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Sicherungsvorrichtung für überhitzer Gegenstand der Erfindung ist
eine Sicherungsvorrichtung für Üb@erhitzer, insbesondere für Hochdruckdampfüberhitzer,
durch die ein Verbrennen der überhitzerrohre verhindert werden soll. Es sind bereits
Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Ablaßventil für den Heißdampf mittels eines
Thermostaten und eines Steuerventils in Abhängigkeit von der Temperatur des überhitzten
Dampfes oder der Feuergase betätigt wird. Es ist ferner bekannt, Sicherungsvorrichtungen
bei überschreiten der zugelassenen Temperatur der beheizten Rohrwandungen durch
die Längendehnung eines Meßrohrstückes zwangsläufig zu betätigen. Diese bekannten
Vorrichtungen geben aber keine ausreichende Sicherung, da diejenigen Stellen, an
denen eine Gefährdung der beheizten Rohrwandungen auftreten kann, bei verschiedenen
Betriebsverhältnissen und -bedingungen ebenfalls verschieden sind und die Lage dieser
Stellen insbesondere abhängig von der Verteilung der Feuerwirkung ist. Dieser Mangel
soll durch eine Sicherungsivorrichtung behoben werden, welche auf die Beanspruchung
der beheizten Rohrwandungen an dem jeweils gefährdeten Punkt des Rohrsystems anspricht.
Dies soll erfindungsgemäß in :einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß an verschiedenen
Stellen des überhitzers dampfdurchströmte, feuergasbeheizte;Meßrohrstücke angeordnet
sind, die über je eine Hilfssteuervorrichtung mit einer gemeinsamen Ablaßvorrichtung
für den Heißdampf arbeiten, welche mit einem Preßkolben gekuppelt ist und im üblichen
Betrieb durch eine vom Heißdampf selbst erzeugte Schlußkraft dicht geschlossen gehalten
wird, während die Schlußkraft durch Betätigung einer der Hilfssteuervorrichtungen
aufgehoben werden kann.
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In Fig. i der Zeichnung ist ein; Ausführungsbeispiel der Sicherungsvorrichtung
sinnbildlich dargestellt. i und ia bezeichnen den Überhitzer einer Anlage, der von
der Feuerstelle 2 aus beheizt wird. In die Rohrschlange sind Meßrohre 3 eingeschaltet,
beispielsweise an zwei Stellen, und zwar am vorderen Ende der Rohrschlange, also
der Feuerstelle zunächstliegend, und zwischen den beiden Rohrteilen i und i-. Als
Meßrohre werden, wie üblich, gerade Stücke 3 der dampfdurchströmten und feuergasbeheizten
Rohrschlangeselbst benutzt. Zu diesem Zweck werden die Rohrstücke 3 in bekannter
Weise auf der einen. Seite bei q. fest gelagert, auf der anderen Seite bei 5 beweglich
geführt. Jedes der Meßrohrstücke 3 ist mittels eines Stößels 6 und eines ungleicharmigen
Hebels 7, der in $ drehbar gelagert ist, mit je einer Hilfssteuervorrichtung
9 verbunden. Bei Überschreiten der zulässigen Temperatur wird durch die Längendehnung
eines der Meßrohrstücke 3 über die zugehörige Hilfssteuervorrichtung 9 die gemeinsame
Ablaßvorrichtung i o geöffnet, die mittels der Leitung i i an die Leitung 1U am
Austritt aus dem Überhitzer angeschlossen ist, so daß aus der Anlage Dampf durch
den Überhitzer hindurch über die Leitung 12 ins Freie oder in einen Raum niedrigeren
Druckes abströmen kann.
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Die Ablaßvorrichtung i o, von der Fig. 2 eine Ausführungsform als
gegen die Druckrichtung öffnendes Ventil 13 zeigt, ist in an
sich
bekannter Weise mit einem Preßkolben 1q. gekuppelt und wird vom Dampf dicht geschlossen
gehalten. Der Dampf tritt durch die Leitung r i und die enge Bohrung 15 des
Preßkolbens i¢ in den Druckraum 16 ein, der unter Vermittlung der Rohrleitung
17 durch die Hilfssteuervorrichtung g abgesperrt ist. Verluste an Dampf durch
Undichtigkeit des Kolbens treten infolgedessen nicht auf.
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Die Hilfssteuervorrichtung 9, die in Fig. q. als Ventil 18 dargestellt
ist, besitzt ein besonderes, von dem der Ablaßvorrichtung io getrenntes Gehäuse.
Das Ventil 18 öffnet sich ebenfalls gegen die Druckrichtung und wird durch diesen
Druck im üblichen Betrieb geschlossen gehalten. Durch Öffnen des Ventils 18 wird
der Druckraum 16 über die Leitungen 17 und 19 mit dem Freien oder
.einen Raum niedrigeren Druckes verbunden. Das Ventil 13 öffnet sich unter der Wirkung
des Druckes auf die Unterseite des Preßkolbens 1q., so daß der Dampf aus der Anlage
durch den: Überhitzer und die Leitungen i i und 12 ins
Freie oder einen Raum
niedrigeren Druckes abströmen kann. Dadurch, daß der Durchmesser des Preßkolbens
i¢ entsprechend größer bemessen wird als der Durchmesser des Ventiltellers 13, wird
ausreichend große Öffnungskraft für das Ablaßventil erreicht. Durch die ,enge Bohrung
15 strömt aus der Leitung i i infolge der Drosselwirkung nur wenig Dampf
in den Druckraum 16 nach und wird durch das geöffnete Ventil 18 sofort abgeführt.
Das Ablaßventil 13 ist mit einem Drosseleinsatz 2o versehen, der sich m einer entsprechenden
Ausnehmung 2 i des Gehäuses bewegt, so daß die Dichtungsflächen des Ventils 13 geschont
werden.
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Nach Rückgang der Wandungstemperaturen und damit der Längendehnung
des betreffenden Meßrohrs _ 3 wird das zugehörige Hilfssteuerventil 18 durch
die Feder 22 geschlossen. Der Druck stellt sich durch die Bohrung 15 wieder
in dem Raum 16 ein und schließt das Ventil 13.
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. Das Hilfssteuerventil kann mittels des Griffes 23 im Notfalle oder
auch zur Erprobung von Hand betätigt werden. Ebenso ist das Ablaßventil mit einer
Gewindespindel 24 und einem Handrad 25 versehen, um es von Hand öffnen zu können.
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Um die Abdichtung des Hilfssteuerventils und damit das Dichthalten
des Ablaßventils im üblichen Betriebe zu sichern, kann: bei Dampfanlagen an der
Rohrleitung 17 eine Kühlvorrichtung angebracht werden, die beispielsweise
aus einem von Wasser durchströmten Mante126 besteht. Dadurch wird der Dampf kondensiert
und unter Umständen das Kondensat noch unterkühlt, so daß das Ventil 18 nur gegen
kalte Flüssigkeit abzudichten hat. Eine ähnliche Vorrichtung kann auch an dem Ablaßventil
selbst oder der Leitung ii angebracht werden.
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In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Ablaßvorrichtung als
ebenfalls gegen die Druckrichtung öffnendes Ventil 13 dargestellt, bei der
der Druckraum 16 des Preßkolbens 1q. im üblichen Betrieb nicht unter dem Druck der
Anlage steht.
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Der Rohrstutzen 27 des Ablaßventils ist mit dem Stutzen i 9 des Hilfssteuerventils
und dieses durch Stutzen 17 mit der Druckleitung i i oder dem Druckraum der Anlage
verbunden. Durch Öffnung des Hilfssteuerventils 18 tritt Dampf in den Raum 16 unter
den Preßkolben 14, wodurch das Ventil 13 gegen den Druck auf den Ventilteller
aufgedrückt wird. Nach Schließen des Ventils 18 entspannt sich der Druck
aus dem Raum 16 durch die Drosselbohrung 15, so daß das Ventil
13 durch den Druck der Anlage geschlossen wird. Die Querschnitte von Drosselbohrung
15 -und Hilfssteuerventil 18 sind so bemessen, daß Dampf aus der Anlage
durch das Ventil 18 rascher nachströmen kann, als er durch die Drosselbohrung
15 entweicht.
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Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen von Ablaßvorrichtungen
möglich, die in der Druckrichtung öffnen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung bat nicht nur für Dampfanlagen,
sondern allgemein Bedeutung für ,Anlagen; in denen ein strömender Stoff in Rohrschlangen
durch Feuer beheizt wird.