DE3713726A1 - Vorrichtung fuer die kuehlung von heissdampf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Küh­ lung von durch eine Rohrleitung strömendem Heißdampf, mit einem quer zur Strömungsrichtung in die Rohrlei­ tung ragenden länglichen Düsenstock, der an einem in der gleichen Richtung verlaufenden, starr mit der Rohrwandung verbundenen Kühlwasser-Zufuhrrohr befe­ stigt ist und eine Reihe von in Längsrichtung des Dü­ senstockes nebeneinander angeordneten Wassereinspritz­ düsen aufweist, deren Wasserzufuhr mittels eines in den Düsenstock ragenden Regelorganes steuerbar ist, welches mittels einer durch das Kühlwasserzuführungs­ rohr geführten Betätigungsstange verschiebbar ist.

Die bekannten Vorrichtungen der genannten Art haben den besonderen Vorteil, daß die eingespritzte Kühlwas­ sermenge in weitem Umfange sehr genau einstellbar ist, und zwar sowohl bei relativ geringen Kühlwasser­ mengen als auch bei sehr großen Kühlwassermengen. Ein Problem bei derartigen Vorrichtungen besteht darin, auch bei geringeren Kühlwassermengen eine ausreichen­ de Zerstäubung des eingespritzten Wassers zu errei­ chen.

Nach dem Stande der Technik sind für derartige Kühl­ zwecke auch Zweistoffdüsen bekannt, in denen das ein­ gespritzte Kühlwasser mittels Treibdampf zerstäubt wird. Bei den nach dem Stande der Technik bekannten Zweistoffdüsen ist allerdings die zugeführte Wasser­ menge nur in sehr geringem Umfange regelbar. Ein wei­ teres Problem bei Zweistoffdüsen besteht darin, daß einerseits kaltes Kühlwasser und andererseits heißer Treibdampf zugeführt werden muß. Dieser Umstand führt notwendigerweise zu starken Wärmespannungen zwischen den Zuführungsleitungen zu der Zweistoffdüse.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art eine einwandfreie Zerstäu­ bung der eingespritzten Kühlwassermenge über den ge­ samten Regelbereich sicherzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, daß der Düsenstock mit Abstand von einem Man­ tel umgeben ist, der im Bereich der Wassereinspritz­ düsen mit in gleicher Richtung gerichteten Düsenöff­ nungen versehen ist und in den ein Treibdampfzufüh­ rungsrohr einmündet, welches auf der dem Kühlwasser­ zuführungsrohr diametral gegenüberliegenden Seite ra­ dial verschiebbar in der Wandung der Rohrleitung ge­ lagert ist.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung beläßt die mit dem Kühlwasser-Zuführungsrohr verbundene Kühlwasser­ einspritzung mit zugehöriger Regeleinrichtung im we­ sentlichen unverändert, so daß die auch schon beim Stand der Technik mögliche genaue Regelbarkeit der Kühlwassermenge über den gesamten Regelbereich unver­ ändert gewährleistet ist. Der hinzugefügte, den Düsen­ stock umgebenden Mantel mit zugehörigem Treibdampf-Zu­ führungsrohr beeinträchtigt in keiner Weise die Kühl­ wassereinspritzung und sorgt durch die besondere An­ ordnung seiner Düsenöffnungen dafür, daß die aus den Wassereinspritzdüsen austretenden Kühlwasserstrahle von dem durch die Düsenöffnungen des Mantels austre­ tenden Treibdampf mitgerissen und zerstäubt werden. Dadurch, daß der der Treibdampfzufuhr dienende Mantel an der dem Kühlwasserzuführungsrohr diametral gegen­ überliegenden Seite radial verschiebbar in der Wan­ dung der Rohrleitung gelagert ist, werden durch unter­ schiedliche Temperaturen des Treibdampfes einerseits und des Kühlwassers andererseits hervorgerufene Wärme­ dehnungen zuverlässig ausgeglichen, ohne daß es zu Spannungen oder Materialzerstörungen im Bereich der Zuführungen kommen kann.

Zweckmäßig ist das Dampfzuführungsrohr in einer Stopf­ büchse gelagert, die einerseits eine einwandfreie Ab­ dichtung gewährleistet, auf der anderen Seite für den Ausbau des Düsenstockes leicht zu lösen ist.

Zweckmäßig ist weiterhin die Rohrleitung im Durch­ trittsbereich des Kühlwasser-Zufuhrrohres mit einer radial verlaufenden Einbauöffnung für den Düsenstock mit anhängendem Mantel und Dampfzuführungsrohr ver­ sehen, die mit einem Flansch zum Anflanschen des Kühl­ wasserzuführungsrohres versehen ist. Eine solche Ein­ bauöffnung gestattet einen einfachen Ein- und Ausbau des Düsenstockes mit anhängendem Mantel und Dampfzu­ führungsrohr, falls diese Teile zum Zwecke der War­ tung oder Reparatur aus- und eingebaut werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrich­ tung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein De­ tail aus Fig. 1.

In der Zeichnung ist die den zu kühlenden Dampf füh­ rende Rohrleitung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Wandung dieser Rohrleitung 1 ist mit einer radial verlaufenden Öffnung 2 versehen, die von einem radial verlaufenden Rohrstutzen 3 umgeben ist. Dieser Rohr­ stutzen 3 ist an seinem äußeren Ende mit einem Flansch 4 versehen. An diesen Flansch 4 ist mittels eines Flansches 5 ein rechtwinkelig abknickendes Kühl­ wasserzuführungsrohr 6 angeflanscht, welches sich durch die Öffnung 2 bis in den Innenraum der Rohrlei­ tung 1 erstreckt. Am inneren Ende des Kühlwasserzu­ führungsrohres 6 ist in Verlängerung desselben ein länglicher Düsenstock 7 befestigt. Dieser Düsenstock 7 ist etwa in der Mitte der Rohrleitung 1 mit einer Reihe von Kühlwassereinspritzdüsen 8 versehen, die in Längsrichtung des Düsenstockes 7 nebeneinander an­ geordnet sind. Diese Kühlwassereinspritzdüsen 8 ste­ hen mit einem länglichen Hohlraum 9 im Inneren des Düsenstockes 7 in Verbindung. In dem Hohlraum 9 ist in dessen Längsrichtung ein Kolben 10 verschiebbar. Dieser Kolben 10 ist an seinem oberen Ende mit einem kegelförmigen Regelabschnitt 11 verbunden und gibt bei seiner Verschiebung in dem Hohlraum 9 die Kühl­ wasserzufuhr zu den einzelnen Kühlwasser-Einspritzdü­ sen 8 aufeinanderfolgend frei. Über den kegelförmigen Regelabschnitt 11 wird die dabei durchtretende Kühl­ wassermenge kontinuierlich geregelt. Oberhalb des Re­ gelabschnittes 11 ist der Kolben 10 mit einem Absperr­ kegel 12 versehen, der gegen einen Ventilsitz 13 an­ preßbar ist und die Kühlwasserzufuhr in der Schließ­ stellung vollends absperrt.

Der Kolben 10 ist zu seiner Betätigung mit einer kon­ zentrisch in dem Kühlwasserzuführungsrohr 6 angeord­ neten Betätigungsstange 14 verbunden.

Der Düsenstock 7 wird mit geringem Abstand von einem geschlossenen Mantel 15 umgeben, der mit Düsenöffnun­ gen 16 versehen ist, die in Flucht mit den Kühlwasser­ einspritzdüsen 8 des Düsenstockes 7 verlaufen. An der Unterseite ist der Mantel 15 mit einem Treibdampfzu­ führungsrohr 17 verbunden, welches auf der dem Kühl­ wasserzuführungsrohr 6 diametral gegenüberliegenden Seite radial verschiebbar in der Wandung der Rohrlei­ tung 1 gelagert ist. Zur Abdichtung des radial ver­ schiebbaren Treibdampfzuführungsrohres 15 dient eine Stopfbuchse 18.

Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das Treibdampfzuführungsrohr 17 ständig mit Treib­ dampf beaufschlagt. Der Dampf gelangt vom Treibdampf­ zuführungsrohr 17 in den Ringraum zwischen dem Mantel 15 und dem Düsenstock 7 und von dort durch die Düsen­ öffnungen 16 in die Rohrleitung 1. Zusätzlich wird das Kühlwasserzuführungsrohr 6 mit unter Druck ste­ hendem Kühlwasser beaufschlagt. Bewegt man nun mit Hilfe der Betätigungsstange 14 den Kolben 10 nach un­ ten, so hebt der Absperrkegel 12 von dem Ventilsitz 13 ab und das Kühlwasser gelangt in den Hohlraum 9 und von dort in die je nach Stellung des Kolbens 10 freigegebenen Kühlwassereinspritzdüsen 8. Der aus den Kühlwassereinspritzdüsen 8 austretende Kühlwasser­ strahl vermischt sich in der jeweils zugeordneten Dü­ senöffnung 16 mit dem Treibdampf und wird von diesem fein zerstäubt, und zwar weitestgehend unabhängig da­ von, wie groß die jeweils eingespritzte Kühlwassermen­ ge ist.

Die von dem heißen Treibdampf verursachten Wärmedeh­ nungen des Mantels 15 werden im Bereich der Stopfbuch­ se 18 ausgeglichen.

Für den Aus- oder Einbau des Düsenstockes 7 mit dem daranhängenden Mantel 5 und dem Treibdampfzuführungs­ rohr 18 werden die die Flansche 4 und 5 verbindenden Schrauben gelöst. Der Düsenstock 7 mit allen daran­ hängenden Teilen kann dann nach oben durch die Öff­ nung 2 herausgezogen werden, wobei diese Öffnung na­ türlich eine für den Durchtritt dieser Teile ausrei­ chende lichte Weite hat.

Claims (3)

1. Vorrichtung für die Kühlung von durch eine Rohrleitung strömendem Heißdampf, mit einem quer zur Strömungsrichtung in die Rohrleitung ragenden länglichen Düsenstock, der an einem in der gleichen Richtung verlaufenden, starr mit der Rohrwandung ver­ bundenen Kühlwasserzuführungsrohr befestigt ist und eine Reihe von in Längsrichtung des Düsenstockes ne­ beneinander angeordneten Wassereinspritzdüsen auf­ weist, deren Wasserzufuhr mittels eines in den Düsen­ stock ragenden Regelorganes steuerbar ist, welches mittels einer durch das Kühlwasserzuführungsrohr ge­ führten Betätigungsstange verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenstock (7) mit Abstand von einem Mantel (15) umgeben ist, der im Bereich der Kühlwasserein­ spritzdüsen (8) mit in gleicher Richtung gerichteten Düsenöffnungen (16) versehen ist und in den ein Treib­ dampfzuführungsrohr (17) einmündet, welches auf der dem Kühlwasserzuführungsrohr (6) diametral gegenüber­ liegenden Seite radial verschiebbar in der Wandung der Rohrleitung (1) gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibdampfzuführungsrohr (17) in einer Stopfbüchse (18) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) im Durchtrittsbereich des Kühlwasserzuführungsrohres (6) mit einer radial verlaufenden Einbauöffnung (2) für den Düsenstock (8) mit anhängendem Mantel (15) und Dampfzuführungsrohr (17) versehen ist, die mit einem Flansch (4) zum Anflanschen des Kühlwasser-Zuführungs­ rohres (6) versehen ist.