den überhitzer heizgasseitig
- unmittelbar hinter der Brennkammer anzuordnen, um ausschließlich die durch Strahlung
übertragbare Wärme des Feuers zur Dampferzeugung auszunutzen, d. h. um auf B:erührungsheizflächen
zur Dampferzeugung _ vor dem iÜberhitzer zu verzichten. Dabei liegen die überhitzerrohre
nicht nur im. Bereich sehr heißer Feuergase, sondern die von den Heizgasen zuerst
beaufschlagten Rohre werden auch noch von der Brennkammer her mit Wärme angestrahlt.
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Um daher zu verhindern, daß die überhitzerrohre bei Außerbetriebnahme
oder beim Anfeuern des Kessels überheizt werden, ist es notwendig, sie in bekannter
Weise von innen mit Wasser zu kühlen. Die sichere
Kühlung der Rohre
ist jedoch nur dann zu erreichen, wenn der aus dem Kühlwasser entwickelte Dampf
das Wasser nicht aus den am .stärksten gefährdeten überhitzerrohren heräusdrückt,
sondern frei abziehen kann. Andererseits ist es vor der Dampfabgabe des Kessels
erforderlich, das Kühlwasser aus dem überhitzer zu entfernen, da es sonst mit in
die Dampfleitungen und von hier in .die Maschinen gerissen wird und .dort nicht
unerheblichen Schaden verursachen kann.
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Diese Bedingungen werden nach der Erfindung gleichzeitig und mit einfachsten
Mitteln dadurch erfüllt, daß die Rohrschlangen beider Gruppen mit ihren unteren
Enden an einen gemeinsamen entwässerbaren Sammler und mit ihren oberen Enden in
getrennte, zum Dampferzeuger hin entlüftbare Sammler angeschlossen sind.
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Durch diese Maßnahme wird jede Gruppe selbsttätig .entwässert und
entlüftet. So kann insbesondere jede Rohrgruppe frei ausdampfen, ohne daß hierdurch
das Kühlwasser von dem entstehenden Dampf aus .den Rohren herausgedrückt wird. Gleichzeitig
wird auch der überhitzer selbsttätig gekühlt, da das bei der Außerbetriebnahme des
Dampferzeugers in beiden Rohrgruppen sich bildende Kondensat der gefährdeten unteren
Rohrgruppe zuläuft, so daß in manchen Fällen sogar auf die besondere Zuführung von
Kühlwasser überhaupt verzichtet werden kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt
sich noch dadurch, daß durch die vorgeschlagene Ausbildung der überhitzer nur drei
Sammler, oder wenn die überhitzerrohre an der Trommel angeschlossen sind, sogar
nur zwei Sammler erforderlich sind, von denen nur einer mit einer Entwässerung ausgerüstet
zu sein braucht.
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Ferner werden erfindungsgemäß die Enden der Rohrschlangen der heizgasseitig
an letzter Stelle liegenden Rohrschlangengruppe vor den Rohrschlangen der heizgasseitig
an erster Stelle liegenden Rohrschlangengruppe derart vorbeigeführt, daß diese Enden
der Rohrschlangen von den Heizgasen zuerst beaufscIhIagt werden. Hierdurch wird
nicht nur der an sich bekannte Vorteil. erreicht, daß die am stärksten gefährdeten
überhitzerrohrenden von verhältnismäßig kühlem Dampf durchströmt werden, sondern
es wird noch der weitere Vorteil ermöglicht, daß das in diesen Rohrenden sich am
längsten haltende Kühlwasser beim Beginn der- Dampfabgabe schnellstens abgeführt
wird, weil der Wasseräbfluß in Richtung der Dampfströmung liegt. Um die erwähnte
Maßnahme zum Schutze der am stärksten gefährdeten überhitzerteile noch mehr zu verbessern,
empfiehlt es sich, in an sich bekannter Weise die von dein Heizgasen zunächst beaufschlagten
Rohrschlangen mit größerer Teilung als die der übrigen Rohrschlangen anzuordnen,
wodurch eine gewisse Anpassung der Heizgasgeschwindigkeit nach Maßgabe der Heizgasabkühlung
erreicht wird. Gleichzeitig gestatten die verhältnismäßig dicken Gassträhnen zwischen
den ersten überhitzerrohren eine bzssere Wärmeübertragung durch Strahlung, und außerdem
wird dadurch die Gefahr einer Verschlackung des überhitzers vermindert.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Die Abbildung zeigt einen senkrechten Schnitt durch den überhitzer
parallel zu den Rohrschlangen. Der überhitzer befindet sich hiernach in einem Strahlungsdampferzeuger
und ist heizgasseitig unmittelbar hinter .der mit Verdampferrohren r des Dampferzeugers
ausgekleideten Brennkammer 2 angeordnet. Er besteht aus den beiden Rohrgruppen 3
und 4, von welchen die Rohrschlangen 3 im Dampfraum der Trommel 5 entspringen und
mit ihren anderen Enden in den Sammler 6 münden. Die Rohrschlangen 4 entspringen
im Sammler 6 und münden in den Sammler 7. An den Sammler 7 ist die Dampfentnahmeleitung
8 des Kessels angeschlossen. Eine oder mehrere mit Absperrventilen 9 versehene Leitungen
io verbinden den Sammler 7 mit dem Dampfraum der Trommler 5, und eine mittels des
Ventils ii absperrbare Entwässerungsleitung 12 ist an den Sammler 6 angeschlossen.
Der Dampf strömt bei dieser Schaltung der Rohrgruppen im kältesten Teil des Heizgasstromes
im Gegenstrom, so daß der Heizflächenvorteil des Gegenstromes weitgehend ausgenutzt
ist und gleichzeitig der Baustoff der den Heizgasen zuerst und auch noch der Strahlung
des Feuerraumes ausgesetzten Rohrschlangenschenkel nur eine seine Haltbarkeit sicherstellende
Temperatur annehmen kann. Im Hinblick auf eine tiefe Baustofftemperatur auch in
den Rohrschlangen 4, in welchen der Dampf die höchsten Temperaturen annimmt, hat
die Rohrgruppe 4 bei geringerer Anzahl von Rohrschlangen kleineren Strömungsquerschnitt
und weist damit höhere Dampfgeschwindigkeiten auf. Sowohl die Rohrschlangen 3 als
auch die Rohrschlangen 4 entwässern sich selbsttätig in den Sammler 6. Die Luft
und der bei der Inbetriebnahme aus dem in den Rohrschlangen gehaltenen Kühlwasser
entwickelte Dampf strömen aus den Rohrschlangen 3 unmittelbar und aus den Rohrschlangen
4 bei geöffnetem Ventil 9 über den Sammler 7 und :die Leitung i o in die Trommel
5 ab.
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Bei der Außerbetriebnahme des Kessels fließt sowohl das in den Rohrschlangen
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als auch das in den Rohrschlangen q. sich bildende Kondensat dem
Sammler 6 zu und füllt die der Brennkammer am nächsten liegenden überhitzerrohre,
wodurch diese gekühlt werden. Hierdurch kann man bei :der Inbetriebnahme des. Kessels
auf die übliche besondere Auffüllung der überhitzerrohre mit Wasser völlig verzichten,
insbesondere wenn bei dem Dampferzeuger für die Heizgasie noch ein parallel zum
überhitzerzug geschalteter Heizgaskanal vorgesehen wird. Trotz dieser Vorzüge besitzt
der neue überhitzer nur zwei besondere Sammler und nur je eine Entlüftungs- bzw.
Entwässerungsleitung.