DE1232979B

DE1232979B - High pressure feed water preheater

Info

Publication number: DE1232979B
Application number: DE1962S0080642
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Kelp
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1962-07-28
Filing date: 1962-07-28
Publication date: 1967-01-26

Description

Hochdruck-Speisewasservorwärmer Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruck-Speisewasservorwäriner mit einer von dem aufzuwärmenden Speisewasser durchflossenen, von einem den Eintrittsverteiler bildenden Sammler bis zu einem den Austrittssammler bildenden zweiten Sammler sich erstreckenden, in einem zylindrischen Mantelgehäuse angeordneten Vielzahl von Parallelrohren, wobei die zylindrischen, an ihren beiden Enden verschlossenen Sammler im Innern des vom wärmeabgebenden Dampf durchströmten Gehäuses quer zur Mittelachse des Gehäuses in derselben Ebene dieser Achse liegen. Dabei führt je ein Ein-und Austrittsstutzen von den Sammlern durch das Mantelgehäuse nach außen.High-pressure feedwater preheater The invention relates to a high-pressure feedwater preheater with a plurality of parallel pipes arranged in a cylindrical jacket housing, through which the feed water to be heated flows, from a collector forming the inlet manifold to a second collector forming the outlet manifold. collectors closed at both ends lie in the interior of the housing through which the heat emitting steam flows transversely to the central axis of the housing in the same plane of this axis. One inlet and one outlet nozzle each lead from the collectors through the casing to the outside.

Es ist bereits ein Hochdruckvorwärmer stehender Bauart mit eingebautem Kondensatkühler bekanntgeworden, bei dem sowohl ein den Eintrittsverteiler bildender Sammler als auch ein den Austrittssammler bildender zweiter Sammler quer zur Mittelachse des Behälters in dessen Achse angeordnet sind. Dabei sind die beiden Sammler mit gesonderten Zu- und Abflußstutzen versehen, die durch die Gehäusewand hindurch nach außen führen.It is already a high pressure pre-heater of the standing type with built-in Condensate cooler became known, in which both an inlet manifold forming Collector as well as a second collector forming the outlet collector transversely to the central axis of the container are arranged in its axis. The two collectors are included provided separate inflow and outflow nozzles that pass through the housing wall lead outside.

Diese bekannte Anordnung weist den Nachteil einer ungünstigen Raumausnutzung auf, wobei die Sammler an entgegengesetzten Enden des stehend zu montierenden Behälters liegen und die Zu- und Abflußrohre an den Stimseiten des Mantelgehäuses hindurchtreten. Die Wärmebeanspruchung des Mantelgehäuses bedingt durch die Lage der Durchtrittsstellen der Zu- und Abflußrohre eine besondere Ausbildung der Endkappen des Gefäßes. Es entstehen damit an beiden Enden des Mantelgehäuses nicht für den Wärineaustausch ausnutzbare Räume. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es nicht möglich ist, ohne weiteres an die Eintritts- und Austrittssammler zu gelangen, ohne daß umständliche Demontagearbeiten vorgenommen werden. Vor allem erfordert das Zugänglichmachen der Sammler eine Auftrennung des Mantelgehäuses, dessen obere Endkappe demgemäß mittels einer Flanschverbindung mit dem zylindrischen Teil verbunden ist.This known arrangement has the disadvantage of an unfavorable use of space on, with the collector at opposite ends of the container to be mounted upright lie and pass through the inlet and outlet pipes on the front sides of the jacket housing. The thermal stress on the jacket housing is caused by the location of the penetration points the inlet and outlet pipes a special design of the end caps of the vessel. It so do not arise at both ends of the jacket housing for the heat exchange usable spaces. Another disadvantage is that it is not possible to get easily to the inlet and outlet header, without the hassle Dismantling work can be carried out. Above all, it requires making the Collector a separation of the jacket housing, the upper end cap accordingly means a flange connection is connected to the cylindrical part.

Demgegenüber wird bei dem Hochdruck-Speisewasservorwärmer nach der Erfindung dem Wunsch Rechnung getragen, ohne aufwendige bauliche Maßnahmen und ohne schwierige Montagearbeiten sowohl den Eintrittsverteiler als auch den Austrittssammler freilegen zu können, um die vom Sammler abgezweigten oder in ihn einmündenden Rohrenden des Wärmetauschers zugänglich zu machen. Wenn nämlich an irgendeiner Stelle eine Leckage auftritt, könnte dieser Fehler schneller dadurch behoben werden, daß das undichte Rohrstück an den Sammlern verschlossen wird, so daß in Kürze der Vorwärmer wieder in Betrieb genommen werden kann. Dies setzt natürlich voraus, daß die geschilderten Nachteile der bekannten Anordnunty vermieden und die Simmler jederzeit leicht zugänglich sein müßten.In contrast, the high-pressure feedwater preheater according to the invention takes into account the desire to be able to expose both the inlet manifold and the outlet header without complex structural measures and without difficult assembly work in order to make accessible the pipe ends of the heat exchanger branched off from the collector or opening into it. Namely, when leakage occurs at any point, this error could be rapidly corrected by the fact that the leaking pipe section is closed at the collectors, so that it can be taken shortly, the preheater into operation again. This of course assumes that the disadvantages of the known arrangement described are avoided and that the Simmler must be easily accessible at all times.

Weiterhin liegt der Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, neben einer bestmöglichen Raumausnutzung im Innern des Mantelgehäuses auch nach außen hin eine raumsparende Bauweise zu ermöglichen. Bei der geschilderten bekannten Bauform ist der Nachteil vorhanden, nach Abnahme der Endkappe des Mantelgehäuses für den dann dort auszufahrenden Innenteil des Vorwärmers den erforderlichen Raum freizuhalten. Darüber hinaus besteht der Wunsch nach erleichterten Anschluß- und Verbindungsmöglichkeiten mit benachbarten Apparaten, ohne daß dabei die zuvor geschilderte Zugänglichkeit zu den Sammlem beeinträchtigt wird. Bei der bekannten Baufonn müssen, um die Sammler zugänglich zu machen, die Rohrverbindungen an den nach außen geführten Rohrstutzen gelöst und die das Ausfahren des Innenteiles behindernden Rohrstücke entfernt werden. Demgegenüber würde es einen erheblichen Vorteil bedeuten, wenn die Rohranschlüsse beibehalten werden könnten und trotzdem die Sammler jederzeit zugänglich wären.Furthermore, the invention is also based on the object, in addition to a the best possible use of space inside the casing, also towards the outside to enable space-saving construction. In the case of the known design described the disadvantage present after removing the end cap of the jacket housing for the then There to be extended inner part of the preheater to keep the required space free. In addition, there is a desire for easier connection and connection options with neighboring devices, without the previously described accessibility to the collector is impaired. In the case of the well-known Baufonn must to the collector to make accessible the pipe connections to the pipe socket leading to the outside released and the pieces of pipe hindering the extension of the inner part are removed. In contrast, it would mean a considerable advantage if the pipe connections could be retained and still the collectors would be accessible at any time.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung in vortrefflicher Weise, gelöst. Auch bei der Erfindung wird von einer Anordnung der Sammler quer zur Mittelachse des zylindrischen Mantelgehäuses in dessen Achse Gebrauch gemacht, wobei je ein Ein- und Austrittsstutzen von den Sammlern durch das Mantelgehäuse nach außen führt. Die Erfindung besteht aber nunmehr darin, daß die Sammler in an sich bekannter Weise am einen Ende des Mantelcehäuses angeordnet und mit jeweils einem ihrer Enden das Mantelgehäuse an entgegengesetzten Mantellinien durchdringend am Gehäuse befestigt sind, während die Ein- und Austrittsstutzen der Sammler ebenfalls quer zur Mittelachse des Gehäuses in der Ebene der Sammler angeordnet sind und die außerhalb des Mantelgehäuses liegenden Anschlüsse der Ein- und Austrittsstutzen sich auf gleicher Höhe befinden. Mit besonderem Vorteil können die aus dem Mantelgehäuse herausragenden Enden der Sammler in an sich bekannter Weise mit einem lösbaren Verschlußdeckel versehen sein.This object is achieved in an excellent manner by the invention. In the invention, too, the collector is arranged transversely to the central axis made use of the cylindrical jacket housing in its axis, with one each Inlet and outlet nozzles from the collectors through the casing to the outside. The invention now consists in the fact that the collector in a known manner arranged at one end of the Mantelcehäuses and each with one of its ends that Casing attached to the casing on opposite casing lines penetrating through are, while the inlet and outlet nozzles of the collector also across are arranged to the central axis of the housing in the plane of the collector and the outside of the jacket housing, the connections of the inlet and outlet nozzles are on the same level Height. The protruding from the jacket housing can be of particular advantage Ends of the collector in a manner known per se with a detachable closure cover be provided.

Die Erfindung ermöglicht es, ohne daß die Leitungen vom und zum benachbarten Apparat getrennt werden müssen, stets den Innenraum jedes Sammlers bei Bedarf von außen her leicht zugänglich zu machen. Weiterhin gelingt es erst auf diese Weise, eine raumsparende Anordnung sowohl innerhalb des Mantelgehäuses zu schaffen, als auch im äußeren Bereich eine raumsparende Anordnung in Zusammenhang mit den Nachbarapparaten zu bewerkstelligen. Darüber hinaus besteht noch der Vorteil, daß das Mantelgehäuse nur gering durch Wärmespannungen beansprucht wird, da die Durchtrittsstellen der Sammler und die Durchführungen für Ein-und Austrittsstutzen jeweils einander dicht benachbart angeordnet sind.The invention makes it possible without the lines from and to the neighboring Apparatus must always be separated from the interior of each collector if necessary easily accessible from the outside. Furthermore, it is only in this way that to create a space-saving arrangement both within the jacket housing, as Also in the outer area a space-saving arrangement in connection with the neighboring devices to accomplish. In addition, there is the advantage that the jacket housing is only slightly stressed by thermal stress, since the penetration points of the Collector and the bushings for inlet and outlet nozzles are each tight to one another are arranged adjacent.

Es ist an sich bereits ein Vorwärmer bekanntgeworden, bei dem Eintrittsverteiler und Austrittssammler am gleichen Ende des Behälters angeordnet sind. Diese bekannte Bauforin hat aber ebenso wie die eingangs geschilderte bekannte Apparatur den Nachteil, daß sie nicht ohne Demontage das Innere des Sammlers zugänglich zu machen erlaubt. Außerdem enthält diese bekannte Bauforin auch keine gesonderten Ein- und Austrittsstutzen. Demgegenüber ergibt aber der Durchtritt gesonderter Zu- und Abflußrohre auf gleicher Mittellinie der die Behälterwand durchsetzenden zugehörigen Sammler eine besonders günstige Wärmeverteilung, die, wie zuvor geschildert, der Gefahr von schädlichen Wärmespannungen weitgehend begegnet. Dies ist gerade für Hochdruck-Speisewasservorwärmer von ganz besonderer Bedeutung, da der Behältermantel einerseits eine hohe Druckfestigkeit und damit eine verhältnismäßig große Wandstärke aufzuweisen hat, andererseits starke Temperaturunterschiede auf ihn einwirken.A preheater is already known per se, in the case of the inlet manifold and exit headers are located at the same end of the container. This well-known Bauforin, like the known apparatus described above, has the disadvantage that that it does not allow the inside of the collector to be made accessible without dismantling. In addition, this well-known Bauforin does not contain any separate inlet and outlet nozzles. In contrast, however, the passage of separate inlet and outlet pipes results in the same Center line of the associated collector penetrating the container wall is a particular one favorable heat distribution, which, as previously described, the risk of harmful Thermal stress largely encountered. This is just for high pressure feed water preheaters of very special importance, since the container jacket on the one hand has a high compressive strength and thus has a relatively large wall thickness, on the other hand strong Temperature differences affect him.

Ein anderer bekannter Hochdruck-Speisewasservorwänner mit Eintrittsverteiler und Austrittssammler am gleichen Ende des Behälters sieht eine Anordnung der beiden Sammler parallel nebeneinander vor, wobei diese Sammler an ihren Ein- und Austrittsstutzen befestigt sind, die wiederum an der durch eine Flanschverbindung lösbaren Endkappe des Gehäuses gehalten sind. Um jetzt einen Sammler zugänglich zu machen, muß also, wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Baufonn die Flanschverbindung gelöst und die Kappe mit sämtlichen darin befestigten Innenrohrverbindungen herausgefahren werden. Dabei müssen zuvor noch alle Rohrverbindungen abgetrennt und aus dem Wege geräumt werden. Diese bekannte Bauform weist also sämtliche eingangs geschilderten, erst durch die Erfindung beseitigten Nachteile der schwierigen Zugänglichkeit der Sammler auf.Another well-known high pressure feedwater prewater with an inlet manifold and exit header at the same end of the container sees an arrangement of the two Collectors in front of each other in parallel, with these collectors at their inlet and outlet nozzles are attached, which in turn on the detachable end cap by a flange connection of the housing are held. In order to make a collector accessible now, as in the known construction described above, the flange connection is released and extended the cap with all of the inner tube connections fastened therein will. Before doing this, all pipe connections must be disconnected and out of the way be evacuated. This known design has all of the initially described, only eliminated by the invention disadvantages of difficult accessibility of the Collector on.

Schließlich ist noch eine Bauform bekanntgeworden, bei der Eintrittsverteiler und Austrittssammler an entgegengesetzten Enden des Mantelgehäuses liegen. Dort durchsetzen die Sammler das Mantelgehäuse auf zwei entgegengesetzten Mantellinien, wobei zwar der Vorteil der Zugänglichkeit der Sammler erzielbar ist, hinsichtlich der Wärinebeanspruchung des Mantelgehäuses aber außerordentlich ungünstige Verhältnisse entstehen. Bei dieser bekannten Bauform sind keine gesonderten Zu- und Abflußrohre vorgesehen, sondern die Enden der durch die Gehäusewand hindurchtretenden Sammler dienen unmittelbar als Ein- und Austrittsstutzen. Dies bedeutet aber entsprechend dem wesentlich größeren Durchmesser der Sammler gegenüber den erforderlichen Ein- und Austrittsrohren außerordentlich lange Schweißnähte auf der Wandung des Mantelgehäuses, so daß unweigerlich die geschilderten Wärmespannungen eintreten. Diese bekannte Bauforin ermöglicht weiterhin ebenfalls keine raumsparende Anordnung mehrerer gleichartiger Apparate, da Ein-und Austrittsstutzen an entgegengesetzten Enden des Apparates liegen, so daß aufwendige Rohrführungen vom einen zum anderen Apparat notwendig werden. Demgegenüber ermöglicht die Erfindung, eine Anzahl von Hochdruck-Speisewasservorwärmern unmittelbar nebeneinander anzuordnen und die auf gleicher Höhe befindlichen Ein- und Austrittsstutzen mit kurzen Rohrstücken zu verbinden.Finally, another design has become known, the inlet manifold and exit headers are at opposite ends of the shell. there the collectors penetrate the casing on two opposite surface lines, although the advantage of the accessibility of the collector can be achieved in terms of the heat stress on the jacket housing but extremely unfavorable conditions develop. In this known design, there are no separate inlet and outlet pipes provided, but the ends of the collector passing through the housing wall serve directly as inlet and outlet nozzles. But this means accordingly the much larger diameter of the collector compared to the required input and outlet pipes extremely long weld seams on the wall of the jacket housing, so that the thermal stresses described inevitably occur. This well-known Bauforin also does not allow a space-saving arrangement of several similar ones Apparatus, since inlet and outlet nozzles are at opposite ends of the apparatus, so that complex pipe guides from one to the other apparatus are necessary. In contrast, the invention enables a number of high pressure feed water preheaters to be arranged directly next to each other and the entry points located at the same height and to connect the outlet nozzle with short pieces of pipe.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In F i g. 1 und 2 ist zunächst ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei senkrecht zueinander liegenden Längsschnitten veranschaulicht; F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Baufonn, während F i g. 4 die Zusammenschaltung einer Mehrzahl von Wärmetauschern nach der Erfindung veranschaulicht.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. In Fig. 1 and 2, an exemplary embodiment of the invention is first illustrated in two longitudinal sections lying perpendicular to one another; F i g. 3 shows a modified design, while FIG . 4 illustrates the interconnection of a plurality of heat exchangers according to the invention.

Die Darstellungen sind im übrigen stark vereinfacht und zum Teil schematisiert. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The representations are otherwise greatly simplified and some are schematic. Identical or corresponding parts are identical in all figures Provided with reference numerals.

Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, tritt das Speisewasser in Richtung des Pfeiles 1 in den Anschlußstutzen 10 des Mantelgehäuses 5 ein und fließt von dort in den Sammler 7, der den Eintrittsverteiler für das Parallelrohrsystem darstellt. Das Parallelrohrsystem ist mit 12 bezeichnet, wobei der Einfachheit der Darstellung halber nur die Mittellinien einiger Parallelrohre gezeichnet sind. Das Parallelrohrsystem wird im Antrittssammler 8 zusammengefaßt. Das aufgewärmte Speisewasser verläßt dann das Mantelgehäuse 5 am Austrittsstutzen 11 in Richtung des Pfeiles 2. Der wärmeabgebende Dampf strömt in Richtung des Pfeiles 3 in das Innere des Mantelgehäuses 5 ein. Der abgekühlte Dampf bzw. das Kondensat tritt in Richtung des Pfeiles 4 wieder aus. Die Sammler 7 und 8 sind in das Gehäuse 5 eingeschweißt und ragen, mit ihrem einen Ende das Gehäuse durchtretend, aus diesem heraus. Mit 9 sind lösbare Verschlußdeckel bezeichnet. Das Mantelgehäuse 5 ist an seinen beiden Stimseiten mit gewölbten Böden 6 verschlossen.As shown in FIG. 1 and 2 can be seen, the feed water occurs in the direction of arrow 1 in the connection piece 10 of the casing 5 and flows from there into the collector 7, which represents the inlet distributor for the parallel pipe system. The parallel pipe system is denoted by 12, only the center lines of some parallel pipes being drawn for the sake of simplicity. The parallel pipe system is combined in the entry collector 8 . The heated feed water then leaves the casing 5 at the outlet connection 11 in the direction of the arrow 2. The heat emitting steam flows in the direction of the arrow 3 into the interior of the casing 5 . The cooled steam or the condensate emerges again in the direction of arrow 4. The collectors 7 and 8 are welded into the housing 5 and protrude from the housing with one end passing through it. With 9 releasable caps are designated. The jacket housing 5 is closed with curved bottoms 6 on both of its front sides.

F i g. 2 veranschaulicht die Möglichkeit von Einbauten, um die einzelnen Dampfenthitzungs- und Kondensatkühlzonen im Rohrsystem des Vorwärmers gegeneinander abzugrenzen. Dabei ist zunächst die Enthitzungszone 15 gebildet, die von einem Innenmantel 13 umschlossen und mit Leitblechen 14 ausgerüstet ist. Das Dampfk-ondensat wird in der Kondensatkühlzone 18 gekühlt, welche vom Innenmantel 16 umschlossen und ebenfalls mit Leitblechen 17 versehen ist.F i g. 2 illustrates the possibility of internals to delimit the individual steam de-heating and condensate cooling zones in the pipe system of the preheater. First of all, the desuperheating zone 15 is formed, which is enclosed by an inner jacket 13 and equipped with guide plates 14. The steam condensate is cooled in the condensate cooling zone 18 , which is enclosed by the inner jacket 16 and is also provided with guide plates 17 .

In F i g. 3 ist eine Abwandlung der Sammler und Ein- und Austrittsstutzen für das Speisewasser veranschaulicht. Die Sammler 7 und 8 sind dabei mit schrägliegenden Speisewasser-Ein- und Austrittsstutzen10 und11 durch zwischengesetzte Rohre19 verbunden. Die Schrläglage der Stutzen und ihre Anordnung am Mantelgehäuse 5 ist dabei so getroffen, daß die Stutzenenden auf gleicher Querebene dem benachbarten Vorwärmer gegenüberliegen, so daß damit der Zusammenbau einer Reihe von gleichartigen Vorwärmerbehältern erleichtert wird.In Fig. 3 shows a modification of the collector and inlet and outlet nozzles for the feed water. The collectors 7 and 8 are connected to inclined feed water inlet and outlet nozzles 10 and 11 through pipes 19 placed in between. The inclined position of the nozzle and their arrangement on the casing 5 is such that the nozzle ends are opposite the adjacent preheater on the same transverse plane, so that the assembly of a number of similar preheater containers is facilitated.

F i g. 4 zeigt die Zusammenschaltung mehrerer Vorwärmer zur Bildung einer vierstufigen Vorwärmanlage, bei der vier senkrecht montierte Vorwärmerbehälter nebeneinander auf einer Bühne 20 angeordnet sind. Die Darstellung zeigt die einfache und übersichtliche Rohrführung für das Speisewasser, wie auch die gute Zugänglichkeit der Verschlüsse an den Sammlern.F i g. 4 shows the interconnection of several preheaters to form a four-stage preheating system in which four vertically mounted preheater containers are arranged next to one another on a stage 20. The illustration shows the simple and clear pipe routing for the feed water, as well as the good accessibility of the closures on the collectors.

Claims

Claims: 1. High-pressure feedwater preheater with a flow of the feedwater to be heated, extending from a collector forming the inlet manifold to a second collector forming the outlet collector, arranged in a cylindrical casing housing, the cylindrical ones being closed at both ends collectors lie transversely in the interior of the traversed by the heat emitting vapor housing for Nfittelachse of the housing in the same plane of this axis and a respective inlet and outlet connections of the S2mmlern through the sheath ehäuse, leading to the outside characterized in that the collector (7, 8) arranged in a known manner at one end of the shell (5) and the jacket, housing are fixed (5) at opposite generatrices of penetrating the housing (5), each with one of their ends, while the inlet and outlet connections (10, 11 ) the collector (7, 8) also transversely to the central axis of the housing (5) in the level of the collector (7, 8) are arranged and the connections of the inlet and outlet nozzles (10, 11) lying outside the jacket housing (5 ) are at the same height.

2. Preheater according to spoke 1, characterized in that the ends of the collector (7, 8) protruding from the jacket housing (5 ) are provided in a manner known per se with a detachable closure cover (9) . Considered publications: German Patent Nos. 933 507, 949 478, 969 923; German Auslegesehriften No. 1 049 391, 1 112 996; Belgian Patent No. 501911; British Patent No. 575 814.