Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Vorrichtung zum Überhitzen von Zwischendampf mit einem oder mehreren
liegenden Rohrbündeln der eingangs genannten Art eine stabile
Zweiphasenströmung im Rohr ohne Beeinträchtigung des Anlagen-
Wirkungsgrades aufrecht zu halten.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der noch im
Kondensat enthaltene Dampf dazu verwendet, den Zwischendampf,
der dem Überhitzer zuströmt, vorzuerhitzen. Auf diese Weise
kann der gesamte Hochdruckdampf für die Überhitzung des
Zwischendampfes herangezogen werden. Die zusätzliche
Heizfläche ist so groß zu bemessen, daß die Dampfmenge gerade
kondensiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die
Zeichnung stellt den Längsschnitt durch eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung dar.
Die dargestellte Vorrichtung dient zum gleichzeitigen Trocknen
und Überhitzen von nassem Zwischendampf und besteht aus einem
langgestreckten zylindrischen druckfesten Gehäuse 1. Dieses
Gehäuse 1 nimmt auf der Dampfzuführungsseite einen
Wasserabscheider 2 und auf der gegenüberliegenden Seite einen
Überhitzer 3 auf. Der Wasserabscheider 2 besteht aus einem
gegenüber dem Inneren des Gehäuses 1 durch eine Deckenfläche
4, eine Stirnwand 5 und ein Bodenblech 6 abgekapselten Raum. In
diesen Raum mündet über ein Übergangsstück 7 ein
Zuführungsstutzen 8 für den Zwischendampf ein.
Die Seitenwände des Raumes nehmen Abscheideflächen 9 auf,
die bevorzugt aus parallel angeordneten gewinkelten Blechen
bestehen. Diese Bleche können zusätzlich mit Auffangrippen
versehen sein. Es können an dieser Stelle auch andere
Wasserabscheider, z. B. solche aus Drahtgeflechten eingesetzt werden.
Das an den Abscheideflächen 9 aus dem Zwischendampf
abgeschiedene Wasser wird durch eine Bodenöffnung 10 aus dem Gehäuse 1
abgezogen.
Der Überhitzer 3 besteht aus einem liegenden Rohrbündel aus
U-förmig gebogenen Rohren 11. Die Rohre 11 sind in einen
Rohrboden 12 eingesetzt.
Das oder die Überhitzerbündel 3 werden von unten her von dem aus dem Abscheider 2
austretenden getrockneten Zwischendampf umströmt. Der Zwischendampf wird
durch einen im oberen Teil des Gehäuses 1 angeordneten
Dampfabführungsstutzen 13 im überhitzten Zustand abgezogen und einer Dampfturbine zugeführt.
Als Heizmedium für den Überhitzer 3 dient Hochdruckdampf, der einer
Dampfleitung hinter dem Dampferzeuger entnommen wird. An den Rohrboden 12
schließen sich eine Eintrittskammer 14 und eine Austrittskammer 15 an, die durch
eine Zwischenwand getrennt sind. Der durch einen Stutzen in die
Eintrittskammer 14 eingeführte Hochdruckdampf gelangt in die Rohre 11 des
Überhitzers 3, gibt dort unter Abkühlung und Kondensation seine Wärme an den zu
überhitzenden Zwischendampf ab und wird aus der Austrittskammer 15 durch
einen Kondensataustrittsstutzen 16 als Kondensat abgezogen. Das Kondensat wird
entweder einem Speisewasservorwärmer oder einem besonderen Kondensatkühler
zugeführt.
Um bei dem liegenden Überhitzerrohrbündel 3 in den Rohren 11 eine stabile
Zweiphasenströmung aufrechtzuerhalten, wird der Überhitzungsprozeß so
geführt, daß das in die Austrittskammer 15 eintretende Kondensat noch einen
gewissen Anteil an Dampf als Treibdampf enthält. In der Austrittskammer 15
trennt sich dieser Dampf von dem Kondensat. Dieser Dampfanteil, der bei den
bekannten Anlagen in dem Kondensatkühler abgekühlt wird, soll gemäß der
Erfindung für die Überhitzung des Zwischendampfes ausgenutzt werden, um den
Anlagenwirkungsgrad zu erhöhen.
Aus diesem Grund ist innerhalb des Gehäuses 1 zwischen dem Wasserabscheider 2
und dem Überhitzer 3 in Strömungsrichtung des Zwischendampfes vor dem
Überhitzer 3 eine zusätzliche Heizfläche 17 vorgesehen.
Im dargestellten Fall
besteht die zusätzliche Heizfläche 17 aus einem Geradrohrbündel stehender
Bauart, dessen Eintrittsstutzen 18 über eine nur schematisch angedeutete Leitung
mit einem in den Dampfraum der Austrittskammer 15 einmündenden Stutzen 19
verbunden ist. Die Heizfläche 17 ist so groß bemessen, daß
der in dem Kondensat innerhalb der Austrittskammer 15 vorhandene Dampfanteil
kondensiert. Das innerhalb der Heizfläche 17 anfallende Kondensat wird aus dem
Austrittsstutzen 20 der Heizfläche 17 über eine nur schematisch angedeutete
Leitung mit dem Kondensat aus der Austrittskammer 15 vereinigt.
Bei dem Umströmen der zusätzlichen Heizfläche 17 wird der aus dem
Wasserabscheider 2 austretende getrocknete Zwischendampf vor dem Eintritt in den
eigentlichen Überhitzer 3 vorerhitzt. Damit kann die aus verfahrenstechnischen
Gründen notwendige Treibdampfmenge vollständig für die Überhitzung des
Zwischendampfes ausgenutzt werden.
Die Heizfläche 17 ist unempfindlich gegen eine instabile Zweiphasenströmung im
Rohr. Im vorliegenden Fall ist diese Unempfindlichkeit durch die senkrechte
Anordnung der Heizfläche 17 gewährleistet. Etwaige noch im getrockneten
Zwischendampf nach dem Austritt aus dem Wasserabscheider 2 vorhandene
Wassertropfen werden an der Heizfläche 17 abgeschieden, so daß sie nicht bis zu
dem Überhitzer 3 gelangen und dort zu Erosionsschäden führen. Die Heizfläche 17
übernimmt somit auch die Aufgabe eines Erosionsschutzes.
