AT209355B

AT209355B - Dampferzeuger mit Längsströmung der Gase in einem waagrechten Feuerraum und seitlich neben dem Feuerraum liegenden Gaszügen

Info

Publication number: AT209355B
Application number: AT810958A
Authority: AT
Inventors: Heinrich Dr Ing Vorkauf
Original assignee: Vorkauf Heinrich
Priority date: 1957-12-27
Filing date: 1958-11-21
Publication date: 1960-06-10

Description

Dampferzeuger mit Längsströmung der Gase in einem waagrechten Feuerraum und seitlich neben dem Feuerraum liegenden Gaszügen
Die Erfindung betrifft einenDampferzeuger mit Längsströmung der Gase in einem waagrechten Feuer- raum und seitlich neben dem Feuerraum liegenden Gaszügen mit einer Gasströmung parallel zur Gasströ- mung im Feuerraum.

Es sind Dampferzeuger bekannt, in deren Feuerräumen die Flammen in Längsrichtung des Feuerrau- mes waagrecht geführt sind und die Gase am Ende des Feuerraumes in seitlich neben dem Feuerraum lie- gende Gaszüge eintreten, in denen die Gase parallel zur Längsrichtung des Feuerraumes ebenfalls waag- recht geführt werden. Solche Dampferzeuger haben den Vorteil, dass sie verhältnismässig niedrig gebaut sind. Bei den bisher bekannten Dampferzeugern gehen die in den waagrechten Gaszügen liegenden Heiz- flächenrohre derBerührungsheizfläche von unter und über denGasztigen liegenden Trommeln aus, wodurch die neben dem Feuerraum liegenden Gaszüge schwer zugänglich sind, so dass eine Reinigung oder Aus- wechslung der Rohre grosse Schwierigkeiten macht.

Auch ist bei den Dampferzeugern dieser Art der Ein- bau von Überhitzer- oder Speisewasservorwärmer-Heizflächen sehr erschwert.

Vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung bezüglich der Anordnung und Ausbildung der Heiz- flächen bei den Dampferzeugern mit waagrechter Flammenführung im Feuerraum und waagrechter Gas- führung in den seitlich neben dem Feuerraum liegenden Gaszügen, in denen die Gase parallel zur Längsrichtung des Feuerraumes geführt werden. Die Erfindung besteht darin, dass die Kesselheizflächen in dem Gaszug oder den Gaszügen neben dem Feuerraum aus Rohrelementen gebildet sind, deren einzelne parallele Rohre an Verteiler und Sammler angeschlossen sind, die in Richtung quer zum Gasstrom angeordnet und deren Ableitungen so ausgebildet sind, dass oberhalb der in den Gaszügen angeordneten Kesselheizfläche ein freier zugänglicher Raum verbleibt.

Die Dampfabscheidetrommel wird bei den Dampferzeugern nach der Erfindung zweckmässig oberhalb das Feuerraumes angeordnet, u. zw. ist es besonders vorteilhaft, die neben dem Feuerraum liegenden Gaszüge auf der einen Seite des Feuerraumes anzuordnen und die Dampfabscheidetrommel ebenfalls in Längsrichtung des Feuerraumes auf der gegenüberliegenden Seite, da bei dieser Anordnung der Feuerraum und die Heizfläche in den Gaszügen eine grosse Höhe bekommen können.

Die Erfindung ermöglicht die Ausbildung der Berührungsheizf1ächen aus Rohrelementen, die möglichst alle gleich ausgeführt sind, deren Zahl sich bei Kesseln verschiedener Leistung nur vergrössern oder verkleinern kann. Auch bei Kesseln mit innerhalb der Heizfläche eingebautem Überhitzer kann man mit einer Mindestzahl verschiedener Typen von Rohrelementen auskommen.

Die Rohrelemente selbst werden zweckmässig aus geraden senkrechten Kesselrohren gebildet oder es wird zumindest angestrebt, dass diese Rohre in der Projektion senkrecht zum Gaszugquerschnitt gerade sind. Hiedurch ergeben sich nicht nur günstige Wärmeübertragungsverhältnisse, sondern es wird auch die Abdichtung der einzelnen nebeneinander liegenden Gaszüge erleichtert.

Die unteren Verteiler der Rohrelemente gehen zweckmässig von einem Hauptverteiler aus, der in Längsrichtung des Dampferzeugers auf der dem Feuerraum abgewandten Seite der Gaszüge liegt, während der Hauptsammler, an den die oberen quer zur Gasrichtung liegenden Sammler der einzelnen Rohrelemente angeschlossen sind, oberhalb der Trennwand zwischen Gaszug und Feuerraum liegt.

Die Rohrelemente der Berührungsheizfläche können so ausgebildet werden, dass sie durch mehrere der nebeneinander liegenden Gaszüge durchgehen, wobei eine Trennwand senkrecht zu den Rohrelementen
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die Gaszüge abtrennt. Es können jedoch auch in jedem Gaszug für sich Rohrelemente angeordnet sein.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 ein Vertikalschnittbild des Feuerraumes eines erfindungsgemässen Dampferzeugers, Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht, Fig. 3 ein Schnittbild nach der Linie C-D gemäss Fig. 2. Fig. 4ein Schnittbild nach der Linie E-F gemäss Fig. 2, Fig. 5-10 Rohrelemente im Schaubild und in Seitenansicht einige Ausfiihrungsformen, Fig. 11 ein Schnittbild nach der Linie G-H gemäss Fig. 2, Fig. 12 und 13 Ausführungsbeispiele von Rohrelementen im Schaubild und in Draufsicht, Fig. 14 und 15 abgestützte Vorwärmerrohre im Schaubild und in Draufsicht und Fig. 16 Rücklaufrohre in besonderer Anordnung.

Der Kessel wird beispielsweise durch einen bei 1 angeordneten Ölbrenner befeuert. Wie aus Fig. 2 er- ) sichtlich, wird die Flamme in waagrechter Richtung durch den Feuerraum 2 geführt. Der Feuerraum ist in der Vorderwand (Brennerwand) durch die Rohre 3, an der inneren Seitenwand durch Rohre 4 und an der äusseren Seitenwand durch Rohre 5 sowie an der Rückwand durch Rohre 6 verkleidet. Der Boden 7 ist bei diesem Beispiel ungekühlt. Es ist möglich, bei einem Kessel dieser Art einen Rost am Boden anzuordnen, so dass der Kessel auch mit Kohle befeuert werden kann.

Die innere Feuerraumseitenwand mit den Rohren 4 bildet eine gasdichte Wand, die den Feuerraum von dem ersten Gaszug 8 trennt. Am hinteren Ende des Feuerraumes sind die Rohre 4 bei 9 mit grösserem Abstand oder versetzt angeordnet, so dass die Gase hier in den Gaszug 8 eintreten können.

Im Gaszug 8 ist bei dem Beispiel zunächst die Kesselheizfläche 10, dann eine Überhitzerheizfläche 11, anschliessend wieder eine Kesselheizfläche 12 angeordnet. Die Gase werden dabei in den zweiten Gaszug 13 umgelenkt. In diesem Gaszug 13 liegt eine Kesselheizfläche 14, 15 und dann ein Speisewasservorwärmer 16. Bei 17 treten die Gase aus dem Kessel aus.

Gemäss Fig. l, Schnitt A-B (s. Grundriss Fig. 2) ist die Anordnung einer Kesselheizfläche 10 im ersten Gaszug 8 und eineSpeisewasservorwärmerheizfläche 16 im zweiten Zug 13 sowie der Gasaustritt 17 zu erkennen.

Fig. 3 zeigt den Schnitt C-D durch die im ersten Gaszug 8 angeordnete Überhitzerheizfläche 11 und im zweiten Gaszug 13 liegende Kesselheizfläche 15.

Fig. 4 zeigt den Schnitt E-F durch die beiden Kesselheizflächen 12 und 14. Alle in den Gaszügen liegenden Kesselheizflächen werden von gleichen Rohrelementen gebildet.

Ein solches Rohrelement ist in Fig. 5 und 6 dargestellt ; es besteht aus den unteren Verteilern 18 und den oberen Sammlern 19, zwischen denen die beheizten Rohre 20 angeordnet sind. Verteiler 18 und Sammler 19 liegen quer zur Gasströmungsrichtung. Die Verteiler 18 gehen von dem Längsverteiler 21 (Fig. 1) aus. Die Sammler 19 münden in den Längssammler 22 (Fig. l) ein. Bei der Anordnung einer Kesselheizfläche im ersten Zug 8 und einer Vorwärmerheizfläche im zweiten Zug 13 gemäss Fig. 1 und 2 wird ein Zwischenstück 23 an den unteren Verteiler 18 des Rohrelementes nach Fig. 5 und 6 angesetzt.

Wenn im ersten Zug 8 eine Überhitzerheizfläche und im zweiten Zug eine Kesselheizfläche gemäss Fig. 3 liegt, so wird an die oberen Sammler 19 ein Zwischenstück 24 angesetzt, um diese Sammler 19 mit dem Längssammler 22 zu verbinden. Die Zwischenstücke 24 können gleichzeitig zur Auflagerung der Überhitzerheizfläche 11 dienen, wie auch die Speisewasservorwärmerheizfläche 16 auf den Zwischenstücken 23 aufruhen kann. Rohrelement-Sammler 19 und Zwischenstück 24 stellen, ganz allgemein ausgedrückt, die Ableitungen für die in den Gaszügen angeordneten Heizflächen dar. Über diesen Ableitungen 19 und 24 verbleibt gemäss der Erfindung ein frei zugänglicher Raum.

Bei Anordnung von Kesselheizflächen im ersten und im zweiten Zug - wie in Fig. 4 dargestellt - wer- den zwei Rohrelemente nach Fig. 5 und 6 zusammengesetzt. In allen Fällen sind jedoch die zur Verwendung kommenden Rohrelemente gleich und es ist möglich, solche Rohrelemente nach einer Zeichnung mit denselben Vorrichtungen herstellen zu lassen, wodurch die Kosten erheblich gesenkt werden können. Durch Veränderung der Anzahl der Rohrelemente im Gasstrom vor und hinter dem Überhitzer ist es auch möglich, sich den jeweiligen Druck-oder Heissdampftemperatur-Verhältnissen mit den gleichen Bauelementen anzupassen. Auch kann innerhalb eines bestimmten Leistungsgebietes mit den gleichen Rohrelementen gearbeitet werden. Bei grösseren Leistungsveränderungen werden dann Rohrelemente mit andern Höhenoder Breitenabmessungen gewählt.

Aus den Fig. 1-4 ist zu erkennen, dass Berührungsheizflächen bei einem Kessel nach der Erfindung auch im ersten Gaszug 8 gut von oben zugänglich sind. Man kann durch Abnehmen der Deckel 25 (Fig. 1, 3 und 4) die Heizflächen notfalls von Hand aus reinigen oder bei etwaigen Reparaturen die Rohrelemente bzw. die Überhitzer- oder Vorwärmerheizflächen nach oben hin ausbauen.

Bei einem Rohrelement nach Fig. 5 und 6 wird die Reinigung von oben her erleichtert, da der Sammler 19 zur einen Seite herangerückt ist und demnach die einzelnen Rohre von oben besser zugänglich sind.

Die Herstellung der Rohrelemente erfolgt in der Weise, dass die Rohre innen jeweils auf der einen Seite abgebogen werden und das gerade Ende der Rohre 20 in einer Reihe unten in den Verteiler 18 und in der nächsten Reihe oben in den Sammler 19 eingesteckt wird.

Die Fig. 7-10 zeigen noch andere Ausführungsformen der Rohrelemente. Bei der Art nach Fig. 7 und 8 werden die Verteiler 18 und Sammler 19 nur durch gerade, zentrisch in den Verteiler 18 und in den
Sammler 19 eingesteckte Rohre 26 miteinander verbunden. Diese Ausführung ist in der Herstellung ver- hältnismässig einfach. Mit ihr wird jedoch weniger Heizfläche in einem bestimmten Raum untergebracht, wenn man zwischen den Sammlern 19 einen Zwischenabstand zwecks Reinigung oder Zugänglichkeit ver- langt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 werden auch nur gerade Rohre 27 verwendet, die ex- ) zentrisch an den Verteilern 18 und Sammlern 19 angesetzt sind.

Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt durch den ersten Kesselzug 8 gemäss Fig. 2, Schnitt G-H. Aus dieser
Figur ist die Aufhängung der Überhitzerrohre auf die Verbindungszwischenstücke 24 von den Rohrelemen- ten des zweiten Zuges zum Längssammler 22 (Fig. l) zu erkennen. Wenn die oberen Sammler 19 der Rohr- elemente verhältnismässig eng liegen, so müssten auch die Verbindungszwischenstücke 24 eng liegen und ; es wäre nicht möglich, die Überhitzerrohre dazwischen hindurchzubringen. Es wird deshalb vorgeschla- gen, die Sammler 19 von zwei oder mehreren Rohrelementen im zweiten Zug an ein Verbindungszwi- schenstück 24 anzuschliessen, wie dies in Fig. 12 und 13 dargestellt ist.

Fig. 14 und 15 zeigen die Abstützung der Vorwärmerrohre 16 auf den Zwischenstücken 23, die den
Verteiler 21 mit den Verteilern 18 verbinden.

Um die Räume unterhalb der Heizflächen des ersten Gaszuges 8 reinigen zu können, wird vorgeschla- gen, nach Fig. 11 unter diesen Heizflächen Trichter 28 anzuordnen. In dem zweiten Zug 13 sind ebenfalls
Trichter angeordnet (strichliert gezeichnet), die gegenüber den Trichtern im Gaszug 8 versetzt angeordnet sind, so dass die Reinigungsöffnungen 29 durch den Trichtersattel des Gaszuges 13 führen können, ohne dass hier ein Kurzschluss der Gase erfolgt. Die strichliert gezeichneten Reinigungsöffnungen 30 sind dann für die Trichter im Gaszug 13 vorgesehen.

Der Wasserumlauf im Kessel nach der Erfindung ist folgender :
Von der Trommel 31 (Fig. l) fliesst Kesselwasser durch die Fallrohre 32 zu dem Längsverteiler 33 an der rechten Seitenwand des Feuerraumes und zum Querverteiler 34 an der Feuerraumvorderwand und Rück- wand. Von diesen Verteilern 34 geht der Längsverteiler 35 an der linken Seite des Feuerraumes ab. Die
Querverteiler 34 sind bis zum Längsverteiler 21 der Berührungsheizfläche verlängert und versorgen diesen mit Umlaufwasser. Die Seitenwandrohre 4 und 5 des Feuerraumes münden in den Längssammler 36, der über die Vorder-und Rückwandsammler 37 mit der Trommel in Verbindung steht. Ausserdem führt von dem Längssammler 36 eine Dampfableitung 38 zur Trommel 31.

Der Sammler 22, an den alle Rohrele- mente der Berührungsheizf1áche angeschlossen sind, steht ebenfalls über Sammler 37 und Dampfüberleitung 39 mit der Trommel 31 in Verbindung. Es ist zweckmässig, den Sammler 22 über der inneren Seitenwand des Feuerraumes anzuordnen, da hiedurch die Rohre der Heizfläche Im Gaszug dicht an die Sei- tenwand heranrücken können.

Um den Wasserumlauf in den Rohrelementen der Berührungsheizfläche zu verstärken, wird der Samm- ler 22 durch die Rohre 40 mit den senkrechten Rücklaufrohre 41 verbunden, so dass also ein besonderer Umlauf vom Sammler 22 zurück zum Verteiler 21 stattfindet und dementsprechend verhältnismässig weit von dieser Heizfläche entfernt die Trommel angeordnet werden kann, ohne dass eine zu schwache Zirkulation in der Berührungsheizfläche befürchtet werden muss.

Die Trommel ruht zweckmässig auf den Fallrohren 32 und die Verteiler 33, 34, 35 und 21 mit den Rücklaufrohre 41 sowie den oberen Sammlern 36, 37, 22 werden zu einem Kesselgerüst miteinander verbunden, wodurch der ganze Kessel sich sehr raumsparend zusammenbaut.

Bei besonders langen Kesseln dieser Art kann es zweckmässig sein, die senkrechten Rücklaufrohre 41 - s. Fig. 16 - oben durch ein Längsrohr 42 zu verbinden und von diesem Rohr 42 über die Länge verteilt Rücklaufrohre 43 zum Verteiler 21 anzuordnen.

Bei der Ausführung nach Fig. 1-4 ist die Trennwand zwischen dem Gaszug 8 und dem Gaszug 13 als eine aus Steinen oder sonstigem feuerfesten Material bestehende Mauer 44 dargestellt. Diese Trennwand kann von den Räumen zwischen den einzelnen Heizflächengruppen 10, 11, 12, 14, 15, 16 eingebracht werden. Es ist aber auch möglich und im höheren Temperaturgebiet zweckmässig, diese Trennwand zwischen dem ersten und zweiten Zug aus Kesselrohren zu bilden.

Dies kann dadurch geschehen, dass an Stelle der Trennwand aus feuerfestem Material auf den Verteilerrohren 18 Rohre angeordnet werden, die mit Flossen versehen sind, wodurch ein dichter Abschluss von einem Gaszug zum andern Gaszug entsteht. In den Räumen zwischen den einzelnen Heizflächengrup- pen können besondere Rohre angeordnet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Dampferzeuger mit Längsströmung der Gase in einem waagrechten Feuerraum und seitlich neben dem Feneiraum liegenden Gaszügen mit ebenfalls längsgerichteter Gasströmung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kesselheizflächen (10, 12, 14, 15) in den neben dem Feuerraum angeordneten Gaszügen aus Rohr- elementen gebildet werden, deren einzelne parallele Rohre an quer zur Gasströmungsrichtung liegende Verteiler (18) und Sammler (19) angeschlossen sind, über deren Ableitungen oberhalb der in den Gaszü- gen (8, 13) angeordneten Kesselheizfläche ein frei zugänglicher Raum verbleibt.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfabscheidetrommel (31) in der Längsrichtung des Feuerraumes liegt und an beiden Enden durch unbeheizte Fallrohre (32) über die an Vorderwand und Rückwand despeuerraumes liegenden Querverteiler (34) mit einem parallel zur Trom- ! mel angeordneten Verteiler (21), von dem die quer zum Gasstrom liegenden Verteiler (18) der einzelnen Rohrelemente ausgehen, in Verbindung steht.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsverteiler (21), von dem die Rohrelementverteiler (18) ausgehen, auf der dem Feuerraum abgewendeten Seite des oder der Gaszü- ge liegt.

4. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längstrommel in an sich bekannter Weise oberhalb der äusseren Seitenwand (5) des Feuerraumes angeordnet ist.

5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Gaszug Kesselheizflächen angeordnet sind, deren Rohrelementsammler (19) mit einem diesen zugeordneten Längs- sammler (22) verbunden sind.

6. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (4) der Feuerrauminnenwand oben in denFeuerraum hineingebogen sind und in einen Längssammler (36) münden, der parallel zur Trommel und parallel zum Längssammler (22) liegt, an dem die in den Gaszügen liegen- den Rohrelementsammler (19) der Kesselheizflächen einmünden.

7. Dampferzeuger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Längssammler (22) oberhalb der Rohre (4) der Feuerrauminnenwand in einem durch Abbiegen der Wandrohre nach dem Feuerraum hin frei gewordenen Raum angeordnet ist.

8. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise parallel neben dem Feuerraum zwei Gaszüge (8, 13) angeordnet sind, in denen die Gase hin-und hergelenkt werden.

9. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteiler (18) und Sammler (19) der in den beiden Zügen (8, 13) nebeneinander angeordneten Rohrelemente der Kesselheizflächen (12, 14) miteinander verbunden sind.

10. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertei- ler (18) oder Sammler (19) der Rohrelemente einer in einem Gaszug liegenden Kesselheizfläche durch ein den andern Gaszug durchdringendes Verbindungsrohr (23, 24) mit dem Längsverteiler (21) oder Längssammler (22) in Verbindung steht.

11. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den andern Gaszug durchdringenden Verbindungsrohre (23, 24) zur Unterstützung von Heizflächen, wie Überhitzer oder EMI4.1

12. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen parallelen Rohre (20, 26, 27) der Kesselheizflächen (10, 12, 14, 15) aus geraden senkrechten Rohren bestehen.

13. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen parallelen Rohre (20, 26, 27) der Kesselheizflächen (10, 12, 14, 15) zur Gasrichtung senkrecht liegen.

14. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen parallelen Rohre (20) der Kesselheizflächen in der senkrechten Ebene parallel zur Gasrichtung abgebogen sind.

15. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass über den Heizflächen in den beiden Gaszügen abnehmbare Reinigungsöffnungen (25) vorgesehen sind.

16. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass unter den EMI4.2 gen und Erhöhungen in einem Gaszug zu denen im andern Gaszug versetzt angeordnet sind und dass durch den Trichtersattel des aussen liegenden Gaszuges Reinigungsöffnungen (29) zu den Trichtern des andern Gaszuges hindurchführen. <Desc/Clms Page number 5>

17. Dampferzeuger nach einem der Anspruche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Längssammler (22), an den die quer zur Gasrichtung liegenden einzelnen Rohrelementsammler (19) angeschlossen sind, durch Rücklaufrohre (41) mit dem unteren Längsverteiler (21) in Verbindung steht. EMI5.1 lern (21) abgehen.

19. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (44) zwischen den beiden Gaszügen (8, 13) aus Kesselrohren gebildet ist.