DE966441C - Einrichtung zur Speisewasservorwaermung durch Dampf - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Speisewasservorwärmung durch Dampf Die Speisewasser-Endvorwärmung durch Turbinen-Entnahme-Dampf liegt, insbesondere bei Hochdruckkesseln, im Gebiet sehr hoher Dampftemperaturen, die teilweise 40o° C erreichen oder darüber hinausgehen. Der Speisewasservorwärmer ist also sowohl druck- wie temperaturmäßig hoch beansprucht. Sein Mantel muß infolgedessen aus einem hochwertigen, teuren, logiertan Baustoff hergestellt werden, der die nötige Warmstandfestigkeit aufweist. DieAnforderungen an den Baustoff ergeben sich jedoch nicht etwa aus der Höhe der zu erreichenden Speisewassertemperatur, die nur von der Sättigungstemperatur des Heizdampfes abhängig ist und somit wesentlich unter der Überhitzungstemperatur des Heizdampfes liegt, sondern, wie gesagt, aus der Temperatur des zugeführten Dampfes, die wiederum im allgemeinen durch die Lage der Entnahmestelle des Dampfes an der Turbine bestimmt ist. Es sind demnach Dampfdruck und Dampftemperatur die vorgegebenen Größen, und die Speisewassertemperatur ist die einzuhaltende Größe, so daß hieran nichts geändert werden kann. Man könnte zwar daran denken, den Speisewasservorwärmer als Oberflächenvorwärmer in der Weise auszubilden, daß der Dampf durch ein Rohrbündel strömt, das außen von dem zu erwärmenden Wasser umströmt wird. Diese Bauform soll jedoch `wegen gewisser Nachteile nicht angewendet werden. Diese bestehen vor allem darin, daß dann: das äußere Gehäuse für den hohen Druck des Speisewassers dimensioniert werden müßte, was ebenfalls wieder einen hohen Materialaufwand bedeuten würde. Ebenso ungünstig ist es, dem Speisewasservorwärmer einen Wärmeaustauscher vorzuschalten, der vom vorgewärmten. Kondensat durchströmt wird, da dieser, um die entsprechende Temperatursenkung des Heizdampfes zu erreichen, sehr umfangreich sein müßte.
• Es sei noch bemerkt, daß man sich über die Wärmeübergangsverhältnisse bei Verwendung von überhitztem Dampf schon früher gewisse Vorstellungen gemacht hat, und zwar insbesondere im Zusammenhang mit Mehrkörp:er-Verdampfanlagen. Man wußte, daß die Wärmeübergangsverhältniss-e bei überhitztem Dämpf ungünstiger sind als bei kondensierendem Sattdampf. Deir Verwendung von Sattdampf stand aber andererseits die Überlegung entgegen, daß wärmewirtschaftlich überhitzter Dampf günstiger als Sattdampf ist. Man hat nun versucht, diese beiden einander widersprechenden Faktoren dadurch aneinander anzugleichen, daß man höher überhitzten Dampf auf dem Wege über Brüden in geringer überhitzten Dampf umwandelte und diesen geringer überhitzten Dampf als Heizdampf verwendete. Das mag für Verdampfanlagen, die mit verhältnismäßig niederen Drücken und Temperaturen arbeiten, angängig sein. Für sehr hohe Temperaturgebiete würde ein solches Verfahren ausscheiden, ganz abgesehen, davon, daß dann keine Brüden verfügbar wären, an die man die hohe Überhitzungswärme übertragen könnte.
• Die Einrichtung gemäß der Erfindung dagegen erlaubt es nun, die temperatur- und auch druckmäßige Beanspruchung des Mantels eines Speisewasservorwärmers weitgehend herabzusetzen, ohne, daß ein umfangreicher Wärmeaustauscher dem Speisewasservorwärmer vorgeschaltet werden muß, und zwar dadurch, daß dem Speisewasservorwärmer dampfseitig ein Oberflächenheißdampfkühler vorgeschaltet ist, der wasserseitig parallel über einen. Teilstrom zum Hauptspieisewasserstrom geschaltet ist. Dieser Heißdampfkühler kann dem Umfange- nach wesentlich kleiner gehalten werden, und trotzdem wird also ein genügend großer Teil des Temperaturgefälles bereits vor dem Speisewasservorwärmer abgefangen, so daß sein Arbeits bereich in, ein tieferes Temperaturgebiet verlegt wird, ohne d'aß dabei die Höhe der Vo@rwärmtemperatur herabgesetzt wird. Dann ist es aber möglich, den Mantel des Vorwärmers aus wesentlich billigerem Werkstoff herzustellen und hierdurch hochwertigen legierten Stahl einzusparen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. i und :2 dargestellt.
• i ist der Sp,eisewasservorwärmer, a die ankommende, 3 die abgehende Speisewasserleitung. 4 ist ein. Stutzen zur Abfuhr des Heizdampfkondensates aus dem Vorwärmer i. Der Heizdampf für den Vorwärmer i wird durch das Rohr 5 zugeführt.
• Um nun gemäß der Erfindung den Temperaturberieich des Vorwärmers i herabzusetzen, ist ihm ein Heißdampfkühler 6 vorgeschaltet, der zwischen das Dampfzuführungsrohr 5 und den. Dampfeintrittsstutzen 7 am Vorwärmer i geschaltet ist. Dieser Heißdampfkühler 6 kann insbesondere in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ausgebildet sein. Der Mantel stellt eine Art Rohrerweiterung dar, in die eine Anzahl von Rohrschlangen 8 eingebaut ist. Der Dampf geht also ohne wesentliche Richtungsänderung durch diesen eine Rohrerweiterung bildenden Heißdampfkühler 6 hindurch und gibt dabei einen Teil seiner Wärme an die Rohrschlangen 8 ab. Ein Sicherheitsventil 9 schützt den Heißdampfkühler gegen das Auftreten zu hoher Drücke bei Rohrbrüchen der Kühlschlangen. Um die Temperatur des Heißdampfes abzusenken, ist nun gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von der Speisewasserzuführungsleitung 2 eine Leitung io abgezweigt, die bei ii an den Heißdampfkühler angeschlossen ist. Bei 12 liegt der Austritt der Rohrschlangen 8, der über die Leitung 13 in die abgehende Speisewasserleitung 3 mündet. Es wird also von der gesamten zugeführten Speisewassermenge ein Teilstrom abgezweigt und nach Aufnahme eines Teiles der Dampfwärme mit dem Speisewasserstrom in der Leitung 3 wieder vereinigt. Wenn es die Auslegungsverhältnisse gestatten, ist es zweckmäßig, den Teilstrom so einzustellen, daß seine Aufwärmtemperatur annähernd gleich der des Hauptstromes ist. Ein Trockenfahren des Kühlers wird dadurch vermieden, da er von dem Teii,l,s.troim zwangläufig durchflossen wird, d. h. daß letzterer nicht gesondert abgesperrt werden kann.
• Man. sieht, daß bei einer derartigen Anordnung der Mantel des Speisewasservorwärmers i temperaturmäßigwesentlich geringer beansprucht ist als bisher, weil die Eintrittstemperatur des Dampfes am Stutzen 7 durch Abgabe eines Teiles der Überhitzungswärme innerhalb des Kühlers 6 entsprechend erniedrigt ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Speisewasservorwärmung durch Dampf, insbesondere für das Arbeiten mit hohen Dampftemperaturen, wobei dem Speisewasservorwärmer dampfseitig ein Oberflächenwärmaau,stausche@r zur Senkung d:erHeizdampftemperatur vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher ein Heißdampfkühler ist, der wasserseitig über einen Teilstrom Parallel zum Hauptspeisewass:erstrom geschaltet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenheißdampfkühler (6) ähnlich einer Rohrerweiterung mit darin eingebauten, vom Wasser durchflossenen Rohrschlangen (8) ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 290 308, 407 531, 437 373, 830 055; Zeitschrift AEG Dampfturbinen, 1938, S. 6o; S a 1 i s b u ry : Steam turbines and their cycles, S.268, 269.