DE3209584C2 - Vorrichtung zum Überhitzen von Dampf - Google Patents

Abstract

Ein Überhitzer zum Überhitzen von Dampf ist aus beheizten Rohren (11) gebildet, die innerhalb eines Gehäuses (1) um einen zentralen Raum angeordnet sind. Diese Rohre (11) sind zu einem einzigen, kreisringförmigen Rohrbündel zusammengefaßt. Die Enden der Rohre (11) sind in Rohrplatten (12) gehalten, die ebenso wie das Rohrbündel und die die Rohrplatten (12) umgebenden Kammern (13) kreisringförmig ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überhitzen von Dampf mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches.

Ein solcher Überhitzer ist aus der CH-PS 579 234, Fig. 3 bekannt Die axial bewegliche Rohrplatte dieses Überhitzers ist von durchgehend gleicher Dicke und ringförmig berohrt Bei einer ungleichmäßigen Wärmebelastung der quer angeströmten, kreisringförmig angeordneten Rohre treten in der Rohrplatte Wärmespannungen in radialer Richtung auf.

Aus der AT-PS 8 584 ist ein Überhitzer bekannt, der eine eine torusartige Endkammer begrenzende Rohrplatte aufweist, die fest in dem Gehäuse des Überhitzers eingespannt und durch eine durchgehende Bodenplatte versteift ist Auch in dieser Rohrplatte können die genannten Wärmespannungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung derart zu gestalten, daß temperaturbedingte Dehnungen in de^r Rohrplatte besser aufgefangen werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruches gelöst

Die ringförmige Ausbildung der Rohrplatte und die torusartige Gestaltung der Kammer ermöglichen eine sehr wärmeelastische Ausführung des Überhitzers. Der Überhitzer erträgt die bei allen instationären Lastfällen auftretenden Temperaturgradienten besser als eine Ausführung mit einer kreisförmigen, nur ringförmig berohrten Rohrplatte.

Mehrere Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 den Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 3 eine andere Ausführungsform der Kammer.

Innerhalb eines als Druckmantel ausgebildeten Gehäuses 1 ist ein Wärmetauscher 2 angeordnet, der zum Zwischenüberhitzen von Naßdampf aus dem Hochdruck- oder Mitteldruckteil einer Turbine dient. Als Heizmedium dient Heizdampf, der dem als Überhitzer dienenden Wärmetauscher 2 über einen Heizdampfeintrittsstutzen 3 im oberen Teil des Wärmetauschers 2 zugeführt wird. Der Heizdampf kondensiert teilweise oder vollständig unter Wärmeabgabe in dem Wärmetauscher 2. Der abgekühlte Dampf und das in ihm enthaltene Kondensat werden über eine Kondensatleitung 4, die sich an den unteren Teil des Wärmetauschers 2 anschließt, und über einen Kondensataustrittsstutzen 5 abgeführt

Der zu überhitzende Naßdampf wird durch einen Dampfeintrittsstutzen 6 in das Gehäuse 1 eingeführt In Strömungsrichtung des Naßdampfes sind vor dem Wärmetauscher 2 im unteren Teil des Gehäuses 1 Wasserabscheider 7 angeordnet Diese Wasserabscheider 7 können aus Paketen gewellter Bleche bestehen, zwischen

ίο denen der Naßdampf hindurchgeführt wird. Dabei wird der Naßdampf von den in ihm enthaltenen Wassertropfen befreit Das abgeschiedene Wasser wird in einer unter den Wasserabscheidern 7 angeordneten Rinne 8 gesammelt und über einen Wasseraustrittsstutzen 9 aus dem Gehäuse 1 abgezogen. Der so vorgetrocknete Dampf umströmt den Wärmetauscher 2 und wird als überhitzter Dampf durch den Dampfaustrittsstutzen 10 aus dem Gehäuse abgezogen und einer Turbine zugeführt

Der Wärmetauscher 2 besteht aus Rohren 11, die in mehreren Reihen hintereinander liegend zu einem einzigen ringförmigen Rohrbündel zusammengefaßt sind. Das Rohrbündel stellt somit die Begrenzungswand zwischen einem äußeren, dem Gehäuse 1 zugewandten Strömungsweg und einem inneren, durch den zentralen Raum innerhalb des Rohrbündels gebildeten Strömungsweg dar. An ihren Enden sind die Rohre 11 in je eine Rohrplatte 12,12' eingesetzt Jede dieser Rohrplatten 12,12' weist die geometrische Form eines Kreisringesauf.

Die Rohrplatten 12,12' sind auf ihrer den Rohren 11 abgewandten Seite von je einer Kammer 13,13' umgeben, die der Verteilung bzw. der Sammlung des Heizmediums dient Beide Kammern 13, 13' bilden zusammen mit den zugehörenden Rohrplatten 12,12' jeweils einen torusartigen Ring. Die Kammern 13,13' sind mit einem Mannloch 14 versehen.

Nach F i g. 1 sind die Kammern 13, 13' von geraden Wänden begrenzt Bei einer weiteren möglichen und in der F i g. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Querschnitt der torusartigen Kammer 13, 13' angenähert kreisförmig.

Zur Führung des Dampfes durch den Wärmetauscher 2 ist der freie innere Raum der Kammer 13, 13' durch eine als starre Verbindung dienende Bodenplatte verschlossen. Die an die untere Kammer 13 angeschlossene Bodenplatte ist nach oben gewölbt. Auf diese Weise wird das Einströmen des Dampfes in den zentralen Raum innerhalb des ringförmigen Rohrbündels erleichtert. Je nach der Lage des Dampfaustrittsstutzens 10 und der Anzahl der dampfseitigen Strömungswege kann der in das ringförmige Rohrbündel des Wärmetauschers 2 eintretende Dampf auch zuerst in den zentralen Raum innerhalb des Rohrbündels geführt werden. In diesem Fall entfällt die Bodenplatte und wird durch eine Abdichtung zwischen der unteren Kammer 13 und dem Mantel des Gehäuses 1 ersetzt.

Zwischen dem Gehäuse 1 und den Rohren 11 des ringförmigen Rohrbündels des Wärmetauschers 2 ist ein Trennblech 16 angeordnet. Durch dieses Trennblech 16 ist der Strömungsweg des zu überhitzenden Dampfes in zwei Wege aufgeteilt. Der zugeführte Dampf durchströmt dabei zuerst das Rohrbündel von außen nach innen und tritt in den freien Raum innerhalb des Rohrbündeis ein. Im oberen Teil des Wärmetauschers ist das Rohrbündel von innen nach außen durchströmt. Durch die Anordnung mehrerer Trennbleche 16 können auch mehr als zwei Wege gebildet werden.

Ober die Höhe des Rohrbündels sind mit Abstand voneinander mehrere Leitbleche 17 quer zu den Rohren 11 angeordnet Diese Leitbleche 17 sichern die Rohre 11 gegen ein gegenseitiges Verschieben und zwingen den Dampf, in gewissem Umfang das Rohrbündel quer zu durchströmen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Wasserabscheider nicht im unteren Teil des Gehäuses 1 angeordnet Statt dessen ist ein A bscheider ¹,H verwendet, der ringförmig ausgebildet ist ι ο und der das Rohrbündel auf der Anströmseite des zu überhitzenden Dampfes in einem Abstand umgibt Die das Rohrbündel querdurchziehenden Leitbleche 17 sind verlängert und durchdringen ebenfalls quer den ringförmigen Abscheider 18. Der zuströmende Dampf wird daher gezwungen, abschnittsweise den ringförmigen Abscheider 18 zu durchströmen. Auf diese Weise wird der hohe Druck verlust der der Strömung des Dampfes zwischen den Rohren 11 aufgezwungen wii J, dazu ausgenutzt, den ringförmigen Abscheider 18 gleichmäßig zu durchströmen. Dadurch kann auf die üblichen Maßnahmen zur Vergleichmäßigung verzichtet werden, wodurch Druckverluste vermieden werden. Der Vorteil, der sich aus der ringförmigen Ausbildung des Rohrbündels und des Abscheiders 18 ergibt liegt darin, daß das Gehäuse 1 gegenüber der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform auf Kosten einer geringfügigen Vergrößerung des Durchmessers kürzer gestaltet werden kann. In der Beschreibung und in der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Zwischenüberhitzen des Dampfes erläutert die stehend angeordnet ist Die Erfindung läßt sich jedoch auch auf eine liegende Anordnung anwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45

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55

60

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Oberhitzen von Dampf mit Hilfe eines aus beheizten Rohren (11) gebildeten Wärmetauschers (2), bei dem die Rohre (11) innerhalb eines Gehäuses (1) kreisringförmig angeordnet und mit ihren Enden in Rohrplatten (12,12') gehalten sind, an die sich jeweils eine Ein- und Austrittskammer (13, 13') anschließt, wobei die eine der beiden Kammern (13) mit der zugehörigen Rohrplatte (12) relativ zum Gehäuse (1) axial beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kammer (13) mit der zugehörigen Rohrplatte (12) als torusartiger Ring ausgebildet ist