DE567335C

DE567335C - High-pressure steam generator with two unfired evaporators connected in series

Info

Publication number: DE567335C
Application number: DEH125421D
Authority: DE
Original assignee: VIKTOR VON HAAREN DIPL ING
Current assignee: VIKTOR VON HAAREN DIPL ING
Priority date: 1931-02-10
Filing date: 1931-02-10
Publication date: 1932-12-31

Description

Hochdruck-Dampferzeuger mit zwei hintereinandergeschalteten unbefeuerten Verdampfern Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruck-Dampferzeuger mit unbefeuerten Verdampfern, bei welchem die in der Feuerung erzeugte Wärme mittels eines Wärmeträgers auf die zu verdampfende Flüssigkeit übertragen wird und als Wärmeträger Eigendampf benutzt wird.High-pressure steam generator with two unfired ones connected in series Evaporators The invention relates to a high pressure steam generator with unfired Evaporators, in which the heat generated in the furnace by means of a heat carrier is transferred to the liquid to be evaporated and its own steam as a heat transfer medium is used.

Es ist an sich bekannt, neuen Sattdampf durch Oberflächenverdampfung an den äußeren Flächen von Heizkörpern zu erzeugen, die in einem Verdampfer liegen und von überhitztem Eigendampf durchströmt werden. Ferner ist es auch bekannt, neuen Sattdampf durch Einleiten von überhitztem Eigendampf in den Flüssigkeitsraum eines Verdampfers durch Mischverdampfung zu erzeugen, wobei eine Umlaufpumpe verwendet wird.It is known per se, new saturated steam by surface evaporation on the outer surfaces of radiators that are located in an evaporator and are traversed by superheated internal steam. Furthermore, it is also known to be new Saturated steam by introducing superheated internal steam into the liquid space of a Evaporator to generate by mixed evaporation, using a circulation pump will.

Auch sind Hochdruck-Dampferzeuger der letzteren Art nicht mehr neu, die ohne Zuhilfenahme einer Umlaufpumpe arbeiten. Diese verwenden jedoch beispielsweise einen besonderen Erregerkessel, der im Feuerraum selbst liegt und daher alle die Nachteile, wenn auch in kleinerem Maßstabe, hat, die derartige unmittelbar befeuerte Kessel aufweisen.Also, high pressure steam generators of the latter type are no longer new, which work without the aid of a circulation pump. However, these use for example a special excitation boiler, which is located in the combustion chamber itself and therefore all of the There are disadvantages, albeit on a smaller scale, that directly fueled such Have boilers.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Hochdruck-Dampferzeuger, bei dem die beiden Erzeugungsmöglichkeiten, also Oberflächen- und Mischverdampfung, vereinigt sind, wobei bei der Mischverdampfung gleichfalls die Umlaufpumpe vermieden wird.The present invention relates now to a high pressure steam generator, in which the two generation options, i.e. surface and mixed evaporation, are combined, the circulation pump also being avoided in the mixed evaporation will.

Auch derartige Dampferzeuger mit beispielsweise zwei Verdampfern sind an sich bekannt, doch ist hierbei ein getrenntes Arbeiten der beiden Verdampfer vorgesehen, derart, daß der eine mit Mischverdampfung arbeitende Verdampfer einen erheblich niedriger gespannten Dampf liefert als der andere Verdampfer, wobei außerdem noch der eine Verdampfer durch Heizgase befeuert wird.There are also such steam generators with, for example, two evaporators known per se, but here the two evaporators work separately provided in such a way that the one working with mixed evaporation evaporator one delivers significantly lower-tensioned vapor than the other vaporizer, and also nor is one of the evaporators fired by hot gases.

Erfindungsgemäß soll nun bei einem Hochdruck-Dampferzeuger mit zwei hintereinandergeschalteten, unbefeuerten und mittelbar durch überhitzten Dampf beheizten Verdampfern der Dampfraum des mit höherem Druck betriebenen ersten Verdampfers mit dem einen Ende eines Überhitzers in Verbindung stehen, dessen anderes Ende an ein im Wasserraum des zweiten Verdampfers liegendes Verteilerrohr angeschlossen ist. Weiterhin soll der Dampfraum des zweiten, mit niederem Druck betriebenen Verdampfers mit dem einen Ende eines weiteren Überhitzers verbunden sein, dessen anderes Ende an einen mit der Verbraucherleitung in Verbindung stehenden und im Wasserraum des ersten Verdampfers liegenden Heizkörper angeschlossen ist, derart, daß der durch den überhitzten Nutzdampf im ersten Verdampfer über Heizflächen gewonnene Dampf den Nutzdampf im zweiten Verdampfer durch Einleiten in dessen Flüssigkeitsinhalt erzeugt.According to the invention is now in a high-pressure steam generator with two cascaded, unfired and indirectly heated by superheated steam Evaporate the vapor space of the first evaporator operated at a higher pressure are connected to one end of a superheater, the other end to a is connected to the distributor pipe lying in the water space of the second evaporator. Furthermore, the vapor space of the second, operated with low pressure evaporator be connected to one end of another superheater, the other end to one connected to the consumer line and in the water space of the first evaporator lying radiator is connected in such a way that the through the superheated useful steam in the first evaporator via heating surfaces the useful steam in the second evaporator by introducing it into its liquid content generated.

Eine derartige Anordnung, bei der also der Hochdrucknutzdampf aus dem zweiten Verdampfer entnommen wird, bietet gegenüber den obenerwähnten Zweidruckverdampfern mit Oberflächen- und Mischverdampfung den Vorteil, daß die gesamte Brennstoffwärme zur Erzeugung von Hochdruckdampf verwendet wird, und daß ferner der im ersten Verdampfer erzeugte Hochdruckdampf mit annähernd gleichem Druck in den zweiten Verdampfer zwecks Mischverdampfung übertreten kann, da die Drücke in den beiden Verdampfern nur um den durch die geringen Strömungswiderstände bedingten Unterschied voneinander verschieden sind.Such an arrangement, in which the high-pressure useful steam from is taken from the second evaporator, offers compared to the above-mentioned dual-pressure evaporators with surface and mixed evaporation the advantage that the whole Fuel heat is used to generate high pressure steam, and that further the high pressure steam generated in the first evaporator with approximately the same pressure in can pass over the second evaporator for the purpose of mixed evaporation, since the pressures in the two evaporators only to the one caused by the low flow resistance Difference are different from each other.

Gegenüber den Dampferzeugern mit reiner Mischverdampfung bietet die Anordnung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß trotz Beibehaltung der Mischverdampfung entweder die Umlaufpumpe ganz in Fortfall kommt oder unter sonst gleichen Verhältnissen viel kleinere Abmessungen erhält, da sie stets nur für einen Bruchteil der Nutzdampferzeugung in Frage kommt.Compared to steam generators with pure mixed evaporation, the Arrangement according to the invention has the advantage that despite maintaining the mixed evaporation either the circulation pump is no longer used or under otherwise identical conditions Much smaller dimensions, since it always only generates a fraction of the useful steam can be considered.

Gegenüber den Vielfachverdampfern mit und ohne Erregerkessel bietet die Anordnung gemäß der Erfindung den Vorteil, daß die Zahl der Verdampfer auf zwei beschränkt ist, wie es auch bei den bereits genannten Zweidruckverdampfern der Fall ist.Compared to multiple evaporators with and without exciter boiler the arrangement according to the invention has the advantage that the number of evaporators to two is limited, as is also the case with the two-pressure evaporators already mentioned is.

Es ist auch möglich, die durch die Heizelemente strömende Nutzdampfmenge durch Zusatz einer verhältnismäßig geringen Menge von Umlaufdampf zu erhöhen, indem der Nutzdampf und Umlaufdampf nach Überhitzung in einem gemeinsamen Überhitzer gemeinsam (oder auch getrennt) die Heizelemente des Erstverdampfers durchströmen. Es ergibt sich hierbei der Vorteil, daß bei Einschaltung einer Umlaufpumpe für den Umlaufdampf stets eine Zwangsströmung in den Nutzdampfüberhitzern vorhanden ist. Die Umlaufpumpe saugt hierbei eine regelbare Menge gekühlten Dampfes aus der Nutzdampfleitung an und drückt sie in den . gemeinsamen Überhitzer zurück.It is also possible to use the amount of useful steam flowing through the heating elements by adding a relatively small amount of circulating steam to increase by the useful steam and circulation steam after superheating in a common superheater (or also separately) flow through the heating elements of the primary evaporator. It results This has the advantage that when a circulation pump is switched on for the circulating steam there is always a forced flow in the useful steam superheaters. The circulation pump This draws in a controllable amount of cooled steam from the steam line and pushes it into the. common superheater back.

Die Speisung geschieht zweckmäßigerweise derart, daß die vorgewärmte Speiseflüssigkeit in den Zweitverdampfer gepumpt wird, in welchen wegen des Fehlens wärmeübertragender Oberflächen das Ausfallen von Härtebildnern beim Sieden der Flüssigkeit Unschädlich ist; der Erstverdampfer wird dann durch eine zweite Pumpe gespeist, welche siedende Flüssigkeit aus dem Zweitverdampfer in den Erstverdampfer fördert. Da die Härtebildner schon im Zweitverdampfer ausfallen, können bei dieser Art der Speisung im Erstverdampfer keine den Wärmeübergang beeinträchtigenden Ablagerungen an den Übertragungsflächen entstehen. Wenn die Speiseflüssigkeit genügend rein ist, kann auch der Erstverdampfer unmittelbar und der Zweitverdampfer z.. B. mit Flüssigkeit aus dem Erstverdampfer mittels eines Regelventils gespeist werden.The feeding is expediently done in such a way that the preheated Feed liquid is pumped into the secondary evaporator, in which because of the lack Heat-transferring surfaces cause hardness builders to precipitate when the liquid boils Is harmless; the primary evaporator is then fed by a second pump, which pumps the boiling liquid from the secondary evaporator into the primary evaporator. Since the hardness builders fail in the secondary evaporator, this type of Feeding in the primary evaporator no deposits impairing the heat transfer arise on the transfer surfaces. If the food liquid is sufficiently pure, The primary evaporator can also be used directly and the secondary evaporator, for example, with liquid are fed from the primary evaporator by means of a control valve.

Abb. i zeigt schaubildlich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der in dem Erstverdampfer i anfallende Dampf wird über den Überhitzer 2 in den Flüssigkeitsraum des Zweitverdampfers 3 geleitet. Die hier anfallende 1`Tutzdampfmenge wird durch den Überhitzer q. und dann durch die im Flüssigkeitsraum des Erstverdampfers i angeordneten Heizelementes geleitet, welche in die Nutzdampfleitung 6 münden.Fig. I shows a diagrammatic embodiment of the invention. The vapor produced in the primary evaporator i is fed into the liquid space via the superheater 2 of the second evaporator 3 passed. The 1`tutzdampf amount accumulating here is through the superheater q. and then by the arranged in the liquid space of the primary evaporator i Heating element, which open into the useful steam line 6.

Die im Erstverdampfer verdampfte Flüssigkeit wird beispielsweise durch Flüssigkeit aus dem Zweitverdampfer mittels der Pumpe 7 ersetzt, -die erforderlichenfalls die Flüssigkeit durch ein Drosselventil 8 auf höheren Druck als den des Erstverdampfers verdichten kann, so daß sie im Überhitzer 9 eine höhere Temperatur erreichen kann, als der Sättigungstemperatur des Erstdampfes entspricht.The liquid evaporated in the primary evaporator is, for example, through Replaced liquid from the secondary evaporator by means of the pump 7, -the if necessary the liquid through a throttle valve 8 to a higher pressure than that of the primary evaporator can compress so that it can reach a higher temperature in the superheater 9, than corresponds to the saturation temperature of the first steam.

Da bei dem nach Abb. i beschriebenen Dampferzeuger die im Erstverdampfer abgegebene Überhitzungswärme des Nutzdampfes zur Verdampfung der erforderlichen Erstdampfmenge ausreichen muß, so ergibt sich eine Beziehung zwischen dem Wärmeinhalt der Speiseflüssigkeit, der Verdampfungs- und Überhitzungswärme, was wiederum bei gegebenen Temperaturen einen bestimmten Mindestdruck für die Dampferzeugung bedingt.Since in the steam generator described in Fig. I, those in the primary evaporator given overheating heat of the useful steam for evaporation of the required If the initial amount of steam must be sufficient, there is a relationship between the heat content the feed liquid, the evaporation and superheating heat, which in turn contributes to given temperatures requires a certain minimum pressure for steam generation.

Es kann nun wünschenswert sein, die Dampferzeugung auch mit geringerem als dem nach obigen Ausführungen bedingten Mindestdruck zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung außer der bereits oben erwähnten Drucksteigerung der Speiseflüssigkeit des Erstverdampfers noch folgende Vorkehrungen vor: i. Der die Heizelemente des Erstverdampfers verlassende Nutzdampf wird nochmals überhitzt und durch eine zweite, im Flüssigkeitsraum des Erstverdampfers untergebrachte Heizvorrichtung geleitet, wo er abermals Überhitzungswärme abgibt und dadurch die Erstdampfmenge vergrößert. In Abb.2 ist diese Ausführung schaubildlich dargestellt: , Der im Erstverdampfer i erzeugte Dampf wird im Überhitzer 2 überhitzt und dann in den Flüssigkeitsraum des Zweitverdampfers 3 geleitet. Der aus dem Zweitverdampfer entnommene Nutzdampf durchströmt nacheinander den Überhitzer q., Heizelemente 5, Überhitzer 7 und Heizelemente 8, welche in die Nutzdampfleitung 6 münden. In diesem Beispiel wird der Zweitverdampfer aus dem Erstverdampfer mittels einer Leitung 9 und eines Ventils io gespeist, durch das die Flüssigkeitsmenge geregelt werden kann. Eine der Heizvorrichtungen kann auch im Zweitverdampfer untergebracht .werden, in welchem Falle sich eine entsprechende Reihenfolge ergibt.It may now be desirable to lower the steam generation too than to allow the minimum pressure required according to the above statements. To this In addition to the above-mentioned pressure increase of the feed liquid, the invention provides for the purpose of the primary evaporator, take the following precautions: i. The heating elements of the The useful steam leaving the first evaporator is superheated again and through a second, heating device housed in the liquid space of the primary evaporator, where it again gives off overheating and thereby increases the amount of initial steam. This version is shown graphically in Fig. 2:, The one in the primary evaporator Steam generated i is superheated in superheater 2 and then into the liquid space of the second evaporator 3 passed. The useful steam taken from the secondary evaporator flows through the superheater q., heating elements 5, superheater 7 and heating elements one after the other 8, which open into the useful steam line 6. In this example the secondary evaporator fed from the primary evaporator by means of a line 9 and a valve io that the amount of liquid can be regulated. One of the heating devices can are also housed in the secondary evaporator, in which case a corresponding Order results.

2. Die - dem Zweitverdampfer zuführbare Wärmemenge wird dadurch vergrößert, daß im Erstverdampfer ein erheblich höherer Druck gehalten wird und der Erstdampf in der Düse eines Strahlsaugers entspannt wird, Dampf aus dem Zweitverdampfer ansaugt und durch Umsetzung seiner Strömungsenergie das Gemisch im Diffusor des Strahlapparates verdichtet, welches nach Überhitzung in den Flüssigkeitsraum des -Zweitverdampfers geleitet wird.2. The amount of heat that can be supplied to the secondary evaporator is increased as a result, that a considerably higher pressure is maintained in the primary evaporator and the primary steam in the nozzle a jet suction device is expanded, steam from the secondary evaporator sucks in and by converting its flow energy the mixture in the diffuser of the Jet apparatus compressed, which after overheating in the liquid space of the -Second evaporator is directed.

In Abb. ist diese Bauart schaubildlich dargestellt. Der im Erstverdampfer i erzeugte Dampf wird in der Düse 7 des Strahlsaugers 8 entspannt und saugt über Leitung 9 Dampf aus dem Zweitverdampfer 3 an, in welchem ein niedrigerer Druck als im Erstverdampfer herrscht. Im Diffusor io wird das Dampfgemisch verdichtet, durchströmt dann den Überhitzer 2 und gelangt in den Flüssigkeitsraum des Zweitverdampfers 3. Der Nutzdampf wird durch die Leitung ii entnommen und strömt durch den Überhitzer4 und Heizelemente 5 zur Verbrauchsleitung 6.This design is shown graphically in Fig. The one in the primary evaporator The steam generated i is expanded in the nozzle 7 of the jet suction device 8 and sucks over Line 9 steam from the second evaporator 3, in which a lower pressure than prevails in the primary evaporator. The vapor mixture is compressed and flowed through in the diffuser io then the superheater 2 and enters the liquid space of the secondary evaporator 3. The useful steam is withdrawn through line ii and flows through the superheater4 and heating elements 5 to the consumption line 6.

3. Die im Erstverdampfer erzeugte Erstdampfmenge wird dadurch vergrößert, daß die Nutzdampfmenge, welche die im Erstverdampfer liegenden Heizelemente durchströmt, um eine bestimmte, regelbare Umlaufdampfmenge vergrößert wird. Abb. q. zeigt beispielsweise eine derartige Ausführungsform. Die Bezugszeichen i bis 6 entsprechen denen in Abb. i. Die Umlaufpumpe 8 saugt gekühlten Dampf durch die Leitung 7 ab und drückt ihn durch die Leitung 9 in den Überhitzer 4 zurück, der ebenso wie die Heizelemente 5 gemeinsam von Nutzdampf und Umlaufdampf durchströmt wird.3. The amount of initial vapor generated in the primary evaporator is increased as a result, that the amount of useful steam that flows through the heating elements in the primary evaporator, is increased by a certain, controllable amount of circulating steam. Fig.q. shows for example such an embodiment. The reference symbols i to 6 correspond to those in Fig. i. The circulation pump 8 sucks cooled steam through the line 7 and presses it through the line 9 back into the superheater 4, the same as the heating elements 5 is flowed through jointly by useful steam and circulating steam.

Abb.5 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Abb.4, gegenüber der sie den Vorteil hat, daß ein besonderer Endnutzdampfüberhitzer (der in Abb. 4. nicht gezeichnet ist) vermieden ist.Figure 5 shows an arrangement similar to Figure 4, compared to which they have the The advantage is that a special final steam superheater (the one not shown in Fig. 4 is) is avoided.

Die Bezugszeichen i bis 3 entsprechen denen der übrigen Abbildungen. Der Nutzdampf wird durch die Leitung 14 aus dem Zweitverdampfer 3 entnommen und in den Nutzdampfüberhitzer 12 geleitet. Die Umlaufpumpe 8 saugt eine regelbare Menge Dampf aus dem Überhitzer 12 über die im Verdampfer i liegenden Heizkörper 5 ab und drückt sie in den Nutzdampfüberhitzer 12 zurück. Durch die Leitung 6 wird der Nutzdampf zur Verbrauchsstelle geführt. Durch die Umlaufpumpe 8 wird im Nutzdampfüberhitzer unabhängig von der Entnahme durch die Leitung 6 eine ständige Strömung erzielt.The reference symbols i to 3 correspond to those in the other figures. The useful steam is removed from the secondary evaporator 3 through line 14 and passed into the utility steam superheater 12. The circulation pump 8 sucks a controllable amount Steam from the superheater 12 via the radiator 5 located in the evaporator i and pushes it back into the steam superheater 12. The useful steam is fed through line 6 led to the point of consumption. The circulation pump 8 is used in the useful steam superheater A constant flow is achieved regardless of the withdrawal through line 6.

Auch im Überhitzer 2 läßt sich trotz unterbrochener Nutzdampfentnahme eine Strömung dadurch erzielen, daß beispielsweise ein Teil des von der Umlaufpumpe geförderten Dampfes durch den Überhitzer 2 gedrückt wird. Diese Anordnung ist durch die Vorrichtung 15 angedeutet, die als Umschaltventil o. dgl. ausgebildet und im Falle einer Gefahr (zu hohe Überhitzung) von Hand oder selbsttätig betätigt werden kann. Der Erfindungsgegenstand läßt sich natürlich auch als Kombination der dargestellten einzelnen Ausführungsformen ausbilden.Even in the superheater 2, despite the interrupted extraction of useful steam achieve a flow by, for example, part of the circulation pump promoted steam is pressed through the superheater 2. This arrangement is through the device 15 indicated, which is designed as a switching valve o. The like. And in the In the event of danger (excessive overheating), they can be operated manually or automatically can. The subject matter of the invention can of course also be used as a combination of those shown train individual embodiments.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High pressure steam generator with two series-connected unfired evaporators of approximately the same pressure, which indirectly overheated Steam are heated and in which the useful steam from the operated with lower pressure Second evaporator is removed, characterized in that the vapor space of the with higher pressure operated first evaporator (i) with one end of a superheater (z) is in communication, the other end of which is connected to a water space of the second evaporator (3) horizontal distribution pipe is connected, and that the vapor space of the second, low pressure evaporator with one end of another superheater (4, 12) is connected, the other end of which is connected to the consumer line (6) communicating and in the water space of the first evaporator (i) lying radiator (5) is connected in such a way that the superheated steam in the first Steam obtained from the evaporator via heating surfaces, the amount of which is less than that of the Useful steam, the useful steam in the second evaporator (3) by introducing it into its liquid content generated.

2. High pressure steam generator according to claim i, characterized in that a further superheater (7) is arranged behind the radiator (5) in the first evaporator (i) is that with a second, in the liquid space of the first evaporator (i) or also the second evaporator (3) lying heating device (8) is connected.

3. High pressure steam generator according to claim i, characterized in that in the from Steam chamber of the first evaporator (i) outgoing extraction line a jet pump (7, 8, io) is installed, which through a line (9) to the vapor space of the second Evaporator is in communication, such that the higher pressure steam the first evaporator (i) sucks in steam from the second evaporator (3) and that The mixture is forced through the superheater (z) into the water space of the second evaporator (3).

4. High pressure steam generator according to claim i, characterized in that the front the utility steam superheater (4) located behind the primary evaporator (i) with the one behind the primary evaporator lying part of the steam pipe through a special pipe (7, g) is connected, in which a circulation pump (8) or the like is switched on, in such a way that that the circulation pump a small, controllable amount of cooled steam from the steam line sucks in and pushes it back into the first useful steam superheater (q.). S. High pressure steam generator according to claim i and q., characterized in that one end of the circulation pump (8) containing line after the useful steam superheater (1a) branched off and over the radiators (g) to the useful steam superheater located in the water space of the primary evaporator (i) (i2) is returned.