Verfahren und Einrichtung zur Kühlung des überhitzten Heizdampfes von Wärmeaustauschern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kühlung des überhitzten Heiz- dampfes von Wärmeaustauschern zum Vorwärmen eines Mediums. Der Heizdampf wird von verschiedenen Quel len aus zugeführt, wie z.B. von der Anzapfung der Dampfturbine, von den Reduktionsstellen der Dampf verteiler und dergl. und weist eine beträchtlich hohe Temperatur auf.
So ist z.B. für die Hochdruck-Speise- wasservorwärmer (125 Atü, 250 C) im Regenerativteil der Dampfturbine Dampf von bis 50 Atü und 475 C zur Verfügung. In solchen Fällen muss der Vorwärmer- dampfraum aus teuren legierten Rohstoffen konstruiert und hergestellt werden, oder es muss irgendeine Ein richtung zur Kühlung des Heizdampfes ausgeführt wer den.
Am gebräuchlichsten ist die Einrichtung zur Aus nutzung des überhitzten Dampfes. Bei der Vorwärmung wird das Hochdruck-Speisewasser, welches zuvor im eigenen Vorwärmer durch den kondensierenden Dampf erwärmt wurde, dem besonderen selbständigen Rohr- wärmeaustauscher oder dem im eigentlichen Vorwärmer eingebauten Austauscher zugeführt, in dem es noch durch die vom überhitzten und um die Rohre strömen den Dampf abgenommene Wärme erwärmt wird.
Durch die Wärmeabnahme wird die Wärme des überhitzten Dampfes auf den geforderten Wert herabgesetzt und der Dampf strömt weiter durch die Rohrleitung - falls der installier ist wird in diesem Fall das Gewicht und dem entsprechend auch der Preis höher.
Diese Einrichtung weist aber mehrere Nachteile auf. Falls sie als selbständiger Austauscher ausgeführt ist, muss der Gerätemantel ganz legiert sein und das Rohr system wird durch den Speisewasserdruck beansprucht. Bei der Beschädigung von solchen Wärmeaustauschern würde das Hochdruck-Speisewasser in den hoch überhitz ten Dampf strömen. Wenn aber dieser Wärmeaustau- scher in dem Dampfraum des Hochdruckvorwärmers zum Zwecke der Heizdampftemperatur-Verminderung installiert ist wird in diesem Fall das Gewicht und dem entsprechend auch der Preis höher.
Bei einer analogen Einrichtung wird die Tempera tur des überhitzten Dampfes durch das Kondensat von diesem Dampf (statt des Speisewassers) herabgesetzt, welches Kondensat bei hohem Druck mit Hilfe der Speisepumpen über den Kühler in die Speiserohrleitung transportiert wird. Auch diese Einrichtung weist diesel ben Nachteile auf.
Ein weiteres benütztes Kühlverfahren des überhitzten Dampfes beruht darin, dass das Kühlwasser in den Dampf eingespritzt wird. Die Nachteile dieser Einrich tung bestehen darin, dass eine Einrichtung zum Was sereinspritzen, Dampfkühler, ein Steuerorgan zum Re gulieren der Menge des einzuspritzenden Wassers und dgl. zu installieren sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die an geführten Nachteile zu beseitigen und das erfindungs- gemässe Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass der zugeführte überhitzte Dampf in einem Oberflächenküh ler mittels des eigenen Kondensats von höchstens glei chem Druck wie derjenige des überhitzten Dampfes ge kühlt wird. Die Einrichtung zur Durchführung des Ver fahrens kennzeichnet sich dadurch, dass der Innenraum des Hauptwärmeaustauschers durch eine Rohrleitung an den Oberflächenkühler angeschlossen ist.
Die Anwendung der Erfindung eignet sich für die jenigen Fälle, bei denen der Vorwärmer zum Vorwär men eines bestimmten Mediums durch den überhitzten Dampf ausgelegt ist und wo ein ausreichender Unter schied - das sogenannte Temperaturgefälle - zwischen der Sättigungstemperatur des überhitzten Dampfes und der geforderten Temperatur des erwärmten Mediums vorhanden ist.
Die Erfindung ist in den Figuren beispielsweise dar gestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Schaltplan der Erfindung, Fig. 2 einen Schaltplan der Erfindung mit einstufiger Vorwärmung, Fig. 3 einen Schaltplan der Erfindung mit zweistufi ger Vorwärmung und Fig.4 einen zweiten Schaltplan der Erfindung mit zweistufiger Vorwärmung.
In Fig. 1 tritt der überhitzte Dampf durch die Rohr leitung 4 in den Kühler 1 ein, wo die überhitzungstem- peratur auf die geforderte Temperatur herabgesetzt wird, und gelangt durch die Rohrleitung 5 in den Haupt- wärmeaustauscher 2. Im Hauptwärmeaustauscher 2 kon densiert der Dampf und wird in den Kühler 1 durch die Rohrleitung 6 geführt. Von dem Kühler 1 wird er durch die Rohrleitung 8 abgeleitet, in der das Steuerorgan 7 angeordnet ist, welches das Kondensatniveau im Haupt- wärmeaustauscher 2 regelt.
Durch die Wärme des über hitzten Dampfes wird ein bestimmter Teil des Konden sats im Kühler 1 verdampft und als Sattdampf mittels der Rohrleitung 9 zum Hauptwärmeaustauscher 2 zu rückgeführt.
In Fig. 2 ist der Schaltplan der einstufigen Vor- wärmung eines bestimmten Mediums durch den über hitzten Dampf dargestellt, welcher zunächst in dem im Hauptwärmeaustauscher 2 eingebauten Kühler 1 ge kühlt wird. Der überhitzte Dampf tritt durch die Rohr leitung 4 in den Kühler 1 ein, wo er auf die geforderte Temperatur durch das eigene Kondensat gekühlt wird, und strömt anschliessend durch die Rohrleitung 5 in den Kondensationsteil des Hauptwärmeaustauschers 2 hin ein.
Das Kondensat wird durch die Rohrleitung 6 abge leitet, in der das das Kondensatniveau des Hauptwärme- austauschers 2 regulierende Steuerorgan 7 eingebaut ist.
In Fig.3 ist der Schaltplan der zweistufigen Vor- wärmung eines bestimmten Mediums durch den über hitzten Dampf in der 1I. Stufe veranschaulicht. Der überhitzte Dampf tritt durch die Rohrleitung 4 in "den Kühler 1 ein, wo die Überhitzung auf die geforderte Temperatur herabgesetzt wird und strömt anschliessend durch die Rohrleitung 5 in den Wärmeaustauscher 2 der II. Stufe hinein,
wo er kondensiert und das Kondensat durch die Rohrleitung 6 über das das Kondensatniveau des Hauptwärmeaustauschers 2 der II. Stufe registrie rende Steuerorgan 7 in den Kühler 1 übergeleitet wird. Hinter dem Steuerorgan 7 wird der Kondensatdruck auf den des Heizdampfes im Wärmeaustauscher 3 der I. Stufe allmählich herabgesetzt. Der aus dem Kondensat entstehende Dampf im Kühler 1 strömt durch die Rohr leitung 10 in den Wärmeaustauscher 3 der I. Stufe hin ein.
Das von dem Kühler 1 herkommende Kondensat wird durch die Rohrleitung 8 in die Kondensatrohrlei- tung 11 aus dem Wärmeaustauscher 3 der I. Stufe abge leitet. Durch die Wärme des überhitzten Dampfes wird ein bestimmter Teil des Kondensats im Kühler 1 ver dampft und gemeinsam mit dem Dampf aus einer Dampfentnahme durch die Rohrleitung 10 in den Wärmeaustauscher der I. Stufe eingeführt.
In der Fig. 4 ist ein weiterer Schaltplan der zwei stufigen Erwärmung eines bestimmten Mediums wie in Fig. 3 veranschaulicht, jedoch mit dem Unterschied, dass bei der Einführung in den Wärmeaustauscher der überhitzte Dampf sowohl der IL Stufe als auch der I. Stufe gekühlt wird. Das verdampfte Kondensat wird in den Austauscher 3 der I. Stufe oder in den Wärme- austauscher 2 der 1I. Stufe eingeführt, wie dies ge strichelt und mit eingeklammerten Ziffern dargestellt ist.
Durch die Wahl der Geschwindigkeit des überhitz ten Dampfes im Kühler 1 mit Rücksicht auf den zweck dienlichsten Koeffizienten des Wärmeüberganges k ist eine kleine Wärmeaustauschfläche des Kühlers zu erzie len, welche Fläche einen Bruchteil der des Haupt- wärmeaustauschers bildet und auch die kleinsten hydrau lischen Verluste aufweist.