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Heißdampfkühler Die Erfindung bezieht sich auf einen Heißdampfkühler,
der in dem mittleren Teil des zwei feuergasbeheizte Rohrgruppen eines Dampfüberhitzers
verbindenden Zwischensammlers angeordnet ist, und besteht därin, daß die Rohreinmündungen
der beiden Rohrgruppen an den entgegengesetzten Enden des Zwischensammlers in waagerechten
Ebenen senkrecht zur Achse des Zwischensammlers liegen und über den ganzen Umfang
verteilt sind.
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Es ist bekannt, in einem Zwischensammler, der zwei feuergasbeheizete
Rohrgruppen eines Dampfüberhitzers miteinander verbindet, den Heißdampfkühler anzuordnen.
Hierbei liegen die Einbauten des Heißdampfkühlers vor den Ausmündungen der Überhitzerrohre,
so daß diese nur zugänglich sind, wenn vorher die Einbauten entfernt worden sind.
Sind die ankommenden und die abgehenden Überhitzerrohre auf entsprechenden Mantellinien
des Zwischensammlers angeordnet, so, macht der Dampf praktisch nur eine Richtungsumkehr
in Ebenen senkrecht zur Sammlerachse. Eine Dampfmischung tritt daher nicht ein.
Da einzelne Rohre
infolge Anordnung im kälteren oder heißeren Gasstrom
oder infolge stellenweiser Verschlackung der Reizfläche höhere oder tiefere Dampftemperaturen
ergeben werden als dem .Mittelwert entspricht, sind die Rohre mit liölierer Darnpfteniperatur
gefährdet.
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Es sind auch .Anordnungen bekannt, hei denen die Rohre der beiden
LTberhitzergruppen je auf einer Längshälfte des Zwischensammlers einmünden, so daß
der gesamte Dampfstrom den Zwischensammler in Achsrichtung durchströmen muß. Hierbei
wird auch eine 'Mischung des Dampfes erzielt. Die Kühlung des Dampfes erfolgt entweder
durch Wärmeaustausch an eingebauten Berührungsflächen oder durch Einspritzung von
Wasser in den Dampf in dein zwischen den beiden Sammlerenden liegenden Gehäuseteil.
Sowohl die eingebauten Wärmeaustauschflächen als auch die Einbauten für die Einspritzung
des Wassers behindern aber die Strömung des Dampfes, und es werden die gegen die
Enden des Sammlers zu liegenden Dampfwege einen höheren 'Niderstand aufweisen als
die gegen die Mitte zu liegenden. Da der Dampf jedoch das Bestreben hat, den kürzesten
Weg zu nehmen, werden die gegen die Längsmitte des Sammlers gelegenen Rohre stärker
beaufschlagt, und es werden trotz Durchmischung des Dampfes auch in der nachgeschalteten
Überhitzerrohrgruppe wieder ungleiche Dampfendteinperaturen an den einzelner. Rohren
entstehen.
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Die Verteilung der L?berhitzerrohre längs einer Erzeugenden des Zwischensammlers
bedingt eine entsprechende Verstärkung der Sammlerwand, um die durch die Rohrlöcher
eintretende Schwächung zu belieben. Da dieser Zwischensammler starken Temperaturunterschieden
und auch gelegentlichen starken Temperaturschwankungen unterworfen ist, ist jedoch
eine geringe Wandstärke anzustreben, um die Werkstoffspannungen zu verringern.
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Bei einem LJüerhitzer ist es bekannt, an ein durch Ouerwände in Kammern
unterteiltes genieinsanies Dampfz-uleittingsrohr die-Danrpfrohre radial anzuschließen
und so zu führen, daß die von einer Kammer ausgehenden Rohre in die nächste Kammer
einmünden und der Dampf sämtliche Kammern, der Reihe nach durchströmt. DerUnterbringung
einergroßen Heizfläche auf kleinem Raum stehen jedoch bedeutende Herstellungsschwierigkeiten
gegenüber, wenn diese Anordnung für hohe Drücke zur Anwendung kommen soll.
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Die geschilderten Mängel werden durch die Ausbildung der Erfindung
vermieden. Da die ankommenden und abgehenden Rohrenden über den ganzen Umfang verteilt
sind, kann der Zwischensammler verhältnismäßig kurz ausgeführt werden. Seine _\chse
wird senkangeordnet zur Erstreckungsebene der waagerecht in den Sammler einmündenden
LTberhitzerrohrenden. Es wird dann in vielen Fällen möglich sein, den für die Befahrbarkeit
erforderlichen Abstand der beiden Cberhitzergruppen zur Unterbringung des Kühlereinbaues
auszunutzen, so daß die Überhitzerrohre aus diesen Ebenen nur wenig abgebogen «-erden
müssen. Da ein öfteres Herausnehmen der Einbauten nicht erforderlich ist, können
sie in Teile zerlegt werden, so daß die Endflanschen nicht dein vollen Durchmesser
des Zwischensammlers entsprechen müssen. Solche eingezogenen Flanschenden verringern
das Gewicht erheblich und erhöhen die Betriebssicherheit, insbesondere bei Sammlern,
die für hnlier,-# Betriebsdrücke bestimmt sind.
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Können wegen der Rohrteilung oder der Strömungsgeschwindigkeit oder
aus anderen Gründen nicht alle Rohre an einen Zwischensammler angeschlossen werden,
so können zwei oder mehrere Zwischensammler parallel geschaltet werden, von denen
jeder einen Teil der Rohre aufnimmt. Hierbei können in jeden dieser-Teilsammler
diejenigen Rohre einmünden, welche im selben Teilstrom der Feuergase liegen. Es
werden dann. die Rohre, welche von den Feuergasen bestrichen werden, die nahe der
gekühlten Seitenwand des Feuerraumes geströmt sind, in einem Teilsammler zusammen
gefaßt und gesondert geregelt von denen, welche in der Mitte des Feuergasstroines
liegen. 1:s kennen jedoch auch die Rohrgruppen ganz oder teilweise kreuzweise verbunden
werden, so daß im l`herhitzer selbst ein gewisser Temperaturausgleich eintritt.
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Der Heißdampfkühler kann, in irgendeiner bekannten Form als Oherfläcii2nwärineaustauscher
oder als Einspritzkühler ausgebildet werden.
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Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist irr Abb. i und 2 in vereinfacht°r
Darstellung wiedergegeben.
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In dein Feuergaszug eines Dampferzeugers ist derDampfiiberhitzer angeordnet,
bestehend aus einer vom Dampf zuerst durchströmten Rohrgruppe i, deren Rohre in
dein oberen Ende des Zwischensammlers 3 endigen und von dessen unterem Ende die
Rohre der Überhitzerrohrgruppe 2 abgehen, die in den, Austrittssammler .I endigen.
_1us diesem wird der Heißdampf durch Rohre ä entnommen.
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Zwischen der, Einmündungsebenen der Rohrgruppen i und 2 ist in dem
Zwischensammler 3 der Heißdampfkühler 6 angeordnet, bestehend etwa aus einem mit
Raschig-Ringen gefüllten Siebkorb. Durch Rohrleitung 7 wird nach Bedarf @Vasser
girgeführt
und durch Düse $ auf die ILiihlerfüllung aufgespritzt.
Eine Rohrleitung g mit Stauen Kondenstopf od. dgl. io führt den etwaigen nicht verdampften
Wasserüberschuß ab. Vor dem Austritt der Rohre 2 in den Sammler ,4 und in der Nähe
des oder der Dampfentnahmerohre 5 ist ein Temperaturfühler i i angebracht, der durch
eine Impulsleitung 12 das Regelventil 13 in der Einspritzleitung verstellt.
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In Abb.2 ist dargestellt, daß die an die Seitenwände des Feuerraumes
anschließend gedachten Wände des Gaszuges noch mit Kühlrohren 14 verkleidet sind.
Der Überhitzer ist in sechs parallel im Feuergasstrom liegenden Rohrgruppen unterteilt,
welche durch Beisetzen der Zeichen a bis f zu den Bezugsziffern voneinander
unterschieden sind. Jede Rohrgruppe hat ihren besonderen Zwischensammler mit Kühler
und Einspritzung.
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Die untereinanderliegenden Rohrgruppen j a
und 2a sind
durch den Zwischensammler 3a miteinander verbunden. Da die Feuergase, welche diese
Rohrgruppen durchstreichen, durch Abstrahlung an die Rohre 14 am stärksten abgekühlt
sind, wird die Temperatur des aus diesen Rohrgruppen austretenden Dampfes am Temperaturfühler
i ia niedriger sein als die -am Temperaturfühler 1 1b der ebenso geschalteten Rohrgruppen
ib und 2b. Es wird deshalb für jede dieser Rohrgruppen die Dampftemperatur mittels
der Ventile 13a und 13b gesondert geregelt, wobei natürlich alle Regeleinrichtungen
so eingestellt sind, daß sich an den Temperaturfühlern ila und lib dieselben-Dampftemperaturen
einstellen.
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Die Rohrgruppen c und d zeigen insofern einen Unterschied, als die
Rohre je in den Zwischensammler 3a und die Rohre id in den Zwischensammler 3d einmünden,
die Rohre 2c jedoch nicht von 3a ausgehen, sondern von 3d und die Rohre 2d dagegen
von 3c. Dadurch wird bereits ein Ausgleich der Dampftemperaturen erzielt, weil jeder
Teilstrom der Feuergase nacheinander zwei nicht von demselben Dampfstrome durchflossene
Teilrohrgruppen beheizt.
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Bei den Rohrgruppen e und f ist jeweils die Hälfte der
Rohre 2e und 2f an die Zwischensammler 3e und 3f angeschlossen. Diese Anordnung
ergibt daher nicht den guten Temperaturausgleich wie die Rohre c und d, sie hat
jedoch den Vorteil, daß die Rohre jeweils auf der näher gelegenen Seite der Zwischensammler
3 eingeführt werden können und daher nicht so stark abgebogen «-erden müssen.
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Um die Überhitzerrohrschlangen nicht aus ihren Ebenen abbiegen zu
müssen, wird man bei der Herstellung die Anschlußstellen trennen in der Weise, daß
der tr'herhitzer aus ebenen Rohrtafeln zusammengebaut wird und die Rohrenden, auf
gleiche Anschlußlinien ausgerichtet, an die Zwischensammler angeschweißt werden.
Der Überhitzer wird daher amBetriebsorte zunächst aufgebaut, dann der Zwischensammler
davorgesetzt und die Rohrenden aufeinander ausgerichtet und miteinander verschweißt.