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Dampftemperatur-Regler mit Oberflächen-Wärmeaustauscher Die Hrhndung
betrittt einen Dampftemperatur-Regler mit Oberflächen-Wärmeaustauscher, der als
langgestreckter rohrförmiger Körper besonders für hohen Druck geeignet ist. Da solche.
Dampftemperatur-Regler jedoch bei großer Wärmeleistung eine erhebliche Länge erhalten
müssen, stößt ihre Unterbringung sehr oft auf räumliche Schwierigkeiten. Besonders
störend wirken dabei die Dampfzu- oder -abführungsrohre, welche bis zum unteren
Ende des Wärmeaustauschers führen. Es ist deshalb schon versucht worden, derartige
Wärmeaustauscher mit starker Neigung der Rohrachse gegen. die Lotrechte anzuordnen.
Dadurch geht jedoch der durch den erzeugten Sattdampf verursachte Auftrieb zum großen
Teil verloren. Eine Unterteilung in zwei gleichartige parallel geschaltete Gefäße
verkürzt zwar die Bauhöhe, vermindert jedoch die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes
und ist infolge der doppelten Zu-und Ableitungen wenig vorteilhaft. Diese Schwierigkeiten
können jedoch vermieden werden, und zwar unter voller Erreichung der angestrebten
Vorteile, wenn erfindungsgemäß die beiden gleichartigen Wärmeaustauscher nur, wasserseitig
parallel, dagegen dampfseitig hintereinandergeschaltet werden. ' Diese Anordnung
ist in Abb. i in Ansicht mit den Verbindungsleitungen dargestellt, während Abb.
2 einen Längsschnitt durch den Oberflächen= Wärmeaustauscher wiedergibt.
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Der Oberflächen-Wärmeaustauscher besteht gemäß Abb.2 aus dem druckfesten,
rohrförmigen, lotrechten Mantel i, dessen unteres Ende halbkügelartig geschlossen
ist, während das `obere Ende in einen Flansch 2 übergeht. Die Dampfein- und =aus,
trittsstutzen 3, 4 münden nicht unmittelbar, in den Mantel i, sondern in ringförmige
Vecteilkammern i9, 20, Welche mit dem Mantel i .verschweißt und
durch
über den Umfang verteilte Bohrungen 21, 22
mit dessen Innenraum verbunden
sind. In den Mantel i sind die Wärmeaustauschrohre 5, 5a eingesetzt, deren obere
Enden in der Rohrplatte 6 und deren untere Enden in der Rohrplatte 7 dicht befestigt
sind. Die untere Rohrplatte 7 ist nach unten. durch die Umlenkhaube 8 abgeschlossen,
welche finit ihr druckfest verbunden ist. Die Rohrplatte 7' und die Haube 8 sind
im Durchmesser so gehalten, daB sie den Rohrmantel i nicht berühren. Von den Wärmeaustauschrohren
5, 50 besitzt das gleichachsig zum Rohrmantel i angeordnete Rohr 5a einen
größeren Durchmesser als die übrigen es kreisförmig umgebenden Rohre 5. Durch das
Rohr 50 geht auf seine ganze Länge das Kühlwasserzuführungsrohr 9 hindurch,
dessen oberes Ende in einer Rohrplatte io befestigt ist und dessen unteres Ende
in die Umlenkhaube 8 mündet. Zwischen den Rohrplatten 6 und io befindet sich das
Zwischenstück i i mit Flanschen 12 und 13, das mit dem Austrittsstutzen 14 des Kühlmittels
versehen ist, während über der Rohrplatte io die Haube 15 mit Flansch 16 und Kühlwassereintrittsstutzen
17 das Ganze druckfest abschließt. In das Rohr 9 ist gleichachsig das Schlammrohr
9a eingesetzt, welches mit seinem unteren Ende tiefer in die Haube 8 mündet als
das Rohr 9 und mit seinem oberen Ende in der Haube 15 befestigt ist. Der Mantel
i ist unten mit einem Abschlämmstutzen 18 versehen.
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Gemäß Abb. i sind zwei gleichartige, vorstehend beschriebene Oberflächen-Wärmeaustauscher
i, i' auf gleicher Höhe parallel nebeneinander und unterhalb des Wasserspiegels
des Dampferzeugers angeordnet. Der Wasserraum der Kesseltrommel 23 ist durch die
Fallrohre 17 mit den Hauben 15 verbunden, während von den Zwischenstücken i i die
Steigrohre 14 zum Dampfraum der Kesseltrommel 23 führen. Der zu kühlende Heißdampf,
der bereits die erste Rohrgruppe des nicht dargestellten Dampfüberhitzers durchströmt
und ihn mit einer Temperatur von etwa 400 bis 45o° verlassen hat, wird durch mehrere
parallele Rohre 24 dem entsprechend der Zahl der Rohreinmündungen ausgebildeten
Dreiweghahn 25 zugeführt. Bei der dargestellten Einstellung der Hahnmuschel 26 wird
der gesamte Dampf durch die Rohre 4 in den Verteilring i9' des rechten Wärmeaustauschers
i' geleitet, durchströmt den Kühler von oben nach unten, tritt aus dem Verteilring
2o' durch die Verbindungsrohre 3 in den Verteilring 20 des linken Wärmeaustauschers
i. ein, durchströmt den Kühler von unten nach oben und verläßt ihn durch den Verteilring
i9, von wo er durch die Rohre 4 zu dem Eintrittssammler der zweiten Überhitzergruppe
strömt, in welcher der um etwa 40° rückgekühlte Dampf die Endtemperatur annimmt.
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Wird die Hahnmusche126 um eine Röhrteilung nach links gedreht, so
strömt etwa die Hälfte des Dampfes den vorstehend beschriebenen Weg durch die Wärmeaustauscher,
während die andere,Häl.fte durch die obere Reihe der Verbindungsrohre 27 unmittelbar
in den Verteilring i9 gelangt. Wird die Hahnmuschel 26 um eine weitere Rohrteilung
nach links gedreht, so strömt der gesamte Dampf durch die Rohre 27, wird also nicht
mehr gekühlt. Die Hahnmuschel ist durch außen angebrachte Anschläge in der Drehung
begrenzt, weil sonst durch falsche Einstellung der Überhitzer abgeschlossen werden
könnte.
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In manchen Fällen wird es genügen, für die, Erreichung der größten
Kühlwirkung etwa die Hälfte des überhitzten Dampfes durch die Wärmeaustau-scher
zu leiten. Die andere Hälfte geht dann, wie beschrieben, durch die Rohre 27. Es
ist unnötig, in diesem Falle die gesamte Dampfmenge durch die Rohre 24 zum Dreiweghahn
25 und durch die Rohre 4 wieder abzuleiten. In diesem Falle kann die Rohrleitung
vereinfacht werden, wenn zwischen dem Austrittssammler der ersten Überhitzerstufe
und dem Eintrittssammler der zweiten Überhitzerstufe eine Kurzschlußverbindung hergestellt
wird, welche durch Einbau einer Blende oder einer anderen Vorrichtung so 'bemessen
wird, daß sie etwa die Hälfte der höchsten Dampfleistung .durchströmen läßt. Die
Rohre 24 und 4 brauchen dann nur für die Hälfte .der höchsten Dampfleistung des
Dampferzeugers bemessen werden.
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Die Durchströmung der Wärmeaustauscher in der beschriebenen Richtung
hat den Vorteil kürzester Verbindungsrohre 4 und 24. Sie hat jedoch weiter den Vorteil,
daß der heißeste Dampf an die Kühlrohre an einer Stelle gelangt, wo in ihnen die
größte Strömungsgeschwindigkeit des Dampf wassergemisches herrscht. Dadurch wird
die Dampfspaltung mit ihren gefürchteten Folgeerscheinungen 'vermieden. Auch die
Anordnung von Verteilkammern wirkt in diesem Sinne günsitig, weil der Dampf von
allen Seiten mit ungefähr gleicher Geschwindigkeit zwischen die Kühlrohre eindringt.
Ferner hat sie den Vorteil, daß der durch die Rohre 27 umgeleitete Heißdampf gar
nicht in den Kühlerraum eindringt, sich jedoch mit dem gekühlten Dampf gut mischt.
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Die Einschaltung des Umführungshahnes 25, 26 zwischen die Verteilkammern
i9 und i9' hat den Vorteil raumsparender Anordnung. Sie erzeugt jedoch eine gewisse
Steifigkeit der Rohrverbindungen. Da die beiden Kühlermäntel i und i' immerhin einen
gewissen Temperaturunterschied aufweisen, wird es vorteilhaft sein, eine der Verbindungen
3, 4' oder 27 -so auszuführen, daß sie die auftretenden Wärmedehnungen aufnehmen
kann. Wenn die Rohre 4 und 27 genügend elastisch sind, können die Wärmeaustauscher
an den Stirnseiten der Verteilkammern i9 und i9' fest gelagert werden, was wegen
der Schaffung von Fixpunkten für die Rohre 17 und 14 sowie 4 und 24 von Vorteil
ist.