<Desc/Clms Page number 1>
Siederohrkessel
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Siederohrkessel mit Haupt- sowie unteren und oberen Ne- bensammlern, bei welchen die Siederohre zwischen den Nebensammlern angeordnet sind.
In allen aus Rohrbündeln bestehenden Siederohrkesseln, mit Ausnahme jener für grosse Wasservolu- men, strömt das verwendete Medium mit grosser Geschwindigkeit zwischen dem Boden und dem Kopfteil des Kessels.
Dieser Umlauf wird durch Blenden, kurze Fallrohre oder andere Mittel gebremst, weil es nicht ge- lingt, den Umlauf gleichmässig auf die Fallrohre zu verteilen, oder, falls der Umlauf sich selbst über- lassen wird, der Sammelkasten sehr grosse Abmessungen haben müsste, um die grössere Menge des umge- wälzten Mediums abzuscheiden.
Die Forderung nach höheren Betriebsdrücken bedingt hingegen einen kleineren Durchmesser der be- sagten Sammler und demzufolge eine Bremsung des Umlaufes der erhitzten Flüssigkeit mit der Gefahr, dass die Rohre durchbrennen.
Es sind bereits Siederohrkessel mit Haupt- und Hilfssammlern bekanntgeworden, bei welchen die
Hilfssammler jedoch tiefer als der Flüssigkeitsspiegel im Hauptsammler liegen und daher vollständig mit
Wasser gefüllt sind, was den Nachteil hat, dass in ihnen keine Dampfabscheidung stattfinden kann.
Weiters sind Siederohrkessel mit mehreren oberen Sammlern bekanntgeworden, deren jeder mit Sie- de- und Fallrohren in Verbindung steht. Diese Bauart, bei welcher von keiner Unterscheidung der Samm- ler in Haupt- und Nebensammler gesprochen werden kann, hat den Nachteil, dass die vom Dampf noch mitgerissenen Wasserteilchen nicht abgeschieden werden können.
Schliesslich ist eine Anlage bekanntgeworden, bei welcher ein Wasserumlaufsystem vorgesehen ist, in dem Dampf zur Erhitzung von wasserführenden Rohren erzeugt wird, der diese Rohre bestreicht. Die bei- den Wasserkreisläufe sind dabei voneinander vollkommen getrennt. Eine Vorkehrung zur Trennung der vom Dampf mitgerissenen Wasserteilchen ist auch bei dieser Anlage nicht getroffen.
Um alle angeführten Nachteile zu beseitigen, wird ein Siederohrkessel der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welchem erfindungsgemäss zwei Wasserumlaufsysteme vorgesehen sind, von welchen das eine geschlossen ist und derart zwischen den Nebensammlern liegt, dass je ein oberer und ein unterer
Nebensammler sowohl durch Siederohre als auch durch Fallrohre unmittelbar verbunden sind, und der
Anschluss des andern Umlaufsystems an das erstgenannte Umlaufsystem so erfolgt, dass die Dampfzone des
Hauptsammlers mit der Dampfzone des oberen Nebensammlers und die Wasserzone des Hauptsammlers mit der Fallzone des erstgenannten Umlaufsystems verbunden ist, wobei der Wasserumlauf in dem letzt- genannten System geringer ist als in dem erstgenannten.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Kessels im Schnitt.
Der Feuerraum des Siederohrkessels ist mit G bezeichnet und wird von den Steigrohren A und A' be- grenzt, welche eng aneinanderstehen oder zwischen sich nur einen geringen Abstand aufweisen. Die Fallrohre sind mit B und B'bezeichnet. Die Fallrohre B, B'und die Steigrohre A, A' bilden die unmittelbare Verbindung zwischen je einem unteren Nebenbehälter D bzw. D'und einem oberen Nebenbehälter C, C'.
Zur Vermeidung von Brüchen der Rohre infolge von Wärmedehnungen sind die Rohre A, A' und B, B'an zumindest einem ihrer Enden um etwa 900 gekrümmt, u. zw.
sind die Steigrohre A an ihrem oberen Ende
<Desc/Clms Page number 2>
gekrümmt und münden demnach schräg in den oberen Nebenbehälter C, während ihre untere Enden ge- rade sind und demnach radial von der obersten Stelle der unteren Nebenbehälter D ausgehen. Die Fall- rohre B haben gerade obere Enden und gehen sohin von der untersten Stelle der oberen Nebenbehälter C aus, münden jedoch mit einer Krümmung schräg und damit unterhalb des Ausgangspunktes der Steigrohre in die unteren Nebenbehälter D ein. Die Fallrohre werden nicht unmittelbar von den Flammen, sondern lediglich von einem sekundären Gasstrom bestrichen : sie haben auch einen wesentlich grösseren gegen- seitigen Abstand als die Steigrohre und sind demnach auch in geringerer Anzahl als die Steigrohre vor- handen.
Die die linke Wandung des Feuerraumes bildenden Rohre - mit A'bzw. B'bezeichnet - sind in der gleichen Weise wie die Rohre der rechten Wandung an den unteren Nebenbehälter D'angeschlossen, ver- laufen jedoch nur über einen Teil ihrer Länge in vertikaler Richtung. Der obere Nebenbehälter C'ist nahe dem andern, den Rohren der rechten Wandung zugehörigen Nebenbehälter C angeordnet, so dass die Rohre der linken Wandung geneigt zu ihm hin bzw. von ihm weg verlaufen.
Die Steigrohre A'sind hiebei ver- tikal von unten kommend, noch ein Stück in den oberen Nebenbehälter C'hineingeführt, um eine Art Überlauf zu bilden, während die Fallrohre B'radial beztiglich des trommelförmigen Nebenbehälters C' verlaufen, wobei die untere Kante der Mündung der Fallrohre in den Nebenbehälter tiefer liegt als die
Kante des Endes der Steigrohre A'.
Die unteren Nebenbehälter D und D'sind durch ein Rohrstück 9 miteinander verbunden, welch'letzteres über einen T-Stutzen mit der Speise wasserleitung in Verbindung steht.
Jeder der oberen Nebenbehälter C und C'ist über je ein Rohr 5 bzw. 5'mit der Dampfzone des Hauptbehälters F verbunden, von welchem das Dampfableitungsrohr 11 den erzeugten Dampf den Verbrauchern (gegebenenfalls über Überhitzer u. dgl.) zuführt. Der untere Teil des Hauptbehälters - seine
Wasserzone - ist über Rohre 8 mit den Fallrohren B* verbunden. Am Hauptbehälter ist weiters noch ein Stutzen 10 vorgesehen, über welchen Speisewasser zugeführt werden kann.
Der Hauptbehälter F und die oberen Nebenbehälter C und'C'sind in an sich bekannter Weise in gleicher Höhe angeordnet, u. zw., dass bei einem im gleichen Niveau liegenden Wasserstand in Haupt- und Nebenbehältern in allen diesen Behältern über dem Wasserspiegel noch ein Dampfraum vorhanden ist.
Beim Betrieb des Kessels bildet sich ein Wasserumlauf in den Rohren A, A'und B, B'aus, u. zw. steigt das erhitzte und mit Dampfblasen vermischte Wasser durch die Steigrohre zu den oberen Nebenbehältern C, C'auf ; der entstandene Dampf scheidet sich dort ab und das Wasser strömt durch die Fallrohre B. B* wieder zu den unteren Nebenbehältern D, D'zurück.
Der abgeschiedene Wasserdampf, welcher noch Wasser in Tröpfchenform mit sich führt. gelangt durch die Rohre 5, 5' zum Hauptbehälter F, in welchem die letzten Wassertröpfchen aus dem Dampf ausgeschieden werden. Der vom Wasser befreite Dampf wird über das Rohr 11 abgezogen, während das aus dem Dampf ausgeschiedene Wasser durch die Rohre 8 zu den Fallrohren und damit zu den unteren Nebenbehältern D'zurückgelangt.
Es sind also zwei Wasserumlaufsysteme vorhanden, wobei jedoch der Umlauf in dem über den Hauptbehälter gehenden System aus verständlichen Gründen geringer ist als in dem zwischen den Nebenbehältern C, C'und D, D'bestehenden System. Das Verhältnis zwischen den in diesen beiden Systemen umlaufenden Wassermengen kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen des Kessels durch Steuerung der Speisewasserzufuhr durch die Rohre 9 bzw. 10 verändert werden.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel bezieht sich lediglich auf das einer Wandung des Brennraumes zugeordnete Rohrsystem. Die Ausbildung der Rohre und Nebenbehälter entspricht im wesentlichen jener, wie sie im linken Teil der Fig. 1 gezeigt ist. Die Teile dieses Rohrsystems tragen demnach auch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1.
Zum Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist jedoch an Stelle des einzigen, grossen Hauptbehälters F eine Mehrzahl von Behältern - im gezeigten Beispiel sechs-vorgesehen, die die Funktion des Hauptbehälters ausüben. Es sind jeweils drei übereinanderliegende Behälter H durch Rohrstutzen zu einer Gruppe zusammengefasst, wobei zwei solche Gruppen nebeneinanderliegen. Die obersten der Behälter H sind untereinander verbunden und stehen über das Rohr 5'mit dem oberen Nebenbehälter C'in Verbindung. Weiters geht von einem der obersten Behälter H das Dampfrohr 11 aus, welches zu den Verbrauchern führt. Die untersten der Behälter H sind ebenfalls durch einen Rohrstutzen untereinander verbunden.
Von einem der untersten Behälter H gehen Rohre 8 aus, die die Verbindung zwischen den Sammelbehältern H und den Fallrohren bzw. mit einem Zwischenbehälter E, welcher in die Fallrohre B'eingeschaltet ist, herstellen.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Speiserohre 9 und 10 sind wieder an den unteren Nebenbehälter D'bzw. an den Zwischenbehäl- ter E angeschlossen.
Die untersten der Behälter H sind gegenüber dem Nebenbehälter C'so angeordnet, dass bei Wasser- stand im gleichen Niveau sowohl in den beidenBehältern H als auch im Nebenbehälter C'über dem Was- ser noch ein Dampfraum vorhanden ist.
Beim Betrieb des Kessels nach dieser Ausführungsart stellt sich ein intensiver Wasserumlauf durch die
Rohre A'und B'ein, während durch die Rohre 5'und 8 ein Umlauf geringeren Ausmasses stattfindet. Die
Anzahl bzw. der Querschnitt der Rohre 5'und 8 kann demnach geringer sein als jene der Rohre A' und B'.
Die Anordnung mehrerer Behälter H an Stelle des einzigen Behälters F beim Beispiel nach der Fig. 1 bewirkt eine noch bessere Abscheidung des Wassers aus dem über die Rohre 5'kommenden Dampfes.
Die durch den erfindungsgemässen Aufbau von Siederohrkesseln erreichten Vorteile bestehen vor allem darin :
1. Sofortige Übernahme der thermischen Mehrbelastung, weil bei Zunahme der Belastung automatisch die Umwälzung der erhitzten Flüssigkeit zunimmt ;
2. kleine Abmessungen der Sammler-Abscheider, die sich demzufolge besser für hohe Drücke eignen ;
3. im Falle von Instandhaltungsarbeiten sowie Ersatz von Teilen usw. die leichte Möglichkeit, den Sammler von dem übrigen Umlauf auszuschalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Siederohrkessel mit Haupt-sowie unteren und oberen Nebensammlern, bei welchem die Siederohre zwischen den Nebensammlern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wasserumlaufsysteme vorgesehen sind, von welchen das eine geschlossen ist und derart zwischen den Nebensammlern liegt, dass je ein oberer und ein unterer Nebensammler sowohl durch Siederohre als auch durch Fallrohre unmittelbar verbunden sind, und der Anschluss des andern Umlaufsystems an das erstgenannte Umlaufsstem so erfolgt, dass die Dampfzone des Hauptsammlers mit der Dampfzone des oberen Nebensammlers und die Wasserzone des Hauptsammlers mit der Fallzone des ersteren Umlaufsystems verbunden sind, wobei der Wasserumlauf in dem letztgenannten System geringer ist, als in dem erstgenannten.