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Durch überhitzten Dampf beheizter Zwischenüberhitzer.
Die Erfindung bezieht sieh auf durch überhitzten Dampf beheizte Zwischenüberhitzer, in welchen der Heizdampf in einer ersten Zone seine Überhitzungswärme und in einer zweiten Zone seine Verdampfungswärme ganz oder zum Teil abgibt. Bei der konstruktiven Ausführung solcher Zwischen- überhitzer ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als in den beiden Zonen besonderen Bedingungen genügt
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Masse, wie im Verlauf seines Weges seine Temperatur steigt, auch durch entsprechend heisseren Heiz- dampf beheizt wird. Dieser Forderung ist genügt, wenn der zu überhitzende Dampf vollständig im Gegen- strom zum Heizdampf geführt wird.
In der zweiten Zone bleibt die Temperatur des Heizdampfes bzw. des Heizdampfkondensats auf der gesamten Länge der Heizrohrleitung im wesentlichen gleich, so dass es, wenigstens mit Rücksicht auf das erzielbare Temperaturgefälle zwischen dem Heizmittel und dem zu überhitzenden Dampf, unerheblich ist, ob der zu überhitzende Dampf im Gegenstrom oder im
Gleichstrom zum Heizmittel strömt. Dagegen ist es für eine günstigen Wärmeübergang hier besonders wesentlich, dass die Strömungsgeschwindigkeit des zu überhitzenden Dampfes hoch ist.
Dieser Forderung wird dadurch genügt, dass man in der zweiten Fberhitzerzone den Strömungsquerschnitt für den zu überhitzenden Dampf klein hält, indem man den Überhitzerraum durch Lenkwände so unterteilt, dass der zu überhitzende Dampf diese Zone unter Richtungswechsel durchströmt. Die Erfindung ermöglicht demgemäss bei Zwischenüberhitzern der in Frage stehenden Art eine günstige Raumausnutzung und die Erreichung einer verhältnismässig hohen tberhitzungstemperatur für eine gegebene Heizfläche dadurch,
dass der zu überhitzende Dampf durch die erste Zone zwecks möglichst wirksamer Ausnutzung des Temperaturgefälles vollständig im Gegenstrom zum Heizdampf und durch die zweite Zone mittels Unterteilung durch Lenkwände und unter Richtungswechsel auf einem verlängerten Weg geführt wird, um in der zweiten Zone durch die Unterteilung des gegebenen Raumes kleine Strömungsquerschnitte und damit eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des zu überhitzenden Dampfes zu erhalten.
In der Zeichnung veranschaulicht Fig. 1 rein schematisch eine Ausführungsform des Erfindunggegenstandes in einem senkrechten Längsschnitt. Fig. 2 zeigt gleiehfalls im senkrechten Längsschnitt eine Ausführungsform des Zwischenüberhitzers gemäss der Erfindung, bei welcher der Rauminhalt des Behälters vorteilhaft ausgenutzt und die Heizfläche günstig verteilt ist.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den Pberhitzungsbehälter, den Eintrittsstutzen für den zu überhitzenden Dampf und 3 den Austrittsstutzen für den im Behälter überhitzten Dampf. Im Behälter sind vom Heizdampf durchströmte Heizrohrschlangen 4 angeordnet. Der überhitzte Heizdampf wird den oberen Enden 5 der Rohrschlangen zugeleitet, das Kondensat fliesst an den unteren Enden 6 ab. Der untere Teil des Behälterraumes ist durch senkrechte Lenkwände 7 und 8 unterteilt. Die Lenkwand 8 ist mit ihrem oberen Ende an eine Querwand 9 angeschlossen und endet ein Stück über dem Boden-M des Behälters 1. Die Lenkwand 7 geht vom Behälterboden 10 aus und endet ein Stück unterhalb der Querwand 9.
Diese Querwand erstreckt sieh in der Breite über den grösseren Teil des Behälterquerschnittes und befindet sieh in einer Höhenlage, in welcher der in den Heizschlangen 4 strömende Heizdampf etwa seine Über-
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hitzungswärme abgegeben hat und in das Sättigungsgebiet übergeht. Oberhalb der Querwand S liegt also die erste Zone des überhitzer, in welcher der Heizdampf seine Überhitzungswärme an den die Heizrohre umspülenden Zwischendampf abgibt, während unterhalb der Querwand die zweite Überhitzerzone liegt, in welcher der Heizdampf seine Verdampfungswärme teilweise oder ganz abgibt und entsprechend kondensiert. Ergeben sich bei der Unterbringung der beiden Überhitzerzonen in einem gemein-
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trennen.
Der zu überhitzende Dampf durchströmt, wie ersichtlich, die zweite (untere) Zone des Überhitzers mit Richtungswechsel. Dabei ist seine Strömungsgeschwindigkeit verhältnismässig hoch, weil der Strömungsquerschnitt infolge der Unterteilung des Behälterraumes durch die Lenkwände klein ist.
In der ersten (oberen) Zone strömt der bereits vorüberhitzte Dampf vollständig im Gegenstrom zum
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Überhitzerbehälter zweiteilig ausgebildet. Der obere Behälterteil n umschliesst die erste Zone. in welcher der Heizdampf die Überhitzungswärme abgibt, und der untere Behälterteil 12 die zweite Zone, in welcher die Beheizung des Zwisehendampfes durch die Verdampfungswärme des Heizdampfes erfolgt. Der Eintrittsstutzen 13 für den zu überhitzenden Zwisehendampf befindet sich am oberen Ende des Behälterteiles 12, der Austrittsstutzen-M für den überhitzten Zwischendampf am oberen Ende des Behälterteiles 11. In dem unteren Behälterteil 12 ist eine zylindrische Lenkwand 15 angeordnet, die mit Füssen 16 auf dem Behälterboden 17 ruht.
Zwischen den Füssen. 16 sind genügend grosse Durchgangsquerschnitt. 18 für den in Richtung der Pfeile strömenden Zwischendampf vorhanden. Die zylindrische Lenkwand U ist bis zur Trennungsebene zwischen den beiden Behälterteilen 11 und 12, d. h. also bis zur Trennungsebene zwischen den beiden Überhitzerzonen hoch geführt und schliesst hier an eine waagrechte Querwand 19 an, die als zweiteiliger Ring ausgebildet ist, der den Raum zwischen der zylindrischen Lent-rand 15 und der Wandung des Behälterteiles 12 abdeckt.
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vorgesehen. In diesen Hohlraum 28 münden die inneren Heizrohrschlangen 20 ein, die gleichförmig durch die beiden Zonen des Überhitzerbehälters verlaufen.
Die beiden äusseren Rohrschlangen 21 sind in der ersten l'berhitzerzone in der Weise ineinandergewickelt, dass sie in einer gemeinsamen Zylinder- ebene liegen. Nach ihrem Übertritt in die zweite Zone sind sie dann zu zwei konzentrischen Schraubenwindungen auseinandergezogen und mit ihren unteren Enden an einen an der Behälterwandung vorgesehenen Austrittsstutzen 30 angeschlossen. um ein Durchströmen des Zwischendampfes : durch den im Innern der Heizrohrschlangen verbleibenden Raum zu verhindern, ist in diesen Raum ein geschlossener Blechzylinder 31 eingesetzt.
Durch die zylindrische Lenkwand 15 ist der gleichmässig mit Heizfläche besetzte Raum der zweiten - cberhitzerzone unterteilt, so dass die in diesem Raum untergebrachte Heizfläche von dem zu überhitzenden Dampf mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit bestriehen wird. Der Strömungsquerschnitt in dem innerhalb der Lenkwand 15 liegenden Abschnitt der zweiten Zone ist annähernd gleich dem Strömungsquerschnitt der ersten Überhitzerzone, den der zu überhitzende Dampf vollständig im Gegenstrom zum Heizdampf durchströmt.
Es tritt also beim Übergang von der zweiten in die erste Zone keine erhebliche Änderung der Geschwindigkeit ein, besonders wenn man berücksichtigt, dass das Volumen des Zwischendampfes mit zunehmender Überhitzung grösser wird. Dadurch, dass die beiden aussenliegenden Rohrstränge in der ersten Zone ineinandergewickelt und in dem aussenliegenden Abschnitt der zweiten Zone zu zwei konzentrischen Windungen auseinandergezogen sind, ist eine tunlichst gleichmässige Verteilung der Heizfläche bei gedrängter Raumanordnung erreicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Durch überhitzten Dampf beheizter Zwischenüberhitzer, in welchem der Heizdampf in einer ersten Zone seine Überhitzungswärme und in einer zweiten Zone seine Verdampfungswärme ganz oder zum Teil abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der zu überhitzende Dampf durch die erste Zone zwecks möglichst wirksamer Ausnutzung des Temperaturgefälles in an sich bekannter Weise im Gegenstrom zum Heizdampf und durch die zweite mittels Unterteilung durch Lenkwände und unter Richtungswechsel auf einem verlängerten Weg geführt wird, um durch die Raumunterteilung kleine Strömung- quersehnitte und damit hohe Strömungsgeschwindigkeit zu erhalten.