DE2912113A1

DE2912113A1 - Verfahren und einrichtung zum entwaessern und nacherhitzen von dampf

Info

Publication number: DE2912113A1
Application number: DE19792912113
Authority: DE
Inventors: Jack Sumner Mazer; William Gerald Reed; Jun Russell Llewelyn Shade
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1979-10-04
Also published as: IT1110539B; ES478948A1; CH642142A5; IT7921316A0; DE2912113C2; MX148579A

Description

Verfahren und Einrichtung zum Entwässern und Nacherhitzen
von Dampf Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Insbesondere betrifft die Erfindung Wasserabscheider-Nacherhitzer, im speziellen neuartige einstufige Nacherhitzer für Wasserabscheider-Nacherhitzer in Atomkernenergie-Dampfturbinenkraftwerken.
Der Dampf von einem mit fossilem Brennstoff geheizten Kessel ist im allgemeinen heiß und trocken und er enthält genügend Energie für den Betrieb einer Hochdruckturbine. Anschließend wird der Dampf im allgemeinen im Kessel nacherhitzt, so daß er zuerst in Mitleldruck- und dann in Niederdruck-Stufen Nutzarbeit zu leisten vermag. Der Dampf von einem durch Kernenergie geheizten Dampfgenerator oder Reaktor hat andererseits im allgemeinen eine verhältnismäßig niedrige Temperatur und ist gesättigt. Nachdem er ein Hochdruckturbinenstufe durchströmt hat, enthält der durch Kernenergie erzeugte Dampf so viel mitgeführte Feuchtigkeit, daß er hiervon befreit werden muß und außerdem vorzugsweise auch nacherhitzt werden soll, um seine Enthalpiezu erhöhen, damit er zuverlässig weitere Nutzarbeit zu leisten vermag.
Es sind bereits verschiedene Typen von Wasserabscheider-Nacherhitzern bekannt, siehe z.B. die US-PS 3 712 272. Der aus dieser Patentschrift bekannte Wasserabscheider-Nacherhitzer enthält zwei Nacherhitzerabschnitte mit jeweils einer Bank oder einem Bündel von U-förmigen Röhren, die sich longitudinal in einen druckfesten Mantel erstrecken und ein Kopfstück zur Einführung eines Heizfluids (auf Dampf) zu den Röhren und zum Abziehen des Fluids (Kondensat) von den Röhren enthalten. Das Kopfstück ist mit einer vertikalen Leitplatte versehen, die im wesentlichen in der Mitte des Kopfstücks angeordnet ist und es in einen Einlaß- und einen Aus daß abschnitt unterteilt. Das eine EndejederRöhre steht mit dem Einlaßabschnitt und das andere Ende mit dem Auslaßabschnitt in Verbindung. Im Betrieb wird gesättigter Heizdampf durch den Einlaßabschnitt des Kopfstücks in die U-förmigen Röhren eingespeist, durchströmt die Röhren und tritt aus ihnen durch den Auslaßabschnitt des Kopfstückes aus und alles Kondensat, das sich in den Nacherhitzer-Röhren bildet, wird durch einen einzigen Abfluß abgeleitet, der im Auslaßabschnitt vorgesehen ist.
Ein weiteres Beispiel eines Wasserabscheider-Nacherhitzers der zwei Nacherhitzerröhrenbündel enthält, ist aus der US-PS 3 713 278 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion ist das Kopfstück mit einer im wesentlichen horizontalen Trenn- oder Leitplatte versehen, die im wesentlichen in der Mitte des Kopfstücks angeordnet ist und dieses in einen oberen Einlaßabschnitt sowie einen unteren Auslaßabschnitt unterteilt. Die U-förmigen Biegungen der Röhren verlaufen also in vertikaler Richtung.
Ein Wasserabscheider-Nacherhitzer, der ein einziges Nacherhitzerröhrenbündel enthält, ist aus der US-PS 3 593 SQO bekannt.
Bei allen diesen bekannten Wasserabscheider-Nacherhitzer-Konstruktionen können unter gewissen Betriebsbedingungen beträchtliche Mengen des Nacherhitzungsdampfes in den am starlesten belasteten Röhren kondensieren. Wenn der ganze Dampf, der in diese Röhren eintritt, vor dem Röhrenende vollständig kondensiert, kann sich unterkühltes Kondensat ansammeln. Die bei der Unterkühlung von Kondensat auftretenden Probleme und die damit zusammenhängenden Instabilitäten sind bekannt. Man weiß zwar bereits, daß Röhrenöffnungen und Rohrenbundelspülungen einen günstigen Einfluß haben und die obigen Probleme erleichtern. Röhrenöffnungen sind aus der US-PS 3 073 575 bekannt. Bei Röhrenbündelspülungen, wie sie z.B. in der US-PS 3 724 212 beschrieben sind, wird die Spülströmung typischerweise zu einem tieferen Punkt im System abgeleitet. Dies hat jedoch erhebliche thermodynamische Verluste zur Folge.
Aus der US-PS 3 830 293 ist ein Verfahren zur Rückführung von Spuldanapf in #öhren-Mantel-Wärmetauschern, die mit einem Röhrenbundel arbeiten, bekannt. In der Dampf zuführungsleitung des #Wnrenbündels wird ein mit kleiner Druckdifferenz 5 (ca. 0,7 bis 1,4-1Q5 Pa oder etwa 10 bis 20 psid) arbeitender Thermokompressor verwendet, um eine Rezirkulation des Spüldampfes im Röhrenbündel zu bewirken. Die Menge des durch diese Technik rezirkulierten Spüldampfes reicht jedoch nicht aus, ein Unterkühlen des Kondensats zu-vermeiden, da der geringe Druckunterschied am Thermokompressor diesen sehr unwirksam macht und sich keine Angaben darüber finden, daß eine alternative Quelle für Dampf höheren Druckes wünschenswert oder notwendig sei.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die Unterkühlung von Kondensat im Röhrenbündel eines Nacherhitzers zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Einrichtung bzw. das im Anspruch 10 gekennzeichnete Verfahren gelöst.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Ijochdifferentialdruck-Thermokompressor, also ein mit hoher Druckdifferenz zwischen Treibdampf und Ansaugdampf arbeitender Thermokompressor dazu verwendet, beträchtliche Mengen von Spüldampf im Niederdruck-Röhrenbündel der ersten Stufe eines zweistufigen Feuchtigkeitsabscheider-Nacherhitzers zu rezirkulieren. Für den Antrieb bzw. Betrieb des Thermokompressors werden relativ kleine Mengen Hochdruck-Spüldampf vom Hochdruck-Röhrenbündel der zweiten Stufe verwendet. Für den Betrieb sind dabei im allgemeinen mindestens zwei Röhrenbündel erforderlich, die mit wesentlich verschiedenen Drücken arbeiten.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Unterkühlung von Kondensat in einstufigen Nacherhitzern oder Zwischenüberhitzern erfindungsgemäß dadurch im wesentlichen vermieden, daß die Drosselung von Heizdampf für den Betrieb eines mit hohem Druckunterschied arbeitenden Thermokompressors verwendet wird, um mit minimalen thermodynamischen Verlusten wesentlich größere Mengen von Spüldampf, als es bisher möglich war, zurückzuspeisen und im Umlauf zu halten.
Durch die Erfindung kann also eine Unterkühlung von Kondensat in gedrosselten, einstufigen Nacherhitzer-Röhrenbündeln mit minimalen thermodynamischen Verlusten verhindert werden, indem man Hochdruckdampf, der in Strömungsrichtung vor dem Drosselventil oder den Drosselventilen in der Speiseleitung für das Röhrenbündel entnommen wurde, zum Antrieb eines wesentlich wirkungsvolleren, mit hoher Druckdifferenz arbeitenden Thermokompressors verwendet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden diese Vorteile dadurch erreicht, daß in einem einstufigen Wasserabscheider-Nacherhitzer-Röhrenbündel eine Pumpvorrichtung vorgesehen wird, um große Mengen von Spüldampf durch die Röhren des Bündels zu leiten. Die Einlaßenden von in einer vertikalen Ebene angeordneten, U-förmigen Röhren können mit unterschiedlichen Öffnungen versehen sein, um besser zu gewährleisten, daß den einzelnen Röhren genügend Dampf zugeleitet wird, um eine Unterkühlung von Kondensat zu vermeiden. Haupt- oder Frischdampf, der stromaufwärts von der Hochdruckturbine entnommen wird, dient als Heizfluid (Dampf) für das Röhrenbündel. Bei einem nuklearen Reaktor oder Dampferzeuger sind die Schwankungen des Hauptdampfdruckes über den Belastungsbereich der Turbine minimal. Es ist ein Weg vorgesehen, um einen Hochdruck-Thermokompressor oder Dampfstrahlverdichter mit Haupt- oder Frischdampf zu speisen, der stromaufwärts vom Drosselventil oder den Drosselventilen der Speiseleitung des Röhrenbündels abgenommen wird. Ferner sind Rohrleitungen vom Auslaßteil des Kopfstückes des Röhrenbündels zum Niederdruck-Ansauganschluß des Thermokompressors vorgesehen. Durch diese Maßnahmen ist der Druck des Treibdampfes für den Thermokompressor mindestens 1,5-mal (und bis zu 10-mal) größer als der des gedrosselten Saugdampfes.
Mit einem solchen Druckverhältnis von mindestens 1,5 bewirkt der Thermokompressor (der hier im folgenden als Hochdruck-Thermokompressor, also Thermokompressor mit hohem nP) bezeichnet werden soll), daß wesentlich mehr Saugdampf abgezogen wird als Treibdampf zugeführt wird. Für den Auslaß- oder Abdampf vom Thermokompressor, der einen mittleren Druck hat, sind Rohrleitungen zu seiner Einspeisung in die Einlaßkammer des Kopfstückes des Röhrenbündels vorgesehen.
Durch diese Maßnahmen können Spüldampfdurchsätze in der Grössenordnung von 50 bis 100 % des Röhrenbündeldurchsatzes, der durch die benötigte, abzugebende Wärme bestimmt ist, bei den Teillastbedingungen leicht erreichbar, bei denen die Einlaß strömung gedrosselt ist und hohe Spüldampfdurchsätze benötigt werden. Die bekannten Probleme hinsichtlich der Kondensatunterkühlung und der damit zusammenhängenden Instabilitäten werden auf diese Weise weitestgehend vermieden.
Da der Spüldampf außerdem durch das oder die Röhrenbündel kontinuierlich rezirkuliert oder zurückgeführt wird, erfolgt die weitestgehende Unterdrückung der Kondensatunterkühlung mit einem Minimum an thermodynamischen Verlusten. Zur Entfernung etwaiger nicht kondensierbarer Gase, die sich ansammeln können, wird zweckmäßigerweise eine kleine Entleerung vorgesehen. Bei hohen Leistungen, bei denen der dem Röhrenbündel oder den Röhrenbündeln zugeführte Heizdampf nicht mehr gedrosselt wird, kann ferner die Wärmeabgabeleistung der zahlreichen U-Röhren des Bündels leicht durch unterschiedliche Röhrenöffnungen in Verbindung mit einer verhältnismäßig geringen Strömungsgeschwindigkeit von Spüldampf, der zu einem niedrigeren Punkt des Systems abgeleitet wird, leicht eingestellt oder vergleichmäßigt werden. Unter diesen Bedingungen kann der Thermokompressor, wenn auch mit geringerem Wirkungsgrad weiter arbeiten, um ein erneutes Anfahren bei einem späteren Lastwechsel zu vermeiden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine etwas schematisierte vertikale Querschnittsansicht einer zweistufigen Wasserabscheider-Nacherhitzer-Einrichtung sowie zugehöriger Anlagenteile gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 eine etwas schematisierte vertikale Querschnittsansicht einer einstufigen Wasserabscheider-Nacherhitzer-Einrichtung und zugehöriger Anlagenteile gemäß einem bevorzugten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt eines Thermokompressors, wie er in der Einrichtung gemäß Fig. 2 verwendet werden kann.
Die in Fig 1 dargestellte Wasserabscheider- Nacherhitzer-Einrichtung 10 enthält einen Druckbehälter 12, der typischerweise mehrere Dampfeinlässe 13 und mehrere Dampfauslässe 14 enthält, damit der zu trocknende und wieder zu erhitzende Dampf leichter hindurchgeleitet werden kann.
Die vom zugeführten Dampf mitgeführte Feuchtigkeit wird durch Wasserabscheideplatten 15 in bekannter Weise im wesentlichen vollständig entfernt. Die Wasserabscheideplatten haben eine sehr große Oberfläche mit sogenannten t'Wackelplatten" und einem zugehörigen Ableitsystem (nicht dargestellt), welches das von den Platten ablaufende Wasser sammelt und einen Weg für die Entfernung des Wassers aus dem Mantel oder Druckbehälter 12 bildet.
Unmittelbar oberhalb der Wasserabscheideplatten 15 sind im Wege des von den Dampfeinlässen 13 zu den Dampfauslässen 14 strömenden Dampfes mehrere Uber- oder Nacherhitzer 16 und 17 angeordnet.
Der Nacherhitzer 16 der ersten Stufe enthält ein Röhrenbündel 18 und ein Kopfstück 19. Der Nacherhitzer 17 der zweiten Stufe enthält ein Röhrenbündel 20 und ein Kopfstück 21. Die Röhrenbündel 18 und 20 enthalten jeweils eine Anzahl von U-förmigen Röhren 22, zwischen denen und dem durchströmenden mantelseitigen Dampf ein Wärmeübergang stattfindet. Die U-Röhren 22 führen jeweils gesättigten Dampf hohen Druckes, auf dessen Herkunft noch eingegangen wird, und enthalten jeweils einen nahezu horizontalen Abschnitt 23, einen runden, vertikal orientierten U-Biegungsabschnitt 24 und einen nahezu horizontalen Auslaßabschnitt 25. Die Kopfstücke 19 und 20 enthalten jeweils eine Leit- oder Trennplatte 32, welche das jeweilige Kopfstück in eine obere Einlaßkammer 33 bzw. 35 und eine untere Auslaßkammer 34 bzw. 36 unterteilt/. Jede Röhre der Röhrenbündel 18 und 20 hat ein Einlaßende, das mit der oberen Einlaßkammer des zugehörigen Kopfstücks in Verbindung steht, während ihr anderes Ende in Verbindung mit der unteren Auslaßkammer desselben Kopfstücks verbunden ist. Der Einlaßkammer 33 des Kopfstückes der ersten Stufe wird gesättigter Dampf, dessen Druck wesentlich höher ist als der mantelseitige Dampf, durch eine Rohrleitung 40 zugeführt, die ein Ventil 42 enthält und von einer Anzapfung einer nicht dargestellten Hochdruckturbine kommt. Der Dampf durchströmt die Röhren 22 des Nacherhitzers 16 und gibt dabei Wärme an den mantelseitigen * und eine kleine Ablauföffnung hat Dampf ab, wobei er in den Röhren zumindest teilweise kondensiert. Das entstehende Kondensat tritt in die AuslaB-kammer des Kopfstücks ein und wird durch eine Abflußleitung 44 abgeleitet, während der restliche Dampf der Ansaugseite eines Thermokompressors 70 und einer Entleerungsleitung 51 über eine Rohrleitung 49 zugeführt wird.
Der Einlaßkammer 35 des Nacherhitzers 17 der zweiten Stufe wird gesättigter Dampf zugeführt, der stromaufwärts von der Hochdruckturbine durch eine Leitung 50 entnommen wird und bei Teillastbedingungen durch ein Ventil 52 gedrosselt wird und einen Druck hat, der wesentlich über dem Druck des gesättigten Dampfes liegt, der der Einlaßkammer 33 des Nacherhitzers 16 zugeführt wird. Der Dampf strömt dann von der Einlaßkammer 35 durch die Röhren 22 des Nacherhitzers 17, wobei er unter zumindest teilweiser Kondensation Wärme an den mantelseitigen Dampf abgibt. Das entstehende Kondensat tritt in die Auslaßkammer 36 aus und wird durch eine Rohrleitung 74 einem Abflußtank 47 zugeführt, während der überschüssige Dampf durch eine Rohrleitung 71 dem Thermokompressor 70 als Treibdampf zugeführt wird.
Der durch den Arbeitsdampf von der Rohrleitung 71 mit Treibdampf versorgte Strahl- oder Thermokompressor 70 fördert einen größeren Massenfluß an Abdampf aus der Leitung 72 und liefert einen größeren Massenfluß an Spüldampf über die Leitung 73 zur Einlaßkammer 33 des Kopfstücks 19 des Nacherhitzers 16. Diese Dampfströmung reicht für das Spülen des Röhrenbündels 18 des Nacherhitzers 16 aus und verhindert im wesentlichen ein Unterkühlen von Kondensat mit den damit zusammenhängenden Instabilitäten.
Die Vorteile dieser Spülung des ersten Nacherhitzer-Röhrenbündels können erhalten bleiben, wenn man die zweite Nacherhitzerstufe abstellt und die Wasserabscheider-Nacherhitzer-Einrichtung praktisch als einstufigen Wasserabscheider-Nacherhitzer betreibt. Hierfür ist eine Anordnung mit einer Rohrleitung 75 und einem Ventil 76 vorgesehen, die es ermöglichen, den Thermokompressor 70 mit einem Teil des Hochdruckdampfes zu betreiben, der von der Hauptdampfquelle zur Verfügung steht. Man schließt dann das Ventil 52 sowie das Ventil 77, wodurch die zweite Nacherhitzerstufe von der Dampfströmung abgetrennt wird. Das Ventil 46 wird geöffnet, so daß ungedrosselter Dampf mit einem Druck, der wesentlich höher ist als der Druck in der Leitung 40, den Thermokompressor 70 als Treibmittel antreibt und den gewünschten Spüldampf für den Nacherhitzer 16 liefert.
Unter den oben geschilderten Umständen hat man dann also einen zweistufigen Nacherhitzer, dessen Hochdruckstufe abgestellt ist, so daß die Einrichtung als einstufiger Nacherhitzer arbeitet, bei dem der Abdampf durch einen Thermokompressor, der einen hohen Druckunterschied bewirkt, in dem arbeitenden Röhrenbündel zu Spülzwecken zurückgeführt oder rezirkuliert wird. Ein für einen solchen Betrieb ausgelegter einstufiger Nacherhitzer wird selbstverständlich eine andere Konfiguration haben. Eine optimierte Anordnung für einen derartigen Betrieb des Nacherhitzers ist in Fig. 2 dargestellt, in der Teile gleicher Funktion wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Der in Fig. 2 dargestellte Wasserabscheider-Nacherhitzer 10 enthält wieder einen Druckbehälter 12, der typischerweise mehrere Dampfeinlässe 13 und mehrere Dampfauslässe 14 hat, damit der zu trocknende und zu erhitzende Dampf leichter hindurchgeleitet werden kann. Oberhalb der Dampfeinlässe 13 und nicht dargestellten Einlaß-Anfüllungen sind Wasserabscheidepaneele 15 bekannter Bauart angeordnet, durch die praktisch die ganze Feuchtigkeit, die der eintretende Dampf mitführt, abgeschieden wird.
Der Überhitzer oder Nacherhitzer 16 enthält ein Röhrenbündel 18 und ein Kopfstück 19. Das Röhrenbündel 18 enthält eine Vielzahl von U-Röhren 22, die in Wärmeaustauszh mit dem den Nacherhitzer durchströmenden mantelseitigen Dampf stehen und jeweils gesättigter Hochdruckdampf führen, auf dessen Ursprung noch eingegangen wird. Jedes U-Rohr des Bündels 18 hat einen nahezu horizontalen Einlaßabschnitt 23, einen gebogenen, vertikal angeordneten U-förmigen Biegungsabschnitt 24 und einen nahezu horizontalen Auslaßabschnitt 25. Das Kopfstück 19 enthält eine Trennplatte 32, die es in eine obere Einlaßkammer 33 und eine untere Auslaßkammer 34 unterteilt.
Jede U-Röhre des Röhrenbündels 18 steht mit einem Einlaßende mit der oberen Einlaßkammer des Kopfstücks und mit dem anderen Ende mit der unteren Auslaßkammer desselben Kopfstücks in Verbindung. Da die Strömungswege aller U-Röhren eines vorgegebenen Röhrenbündels einander parallelgeschaltet sind, herrscht an allen Röhren die gleiche Druckdifferenz (Treibkraft) zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßabschnitt.
Für den Betrieb steht Hauptdampf, der stromaufwärts von der Hochdruckturbine abgenommen wird, über eine Rohrleitung 50 für den Nacherhitzer 16 zur Verfügung. Die Rohrleitung 50, die zur Einlaßkammer 33 des Kopfstücks 19 führt, enthält ein zufuhrseitiges Ventil 42 und mindestens ein Drosselventil 43. Der Dampf durchströmt dann die U-Röhren 22, wobei er zwei longitudinale Wege entlang der und parallel zur Längsachse des Mantels oder Druckbehälters 12 strömt und einen gebogenen Weg nach unten durchläuft, wenn er das Ende des ersten horizontalen Strömungsweges erreicht und dann zur Auslaßkammer 34 des Kopfstuclcs 19 zurückströmt. Während des Durchlaufens der U-Rcihren 22 3<ondensiert ein gewisser Anteil des in den Röhren enthaltenen Dampfes und das Kondensat strömt zusammen mit dem nicht kondensierten Dampf zur Auslaßkammer, wo es durch die Abflußleitung 44 zu einem außerhalb des Druckbehälters 12 befindlichen Sammeltanks 45 strömt. Die flüssige Phase im Sammeltank 45 kann über die Leitung 48 einem Speisewasser-Vorerwärmer oder einem Hauptkondensator zugeführt werden. Zum Ausgleich des Druckes in der Auslaßkammer 34 des Kopfstücks und dem Sammeltank 45 ist eine Entlüftungs- oder Ausgleichs-Rohrleitung 49 vorgesehen. An die Rohrleitung 49 ist eine Rohrleitung 72 angeschlossen, durch die der aus dem Röhrenbündel austretende Spüldampf einem Thermokompressor 70 zugeführt wird.An dieRohrleitung 49 ist ferner eine Rohrleitung 51 angeschlossen, um laufend nicht kondensierbare Gase durch ein Ventil 78 und Spüldampf durch ein Ventil 79 zu Punkten niedrigeren Druckes im System ableiten zu können.
Der durch einen Pfeil A angedeutete Frisch- oder Hauptdampf, der durch die Heizdampfeinlaß-Rohrleitung 50 eintritt, welche eine Quelle für gesättigten Dampf, ein dampfquellenseitiges Einlaß-Ventil 42 und mindestens ein Drosselventil 43 enthält, wird im allgemeinen stromaufwärts von der Hochdruckdampfturbine abgenommen.
Der Druck dieses Frisch- oder Hauptdampfes ist relativ hoch und im ganzen Lastbereich im wesentlichen konstant. Bei Druckwasser-Reaktoren kann der Frischdampfdruck mit zunehmender Last in der Praxis auch etwas absinken. Der mantelseitige Dampf, der vom Auslaß der Hochdruckturbine kommt, hat andererseits einen Druck, der mit der Turbinenbelastung im wesentlichen linear auf einen Wert von etwa 1/6 des Frischdampfdruckes bei Vollast ansteigt. Würde man den Frischdampf durch die Einlaß-Rohrleitung 50 im Lastbereich in das Röhrenbündel 18 einführen, so wäre der Unterschied zwischen der Temperatur des Frischdampfes (der typischerweise einen Druck in der Grössenordnung von 7 MPa oder 1000 psia hat) und der des mantelseitigen Dampf 5 unter Teillastbedingungen zu groß, wesentlich mehr als 100 K oder 200 F. Bei diesen hohen Temperaturunterschieden im Teillastbetrieb treten erhebliche Probleme durch Verformung der Röhrenbündel in Folge der thermischen Expansion aufgrund der Temperaturunterschiede auf und es kann eine starke Kondensatunterkühlung in den Röhren eintreten. Um diese Schwierigkeiten zu mildern, wird der Frischdampf in der Einlaß-Rohrleitung 50 bei der vorliegenden Einrichtung typischerweise im Teillastbetrieb durch das Ventil 43 gedrosselt.
Es ist nur ein Ventil 33 dargestellt, in der Praxis können jedoch auch mehrere solcher Ventile verwendet werden. Es sind eine ganze Reihe von Verfahren zur Drosselung des Frischdampf 5 bekannt; typischerweise steuert man das oder die Ventile 43 vom Hochdruckturbinenauslaßdampfdruck so, daß der Druck des Dampfes für das Röhrenbündel 18 von einem niedrigen Lastwert bis zum Frischdampfdruck im Bereich von 50 % bis 80 % der Turbinenlast linear ansteigt. Unter dem Begriff gedrosselter Dampf" soll hier also Dampf verstanden werden, dessen Druck bei Teillast der zugehörigen Turbine verringert ist.
Wenn der in den Druckbehälter 12 eintretende mantelseitige Dampf von den Dampfeinlässen 13 über die U-Röhren 22 des Bündels 18 strömt und zunehmend erhitzt wird, nimmt der Temperaturunterschied zwischen dem röhrenseitigen Dampf und dem mantelseitigen Dampf kontinuierlich ab. Ein wichtiges Problem, mit dem sich die Erfindung besonders befaßt, beruht auf dem bei der Erhitzung des mantelseitigen Dampfes sich ändernden Temperaturunterschiedes zwischen diesem mantelseitigen Dampf und dem röhrenseitigen Dampf. Der mantelseitige Dampf kann noch einen gewissen restlichen Wasseranteil über die Wasserabscheidepaneele 15 hinaus mitführen, der durch Wärmeübergang von den unteren Röhrenreihen des Röhrenbündels 18 verdampft werden muß, bevor die Uberhitzung des Dampfes beginnen kann. Da der Temperaturunterschied zwischen dem röhrenseitigen und dem mantelseitigen Dampf an den unteren Röhren des Röhrenbündels 18 am größten ist und dort zusätzlich noch Wasser verdampft werden muß, kann offensichtlich an diesen unteren Röhren des Röhrenbündels der größte Wärmeübergang auftreten, was wiederum erfordert, daß den äußeren U-Röhren in vertikal orientierten Uberhitzerröhrenbündeln größere Mengen röhrenseitigen Dampfes zugeführt wird.
Da die Einlaßenden aller U-Röhren in Verbindung mit der Einlaßkammer 33 des Kopf stücks und die Auslaßenden aller U-Röhren in Verbindung mit der Auslaßkammer 34 des Kopfstücks 19 stehen, herrscht an allen U-Röhren notwendigerweise der gleiche Druckunterschied. Die äußeren (vertikalen) U-Röhren erhalten daher normalerweise nicht'genügend Dampf, um den Bedarf für die abzugebende Wärme zu decken. In diesen Röhren kondensiert der Dampf also vor dem Ende der Röhren vollständig und stromabwärts des Punktes, an dem der letzte Dampf kondensiert ist, tritt eine Unterkühlung des Kondensats ein, um den Bedarf an abzugebender Wärme zu decken. Aus den inneren (vertikalen) U-Röhren, die mehr Dampf führen als theoretisch erforderlich ist, tritt andererseits eine zweiphasige gesättigte Mischung in die Auslaßkammer 34 des Kopfstücks 19 aus. Aus dem Auftreten von unterkühlter Flüssigkeit können bekanntlich die verschiedensten Probleme entstehen. Zwei wesentliche Probleme sind Brüche der Röhren Röhrenblech-Schweißungen und Instabilität des Systems als Ganzes.
Es ist z.B. aus der US-PS 3 073 575 bekannt, daß man die Unterkühlung dadurch verringern kann, daß man bestimmte Röhren in geeigneter Weise verengt und dadurch den Durchsatz des röhrenseitigen Dampfes der für die Wärmeübertragung tatsächlich benötigten Wärmemenge anpaßt. Man kann dadurch die Unterkühlung und die mit ihr zusammenhängenden Instabilitäten in Dampfwärmetauschern verringern. Eine Möglichkeit, das oben geschilderte Problem anzugehen, besteht also in einer entsprechenden Bemessung der Röhrenöffnungen.
Die #ffnungs- oder Querschnittsbemessung ist eine der Maßnahmen zur Behebung des Problems einer unterschiedlichen Kondensation in den U-Röhren eines Nacherhitzer-Röhrenbündels und damit einer weitgehenden Vermeidung der Kondensatorunterkühlung, der vom Konzept her wahrscheinlich der einfachste Weg zur Vermeidung dieses Problems besteht jedoch darin, durch das Röhrenbündel eine ausreichende Menge gesättigten Dampfes im Überschuß über die für die Nacherhitzung theoretisch nötige Menge zu leiten und dadurch alle U-Röhren durchzuspülen. Diese Maßnahme ist jedoch im Hinblick auf den Wirkungsgrad normalerweise nicht anwendbar, da sie eine untragbare Energievergeudung darstellt. Eine praktikablere Lösung ist die Verwendung von zusätzlichen Unterteilungen im Kopfstück, wie es aus der US-PS 3 996 897 bekannt ist.
Bei der dort beschriebenen Einrichtung tritt der zugeführte Dampf in einen unterteilten Einlaß abschnitt des Kopfstückes eines horizontal orientierten Röhrenbündels ein und strömt durch die untere Hälfte der U-Röhren zu einem Rückflußabschnitt des Kopfstückes, wo das Kondensat, welches sich bei den ersten beiden longitudinalen Durchgängen durch die U-Röhren gebildet hat, abgeleitet wird. Der gesättigte Dampf wird dann wieder in die Röhren des Röhrenbündels eingeleitet, er tritt in die obere Hälfte des Röhrenbündels ein und kehrt zum entgegengesetsten Abschnitt des Kopfstückes zurück, von dem das angesammelOe Kondensat wieder abgeleitet wird. Eine solche Ekn-%uung stellt eine Vierdurchgangsanordnung dar und verrincJ#rt die Gefahr einer Kondensatüberflutung sowie der resultierenden thermischen Zyklen.
Bei einer aus der US-PS 3 759 319 bekannten ~Vierdurchgangsanordnung" enthält der Nacherhitzer einen getrennten Verteiler um den gesättigten Dampf, der bereits einen Durchlauf vollführt hat, nochmals durch gewisse U-Röhren des Nacherhitzerröhrenbündels laufen zu lassen.
Die Abstufung der Strömungsquerschnitte und die oben diskutierten weiteren Maßnahmen stellen jedoch leider normalerweise keine vollständige Lösung des Problems der Kondensatunterkühlung und der damit zusammenhängenden Instabilitäten in Wasser abscheider-Nacherhitzer-Einrichtungen dar. Ein Grund, warum durch die Abstufung der Öffnungs- bzw. Strömungsquerschnitte keine vollständige Lösung möglich ist, besteht darin, daß eine vorgegebene öffnungsanordnung zwar für eine Verteilung der Dampfströmung auf die verschiedenen Röhren berechnet und ausgeführt sein kann, daß sie den theoretischen Bedarf an zu übertragender Wärme bei einem bestimmten Betriebszustand zu decken vermag, für alle Betriebsbedingungen jedoch nicht ideal ausgelegt ist. Eine Querschnitts- oder öffnungsanordnung, die für einen Satz von Bedingungen ideal ist, kann für einen anderen Satz von Bedingungen nicht geeignet sein, z.B. bei Änderung der Lastwerte der Turbine oder im Falle eines einstufigen Nacherhitzers, wenn der Heizdampf bei Teillast gedrosselt wird.
Die vorliegende Erfindung kann entweder mit einer abgestuften Öffnungs- oder Querschnittsbemessung (oder äquivalenten Maßnahmen) oder unabhängig davon angewendet werden, um die Arbeitsweise von Nacherhitzern in Wasserabscheider-Nacherhitzer-Einrichtungen, insbesondere für Dampfturbinengeneratoranlagen zu verbessern, insbesondere eine Unterkühlung von Kondensat sowie die damit zusammenhängenden Instabilitäten im wesentlichen zu vermeiden.
Es ist seit langem bekannt, daß Dampfleitungen zur Entfernung von unerwünschtem Wasser und dgl. durch Hindurchleiten von Hochdruckgas oder -dampf durchgespült werden können. Man kann also ein Unterkühlen von Kondensat in Nacherhitzerröhrenbündeln dadurch vermeiden, daß man die Zufuhr von gesättigtem Dampf von der Eingangsdampfquelle zum Röhrenbündel um einen vorgegebenen Betrag im Überschuß über denjenigen Betrag erhöht, der bei einer bestimmten Last für die Nacherhitzung des mantelseitigen Dampf 5 theoretisch benötigt wird.
Wenn man einen genügenden Über schuß an gesättigtem Dampf von der Röhrenbündeldampfquelle entnimmt, läßt sich auch ohne besondere Bemessung der öffnungs- oder Strömungsquerschnitte eine Kondensatüberkühlung praktisch vermeiden. Andererseits ist es wesentlich, daß der für die Verwendung in einer Dampfturbinenanlage erzeugte Dampf gut ausgenutzt wird und aus ihm ein Maximum an Arbeit in den notwendigen Funktionen der Dampfturbine entnommen wird, beispielsweise bei der Nacherhitzung von Dampf in einem Wasserabscheider-Nacherhitzer, der Vorerwärmung des Speisewassers vor dessen Zuführung zum Dampfgenerator oder Reaktor und bei der Verwendung des Endproduktes eines Kondensators als Speisewasser für die Anlage. Die unbedenkliche Verwendung von Hochdruckdampf hoher Temperatur und hohen Druckes, dessen Wärmeinheit produktiver und besser ausgenutzt werden könnte, zum Spülen kann den Wirkungsgrad der Anlage als Ganzes erheblich beeinträchtigen. Da Dampfturbinen normalerweise eine Lebensdauer über 30 und oft bis 40 Jahren haben, kann die Vergeudung eines erheblichen Prozentsatzes des Dampfes für Zwecke, wie die weitgehende Verhinderung einer Kondensatunterkühlung in Nacherhitzerröhrenbündeln sich als außerordentlich kostspielig hinsichtlich der für solche Zwecke im Laufe der Jahre unnötig verbrauchten Primärenergie erweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Spüldampf für das weitestgehende Vermeiden einer Kondensatunterkühlung in Nacherhitzerröhrenbündeln Dampf verwendet, der zum Einlaß des Röhrenbündels zurückgeführt ist. Die Bewegungsenergie oder Antriebsleistung wird durch Haupt- oder Frischdampf geliefert, welcher stromaufwärts des Drosselventils 43 oder der entsprechenden Drosselventile abgenommen wird. Der rezirkulierte Spüldampf leistet Nutzarbeit im Gegensatz zum Dampf, der zu einem Speisewasservorerhitzer (der einen Punkt niedrigerer Energie im System darstellt) abgeleitet wird, so daß durch die Erfindung im Effekt die Zuverlässigkeit des Betriebs des Nacherhitzers verbessert wird, ohne daß dadurch der Betriebswirkungsgrad des Systems als Ganzes ernstlich leidet. Die erfindungsgemäße Verwendung von röhrenseitigem Abdampf stellt praktisch eine wesentliche Verbesserung gegenüber der bekannten Praxis dar, bei der geringere Mengen an Spüldampf als sie für eine praktisch völlige Beseitigung der Kondensatunterkühlung benötigt werden, zu einem Speisewasservorerhitzer oder einem ähnlichen Punkt niedrigen Druckes im Turbinenzyklus zugeführt werden.
Wie Fig. 2 zeigt, wird bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ein Thermokompressor mit hohem verwendet, um Spüldampf zur Einlaßkammer 33 des Kopfstücks 19 des Nacherhitzers 16 derart zurückzuführen, daß genügend überschüssiger Hochdruckdampf für die einzelnen U-Röhren 22 des Bündels 18 zur Verfügung steht, um ein Unterkühlen von Kondensat selbst in denjenigen Röhren im wesentlichen zu vermeiden, an denen der größte Temperaturunterschied auftritt.
Das Antriebsfluid für den Thermokompressor 70 wird durch eine Rohrleitung all zugeführt, es ist der Hauptdampf, der in der Heizdampfleitung 50 stromaufwärts vom Drosselventil 43 oder den Drosselventilen zur Verfügung steht. Dieser Dampf, der einen Druck von etwa 7 MPa (1000 psia) hat, treibt den Thermokompressor 70, der den Spüldampf für den Nacherhitzer 16 liefert. Im allgemeinen beträgt der für diesen Zweck verwendete Anteil des Dampfes nur etwa 5 bis 10 % der theoretisch nötigen Dampfmenge, die der Einlaßkammer des Nacherhitzers 16 zur Deckung des Wärmebedarfes des Röhrenbündels 18 zugeführt werden muß. Der Thermokompressor 70, von dem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 3 genauer dargestellt ist, wird also mit Treibdampf hohen Druckes betrieben, so daß er eine größere Menge an Dampf als Treibdampf durch die Leitung 72 von der Auslaßkammer 34 des Kopfstückes des Nacherhitzers 16 ansaugt. Die vereinigte Strömung verläßt den Thermokompressor 70 mit einem mittleren Druck, welcher am Eingang des Nacherhitzers die gewünschte starke Spülströmung verursacht.
Der Thermokompressor 70, dem Ansaug- oder Niederdruckdampf über die Rohrleitung 72 von der Auslaßkammer 34 des Nacherhitzers 16 und Treibdampf über die Leitung 71 zugeführt wird, erzeugt eine Dampfströmung durch die Rohrleitung 73 in die Leitung 50, welche gedrosselten Hauptdampf in die EQnlaßkammer 33 des Kopfstücks des Nacherhitzers 16 liefert, oder direkt in die Einlaßkammer 33.
Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung, durch die mehr Spüldampf geliefert werden, durch den eine Unterkühlung des Kondensats sowie die damit zusammenhängenden Instabilitäten im wesentlichen verhindert werden, sind sehr wirtschaftlich und haben einen hohen thermodynamischen Wirkungsgrad. Es wird nicht nur das Vorstehende erreicht, sondern auch der Gesamtwirkungsgrad des Systems bei Teillastbedingungen verbessert, da die Menge des vom Vorerhitzer 16 zu einem niedrSgeren Punkt im System, wie dem SpeisewasservorerhitzeE>abgeleiteten Spldampfes beträchtlich verringert und dadurch die weniger effiziente Verwendung des heißen Dampfes auf ein Minimum beschränkt wird.
Es ist n lt notwendig, besondere Vorkehrungen zu treffen, wie durch spezielle Ventile, um zu gewährleisten, daß nur ein kleiner Teil des Einlaßdampfes, beispielsweise 2 bis 10 % des Dampfes in der Hauptdampfleitung, als Treibdampf für den Thermokompressor 70 verwendet wird. Unter den vorliegenden Bedingungen ist der Thermokompressor nämlich selbst begrenzend, er arbeitet im Drosselbetrieb und nimmt nur so viel Dampf auf, wie es erforderlich ist, um den verfügbaren Spüldampf im Umlauf zu halten.
Ein weiterer Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß das System leicht an. kommerziell verfügbare Thermokompressoren angepaßt werden kann, deren Betriebsparameter gut bekannt sind.
Um das gesteckte Ziel, eine Kondensatunterkühlung und die damit zusammenhängenden Instabilitäten zu vermeiden, zu erreichen, ist im allgemeinen eine größere Menge Spüldampf erforderlich, als man bei der Rezirkulation mit einem Niederdruck-Thermokompressor (Thermokompressor mit niedrigem aP) erwarten würde. Der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Hochdruck-Thermokompressor (Thermokompressor mit hohem iS P) vermag jedoch diese Durchsätze der Rezirkulationsströmung zu bewirken. Der Hochdruck-Thermokompressor ist außerdem kleiner und es ist einfach, die Ansaugleistung durch Erhöhung des Treibdampfstromes zu vergrößern.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Thermokompressor mit hohem iX P keine Verringerung des Druckes in der Einlaßkammer des Kopfstücks bewirkt. Ein Niederdruck-Thermokompressor hat dagegen einen niedrigeren Kopfstückdruck zurFolge, da er einen Strömungswiderstand in der Dampfeinlaßleitung darstellt. Eine Verringerung des Kopfstück-Einlaßdruckes setzt den thermischen Wirkungsgrad herab, da die Dampftemperatur entsprechend niedriger ist.
Für die praktische Realisierung der Erfindung können handelsübliche Thermokompressoren verwendet werden, wie sie beispielsweise von der Firma Ametek Corporation, Schutte und Koerting Division, Cornwells Heights, Pennsylvania, V.St.A.
erhältlich sind. Ein typischer Thermokompressor ist in Fig.3 dargestellt.
Der in Fig. 3 dargestellte Thermokompressor oder Dampfstrahlverdichter enthält einen Treibdampfeinlaß 81, eine Düse 82, einen Dampf-Ansaugeinlaß 83, einen Körper oder Mischbereich 84 und einen Diffuser- und Auslaßabschnitt 86.
Im einfachsten Falle wird für die Realisierung der vorliegenden Erfindung ein Thermokompressor mit fester Düse verwendet, der mit der Düse 82 in Fig. 3 arbeiten kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch ein Thermokompressor mit verstellbarer Düse verwendet, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Die Verstellung der Düse 82 erfolgt mittels eines Drehkopfes 88, der zur axialen Verstellung einer Welle dient, an deren Ende sich eine Ventilnadel 89 befindet, mit der der Querschnitt der Einlaßseite der Düse 82 verringert werden kann. Durch diesen zusätzlichen Freiheitsgrad kann das Ausmaß der Spülung so einer stellt werden, wie es für eine bestimmte Betriebsart wünschenswert ist, oder man kann für verschiedene Anlagen unterschiedliche Einstellungen wählen.
Die beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich in der verschiedensten Weise abwandeln. Anstatt den Spüldampf durch ungedrosselten Hauptdampf zurückzuspeisen, wie es am Beispiel des gedrosselten einstufigen Nacherhitzers beschrieben wurde, kann die Erfindung selbstverständlich in gleicher Weise bei irgendeiner anderen Wasserabscheider-Nacherhitzer- Röhrenbündelanordnung verwendet werden, die mit Hochdruckdampf gespeist wird, der bei einem gewissen Lastbereich beträchtlich gedrosselt ist. Bei einem zweistufigen Wasserabscheider-Nacherhitzer, der nach dem gleichen Prinzip arbeitet, wird man also die Rezirkulation der Spülströmung im Röhrenbündel, das mit dem höheren Druck arbeitet, bewirken. Außerdem kann man anstelle der beschriebenen U-Röhrenbündel auch andere Röhrenbündelkonfigurationen verwenden, wie bekannte gerade durchgehende Röhrenbündel. Anstelle des als Pumpvorrichtung für die Rezirkulation des Spüldampfes im Nacherhitzerröhrenbündel beschriebenen Hochdruck-Thermokompressor kann auch irgendeine andere gleichwertige Pumpvorrichtung verwendet werden,die die an den Hochdruck-Thermokompressor gestellten funktionellen Anforderungen erfüllt, wie ein Turbinen- oder Schaufelradkompressor.

Claims

Verfahren und Einrichtung zum Entwässern und Nacherhitzen von Dampf Patentansprüche 1. Einrichtung zum Entwässern und Nacherhitzen von Dampf mit einem dampfdichten Behälter, einer Anordnung zum Einleiten von kühlem, nassem mantelseitigen Dampf in den Behälter, einer im Behälter angeordneten Vorrichtung zum Abscheiden von Feuchtigkeit, die der mantelseitige Dampf mitführt, einem im Behälter angeordneten, zum Erhöhen der Temperatur des getrockneten mantelseitigen Dampfes dienenden Nacherhitzer, der eine Einlaßkammer, eine Auslaßkammer und mehrere zwischen diese geschaltete, im wesentlichen parallele Wärmeaustauscherröhren enthält, die ein Röhrenbundel bilden und zum Wärmeaustausch mit dem mantelseitigen Dampf longitudinal im Behälter verlaufen, und mit einer Vorrichtung zum Speisen des Nacherhitzers mit gesättigtem röhrenseitigem Dampf einer Temperatur und eines Druckes, die größer als die Temperatur und der Druck sind, mit denen der gesättigte mantelseitige Dampf zugeführt wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Vorrichtung (52) zum Drosseln von verfügbarem Hauptdampf unter Bildung einer Quelle gedrosselten, gesättigten Dampfes für den Nacherhitzer zum Erhitzen des mantelseitigen Dampfes; eine einen Thermokompressor (70) für hohen Druckunterschied enthaltende Anordnung, mit der der Einlaßkammer (33) des Nacherhitzers (18) ein zusätzlicher Dampfstrom zuführbar ist, der ausreicht um bei gedrosselten Teillastbedingungen eine Unterkühlung von Kondensat in den Röhren im wesentlichen zu vermeiden; eine Anordnung, mit der Abdampf von der Auslaßkammer (34) des Nacherhitzers einem Niederdruck-Einlaß des Thermokompressors (70) zuführbar ist; eine Anordnung zum Speisen eines Hochdruckeinlasses des Thermokompressors mit ungedrosseltem Hauptdampf, der vom Nacherhitzerdampfeinlaß stromaufwärts von der Drosselvorrichtung abgenommen ist, und eine Anordnung (73), durch die das aus dem Thermokompressor (70) austretende Fluid der Einlaßkammer (33) des Nacherhitzers (16) zuführbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermokompressor (70) mit einem Druckverh#1tnis von Hochdruckdampf zu Niederdruckdampf arbeitet, das mindestens 1,5 : 1 beträgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfströmung in die Einlaßenden der verschiedenen Röhren (22) teilweise behindert ist, so daß in diejenigen Röhren ein stärkerer Strom gesättigten Dampfes eintritt, die durch die Wärmeübertragung stärker belastet sind als andere Röhren im Röhrenbündel.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscherröhren (22) des Röhrenbündels U-Röhren sind, die in einer im wesentlichen vertikalen Ebene verlaufen und daß die Einlaßkammer (33) sowie die Auslaßkammer (34) getrennte Kammern einer einheitlichen Kopfstückstruktur (19) sind.
5. Einrichtung zum Abscheiden von Wasser und Erhitzen von Dampf, dem relativ feuchter Einlaßdampf niedriger Temperatur über eine Einlaßanordnung zum Trocknen und Erhitzen unter Erzeugung von trockenem heißem Auslaßdampf zuführbar ist, gekennzeichnet durch einen druckfesten Behälter (12); mindestens eine Dampfeinlaßanordnung (13), die längs einer Seite des Druckbehälters (12) angeordnet ist; mindestens eine Dampfauslaßanordnung (14), die längs einer anderen Seite des Behälters (12) angeordnet ist; eine bei der Einlaßanordnung angeordnete Vorrichtung (15) zum Abscheiden von Feuchtigkeit, die vom Einlaßdampf mitgeführt wird; einen Röhrenbündel-Wärmetauscher (16), der zwischen der Einlaßanordnung (13) und der Auslaßanordnung (14) longitudinal im Behälter (12) angeordnet ist und im Wärmeaustausch mit dem von der Einlaßanordnung zur Auslaßanordnung strömenden Dampf steht; einem Kopfstück (19), das sich an einem ersten Ende des Röhrenbündels (18) befindet, mit den Enden der das Röhrenbündel bildenden Röhren (22) dicht verbunden ist und mindestens eine Trennplatte (32) enthält, die das Kopfstück in mehrere Kammern (33, 34) unterteilt, von denen mindestens eine eine Einlaßkammer und eine andere eine Auslaßkammer bilden, mit denen die entsprechenden Enden der Röhren verbunden sind; einer Anordnung, mit der durch den Dampfeinlaß (13) in den Behälter (12) relativ kalter Naßdampf einführbar ist, welcher unter Wärmetausch mit dem Röhrenbündel (18) an diesem vorbeiströmt und am Dampfauslaß (14) an der anderen Seite des Behälters als heißer, trockener Dampf austritt; einer Anordnung, mit der der Einlaßkammer (33) des Kopfstücks (19) ein Strom gesättigten, röhrenseitigen Hochdruckdampfes mit einer Temperatur, die wesentlich über der des dem Dampfeinlaß (13) des Behälters (12) zugeführten mantelseitigen Dampfes liegt, zuführbar ist; einer Drosselvorrichtung (52), die in der Anordnung zum Zuführen des Dampfstromes angeordnet ist, um den Druck des Hauptleitungsdampfes auf einen niedrigeren Wert herabzusetzen, mit dem er der Einlaßkammer (33) des Nacherhitzers (16) zugeführt wird; einer zum Zurückführen von Dampf von der Auslaßkammer (34) zur Einlaßkammer (33) dienenden Verdichter- oder Pumpvorrichtung (70), der Treibdampf von der Heizdampfeinlaßleitung von stromaufwärts von der Drosselvorrichtung zuführbar ist, um diesen Dampf isentropisch zu entspannen und um Dampf von der Auslaßkammer (34) mitzureißen und einen zweiten Eingangsdampfstrom für die Einlaßkammer zu bilden, wobei die beiden Einlaßdampfströme aus gesättigtem oder geringfügig überhitztem Dampf bestehen und der zweite Eingangsdampf, der von der Verdichter- oder Pumpvorrichtung (70) der Einlaßkammer (33) zugeführt ist, einen genügenden Massendurchsatz hat, um eine Unterkühlung von#Kondensat in den Röhren des Röhrenbündels bei gedrosselten Teillastbedingungen im wesentlichen zu vermeiden.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung ein Thermokompressor (Fig. 3) ist, welcher für seinen Betrieb einen hohen Druckunterschied zwischen dem Treibfluid und dem angesaugten Fluid erfordert, keine beweglichen Teile enthält und einen Strom von Hochdruck-Treibdampf mit einem Strom angesaugten Dampfes relativ niedrigen Druckes zu einem vergrößerten Volumen von Dampf oder einem mittleren Druck vereinigt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermokompressor mit einem Verhältnis des Druckes des Hochdruckfluids zum Druck des Niederdruckfluids von mindestens 1,5 : 1 arbeitet.
8. Einrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7r dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung des röhrenseitigen Dampfes in bestimmte Röhren gedrosselt ist, so daß mehr gesättigter Dampf in die Einlaßenden der Röhren eintreten kann, welche durch die Wärmeübertragung stärker belastet sind als andere Röhren des Bündels.
9. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrenbündel U-förmige Röhren (22) enthält, die in einer im wesentlichen senkrechten Ebene angeordnet sind, und daß die Trennplatte (32) das Kopfstück (19) in eine obere und eine untere Kammer (33 bzw. 34) unterteilt.
10. Verfahren zum weitestgehenden Verhindern einer Unterkühlung von Kondensat in Röhren eines Röhren-Mantel-Nacherhitzers, bei welchem mantelseitiger Dampf durch Wärmeaustausch mit den Röhren des Nacherhitzers erhitzt wird, welche gesättigten röhrenseitigen Dampf enthalten und bei welchem dem Nacherhitzer gesättigter Eingangsdampf zugeführt wird, der sich unter einem höheren Druck befindet als der mantelseitig zugeführte gesättigte Eingangsdampf, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptleitungsdampf gedrosselt wird, um Dampf verminderten Druckes für den Heizdampfeinlaß des Nacherhitzers zu erzeugen; daß austretender Spüldampf vom Nacherhitzer einem Niederdruckeinlaß einer mit hohem Druckunterschied arbeitenden Pumpvorrichtung zugeführt wird; daß ungedrosselter Hauptleitungsdampf der mit hohen Druckunterschied arbeitenden Pumpvorrichtung zugeführt wird; daß der Hauptdampf in der Pumpvorrichtung isentropisch entspannt wird und den ausgelassenen Spüldampf des Nacherhitzers mitnimmt und daß der Auslaß der Pumpvorrichtung der Einlaßkammer des Nacherhitzers zugeführt wird, um eine Unterkühlung von Kondensat in den Röhren des Röhrenbündels bei gedrosselten Teillastbedingungen im wesentlichen zu vermeiden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Druckes des ungedrosselten Hauptdampfes zum Druck des ausgetretenen Spüldampfes vom Nacherhitzer mindestens 1,5 : 1 beträgt.