DE838294C - Einrichtung zur Begrenzung der Heissdampftemperatur von Dampfkesseln - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Begrenzung der Heißdampftemperatur von Dampfkesseln Es sind sog. Oberflächenheißdampfkühlerbekannt, die die Heißd'ampftemperatur eines Dampfkessels dadurch nach oben hin begrenzen, daß sie dem Heißdampf durch zweckmäßig als Rohre ausgebildete Wärmeaustauschflächen hindurch Wärmte von einer verdampfenden Kühlflüssigkeit entziehen lassen. Zur Ersparnis von Material und Kosten hat man schon seit Jahren vom Kühlmittel mit ziemlich hoher Geschwindigkeit durchströmte Kühlrohre in Form fertiger Pakete in die erweiterte Überhitzerkammer eingebaut. Dies bedingt jedoch den Zwanglauf des Kühlmittels in den Kühlrohren, so daß man dafür entweder aus der Kesselspeiseleitung entnommenes, tunlichst kaltes Speisewasser oder auch mittels einer Umwälzpumpe gefördertes Kesselwasser verwendet und für den letzteren Fall auch schon die Anwendung einer in die Kammer eingebauten Leitklappe vorgeschlagen hat, die in an sich bekannter Weise den Heißdampf wahlweise von den Kühlrohren fernhalten und dadurch die Abkühlung bzw. die Endtemperatur des Heißdampfes unmittelbar regeln soll. Da hingegen bei Verwendung von Speisewasser auch dieses im Interesse geringsten Kühlmittelverbrauchs möglichst weitgehend verdampft und zwecks Veränderung der Wirksamkeit der Kühlflächen zumeist sogar mehr oder minder stark überhitzt wird, so sind in diesem Fall Ablagerungen an den Rohrinnenwänden und gewisse Korrosionen unvermeidlich, insbesondere wenn das Speisewasser wie bei den meisten Industriekraftwerken chemisch aufhereitet ist und nicht aus reinem Kondensat besteht. Darüber hinaus treten aber stets AbschTeckrisse in den Kühlschlangen auf, wenn wegen kesselseitig bedingter Heißdampfmindertemperatur der Kühlwasserzufluß eine gewisse Zeit lang ganz abgesperrt und danach bei . steigender Überhitzung wieder geöffnet wird.
• Man führte deshalb der Kühlschlange bisher, auch hei kesselseitig bedingter Minderüberhitzung, stets eine gewisse, beträchtliche Mindestwassermenge zu, war aber dadurch gleichzeitig gezwungen, die Heißdampftemperatur auch dann noch erheblich herabzusetzen, wenn dies für den Betrieb durchaus unerwünscht und nachteilig ist.
• _111e diese Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung dadurch vermieden werden, das die spezifische Wärmeaufnahme des Kühlwassers, bezogen auf die Kühlwassermenge in kcal/kg, durch entsprechende Bemessung der die Kühlfläche teeaufschlagenden Heißdampfmnenge, also durch Beeinflussung ihrer Geschwindigkeit und der dampfseitigen Wärmeübergangszahl, etwa konstant gehalten wird, so daß also das Kühlmittel im ganzen Regelbereich nur zu einem gewissen Teil und bei Nullast überhaupt nicht verdampft wird. Dadurch werden aus dem Wasser während der Dampfbildung ausfallende feste Teile nicht an der Rohrinnenwand abgelagert, sondern durch den stets vorhandenen Flüssigkeitsanteil laufend fortgespült. Gleichzeitig werden aber auch unzulässige Erhitzungen des Rohrwerkstoffes sowie Abschreckungen beim Ein- und Ausschalten des Kühlwasserzuflusses verhindert. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß mittels eines in der Kammer angeordneten, gleichzeitig oder in Abhängigkeit von der Kühlwassermenge gesteuerten, z. B. als Drehklappe ausgebildeten Lenkorgans nur ein gewisser, einstellbarer Teil des gesamten Heißdampfes unmittelbar an die Kühlflächen herangeführt wird. Eine zur Drehklappenbetätigung von außen her erforderliche Achse oder Welle wird zweckmäßig durch einen Stirnflanschdeckel der Überhitzerkammer nach außen geführt und durch eine Stopfbüchse abgedichtet. Diese Stopfbüchse kann dann sehr einfach urrd vorteilhaft durch Anordnung eines parallel zum Kühlwasserregelventil geschalteten Wassermantels gekühlt werden, der laufend von einer sehr kleinen, zur Dauerbeaufschlagung der Kühlschlange bestimmten Mindestspeisewassermenge von wenigen kg/h durchflossen wird.
• Die Vorteile des erfindungsgemäßen Heißdampfkühlers bestehen also erstens darin, daß die Heißdampftemperatur niemals tiefer sinkt, als kesselseitig bedingt bzw. erwünscht ist, daß zweitens die Rohrwand weder durch Abschreckutlgen aufreißt noch drittens durch Korrosionen oder infolge angegriffen wird. Viertens kann aber infolge der praktisch völligen Absperrung des Kühlmittels bei Nullast im Heißdampfraum des Überhitzersammlers keine nennenswerte Kondensatmenge auftreten, so daß Wasserschläge im Überhitzer finit ihren gefürchteten Folgen ausgeschlossen bleiben.
• Ein praktisches :@usfiihrungsbeispiel wird an 1 12ind der Zeichnung erläutert. Gemäß dem in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel tritt der Heißdampf durch die Rohre i in die im Querschnitt gezeigte Überhitzerkammer 2 ein und verlädt siie durch die Rohre 3. Die achsenparallel zur Kammer angeordnete Drehklappe 4 legt sich bei unbelastetem Kühler an die die Kammerwand berührende Anschlagleiste 5 an und zwingt damit den Heißdampfstrom, das die Kammer oberhalb des Raumes t-3-4-5 dicht ausfüllende Kühlrohrbündel 6 zu umgehen und die Kammer direkt durch die Rohre 3 zu verlassen. Mit steigender Belastung des Kühlsystems dreht sich die Klappe um die Achse 7 nach rechts, bis sie bei voller Belastung des Kühlers die Anschlagleiste 8 berührt und somit die gesamte Heiißdampfmenge um das bis zur Oberseite der Drehklappe heruntergezogene Leitblech 9 herum durch das Kühlrohrbündel6 hindurchleitet. Bei allen Zwischenstellungen der Drehklappe wird nun der Heißdampf in die beiden Teilströme io und i i zerlegt, von denen io links der Klappe unter Wärmeabgabe an das Kühlmittel durch das Rohrbündel 6 hindurchfließet, während Teilstrom i i trechts der Klappe ungekühlt . das Bündel umgeht und durch Wiedervereinigung mit dem Teilstrom io am der Stelle 12 die gewünschte Austrittstemperatur der Gesarntheißdampfmenge herstellt, die bei 3 zur Verwendungsstelle oder in den nachgeschalteten überhitzerteil abströmt. Es ist also jeder Zwischenste.llung der Klappe ein bestimmtes, mit ihrer Be-Zvegung von links nach rechts ansteigendes Verhältnis zwischen den Tdilströmen io und i i und damit eine gleichsinnig wachsende bestimmte Abkühlung des Hai.ßdampfgesamtstromes zugeordnet. Die Teile 1, 3, 4, 5, 7 und 8 können gegebenenfalls auch bei der praktischen Ausführung links, rechts oder oben in der Kammer angeordnet sein.
• In Abb. 2 ist ein grundsätzliches Schaltungsbeispiel des Kühlers gezeigt.
• Der Hebelarm 13 der Drehklappe 4 ist über das Koppelglied 14 reit dem Hebelarm 15 der als Klappe dargestellten Kühlmittelzumeßvorrichtung 16 verbunden, wobei in der Abbildung das Koppelglied 14 durch ein Steuerwerk 17 verstellt wird, das einerseits durch den Temperaturmeßkühler 18 in der Überhitzeraustrittsleitun.g gesteuert wird. Liegt die Heißdampfendtemperatur bei 18 unter dem Sollwert, so hält das Steuerwerk 17 das Koppelgllied 14 in der rechten Endlage, der Kühlmittelzufluß zum Heißdampfkühler wird bei 16 geschlossen, und die Drehklappe 4 sperrt den Dampfweg durch das Kühlrohrbündel ab. Mit steigender Dampftemperatur verschiebt das Steuerwerk 17 das Koppelglied 14 nach links, wodurch sich die Klappe 4 und 16 nach rechts bewegen und den Kühlmittelzufluß zum Kühler bzw. den -Heißdaml>fweg durch das Kühlrohrbündel freigeben.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. In die Überhitzerkammer eingebauter, speisewassergekühlter Oberflächenheißdampfkühler, dadurcr.gekennzeiolltiet. daß mittels eines in der Kammer angeordneten, gleichzeitig mit oder in Abhängigkeit von der Kühlwassermenge gesteuerten Lenkorgans nur ein derart bemessener Teil des gesamten Heißdampfes unmittelbar an die Kühltlächen herangeführt wird, daß das Kühlwasser nur zii einem gewissen Teil verdampft und sich bei -Nullast des Kühlers nur bis kurz unter cl-en Siedepunkt erwärmt.
2. 2. Heißdampfkühlcr nach .\nspru-ch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übearhitzerkammer eine achsenparallele Drehklappe (4) eingebaut ist. die je nach der erforderlichen hülilleistuii" bzw. je nach der durchgespeiisten lüihlwassermenge nur einem bestimmten Teil des die Kammer passierenden Heißdampfes den \b'eg durch das Kühleteinent freigibt und den anderen direkt zu den Heißdampfausitrittsrohren umleitet.
3. 3. Heißdampf kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehklappe (,4) über ein gegebenenfalls in Abhängügkeit von der Heißdampfgesamtmenge verstellbares Koppelglied (i4) mit diem Steuerorgan der Kühlmittelzumeßvorrichtung verbunden ist.
4. 4. Heißdampfkühler nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Achse der Direhklappe an ihrer Durchtrittsstelle nach außen gemeinsam mit der zugehörigen Stopfbüchse durch eine zur Dauerbeaufschlagun.g des Kühlelements vorgesehene sehr geringe Speisewassermenge vor deren Eintritt in die Kühlschlange wirksam gekühlt wird. Angezogene Druckschriften: Französische Partentschrlift Nr. 828857.