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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.
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Reheater heated by superheated steam.
The invention relates to reheaters heated by superheated steam, in which the heating steam gives off its superheating heat in a first zone and all or part of its evaporation heat in a second zone. Difficulties arise in the construction of such reheaters insofar as special conditions are sufficient in the two zones
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Mass, as its temperature rises in the course of its way, is also heated by correspondingly hotter heating steam. This requirement is sufficient if the steam to be superheated is completely conducted in countercurrent to the heating steam.
In the second zone, the temperature of the heating steam or the heating steam condensate remains essentially the same over the entire length of the heating pipeline, so that it is irrelevant whether the steam to be superheated is at least given the achievable temperature gradient between the heating medium and the steam to be superheated Steam in countercurrent or in
Direct current flows to the heating medium. On the other hand, for a favorable heat transfer it is particularly important here that the flow velocity of the steam to be superheated is high.
This requirement is satisfied by keeping the flow cross-section for the steam to be superheated small in the second superheater zone by dividing the superheater space with baffles so that the steam to be superheated flows through this zone while changing direction. The invention accordingly enables a favorable use of space in reheaters of the type in question and the achievement of a relatively high superheating temperature for a given heating surface by
that the steam to be superheated is guided through the first zone in order to utilize the temperature gradient as effectively as possible, completely in countercurrent to the heating steam and through the second zone by means of subdivision by baffles and with a change of direction on an extended path, in order to divide the given space in the second zone to obtain small flow cross-sections and thus a high flow velocity of the steam to be superheated.
In the drawing, FIG. 1 illustrates, purely schematically, an embodiment of the subject matter of the invention in a vertical longitudinal section. FIG. 2 likewise shows, in a vertical longitudinal section, an embodiment of the reheater according to the invention, in which the volume of the container is advantageously used and the heating surface is favorably distributed.
In Fig. 1, 1 denotes the superheating container, the inlet connection for the steam to be superheated and 3 the outlet connection for the steam superheated in the container. Heating coils 4 through which the heating steam flows are arranged in the container. The superheated heating steam is fed to the upper ends 5 of the pipe coils, the condensate flows off at the lower ends 6. The lower part of the container space is divided by vertical guide walls 7 and 8. The upper end of the steering wall 8 is connected to a transverse wall 9 and ends a little above the base M of the container 1. The steering wall 7 starts from the container base 10 and ends a little below the transverse wall 9.
This transverse wall extends in width over the greater part of the container cross-section and is located at a height at which the heating steam flowing in the heating coils 4 has about its over-
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has given off heat and passes into the saturation area. Above the transverse wall S is the first zone of the superheater, in which the heating steam gives off its superheating heat to the intermediate steam flowing around the heating pipes, while below the transverse wall is the second superheater zone, in which the heating steam partly or completely gives off its heat of vaporization and condenses accordingly. If the two superheater zones are accommodated in a common
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separate.
As can be seen, the steam to be superheated flows through the second (lower) zone of the superheater with a change of direction. Its flow velocity is relatively high because the flow cross-section is small due to the partitioning of the container space by the guide walls.
In the first (upper) zone, the already preheated steam flows completely in countercurrent to the
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In the embodiment according to FIG. 2, the superheater container is constructed in two parts. The upper container part n encloses the first zone. in which the heating steam gives off the superheating heat, and the lower container part 12 is the second zone in which the intermediate steam is heated by the heat of vaporization of the heating steam. The inlet connection 13 for the intermediate steam to be overheated is located at the upper end of the container part 12, the outlet connection M for the superheated intermediate steam at the upper end of the container part 11. In the lower container part 12 there is a cylindrical guide wall 15 which is supported with feet 16 on the Container bottom 17 rests.
Between your feet. 16 are sufficiently large passage cross-section. 18 for the intermediate steam flowing in the direction of the arrows. The cylindrical guide wall U is up to the plane of separation between the two container parts 11 and 12, d. H. so up to the separation plane between the two superheater zones and connects here to a horizontal transverse wall 19, which is designed as a two-part ring, which covers the space between the cylindrical Lent edge 15 and the wall of the container part 12.
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intended. The inner heating tube coils 20 open into this cavity 28 and run uniformly through the two zones of the superheater container.
The two outer pipe coils 21 are wound into one another in the first superheater zone in such a way that they lie in a common cylinder plane. After their passage into the second zone, they are then pulled apart to form two concentric screw turns and their lower ends are connected to an outlet connection 30 provided on the container wall. In order to prevent the intermediate steam from flowing through the space remaining inside the heating pipe coils, a closed sheet metal cylinder 31 is inserted into this space.
The space of the second superheater zone, which is evenly occupied by the heating surface, is divided by the cylindrical guide wall 15, so that the heating surface housed in this space is exposed to the steam to be superheated at a relatively high speed. The flow cross-section in the section of the second zone lying within the guiding wall 15 is approximately equal to the flow cross-section of the first superheater zone through which the steam to be superheated flows completely in countercurrent to the heating steam.
There is therefore no significant change in speed during the transition from the second to the first zone, especially if one takes into account that the volume of the intermediate steam increases with increasing overheating. The fact that the two outer pipe strings are wound into one another in the first zone and pulled apart to form two concentric turns in the outer section of the second zone means that the heating surface is distributed as evenly as possible with a crowded room arrangement.
PATENT CLAIMS:
1. Reheater heated by superheated steam, in which the heating steam emits its superheating heat in a first zone and its heat of evaporation in whole or in part in a second zone, characterized in that the steam to be superheated through the first zone for the most effective use of the temperature gradient in in a manner known per se in countercurrent to the heating steam and through the second by means of subdivision by guiding walls and with a change of direction on an extended path in order to obtain small flow cross sections and thus high flow speeds through the space subdivision.