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Steilrohrkessel mit oberem, gekühltem Rückwandvorsprüng Die Erfindung
betrifft einen Steilrohrkessel mit einem in den allseitig gekühlten Feuerraum vorstehenden,
ebenfalls gekühlten, oberen Rückwandvorsprung, waagerechtem überhitzerzug mit
je
einem vor und hinter dem Überhitzer befindlichen, aus Wandrohren gebildeten
aufgelockerten Gasdurchtritt- und mit in der Strömungsrichtung der Rauchgase hinter
dem hinteren Gasdurchtritt angeordneten Nachschaltheizflächen und anschließendem
lotrechtem Gaszug.
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Um eine gleichmäßige Beheizung der Berührungsheizflächen zu erreichen,
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die im Feuerraum je nach der Entfernung
vom Flammenkern unterschiedlich heißen Gase vor dem Eintritt in den waagerechten
Gaszug durch Einengung des Gasstromquerschnittes und Ablenkung der Gase aus der
Strömungsrichtung miteinander zu verwirbeln.
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Der für die Verwirbelung der heißen Gase erforderliche Rückwandvorsprung
hat aber den Nachteil, daß der oberhalb des Vorsprunges befindliche Raum für die
Seitenwandrohre als Strahlungsheizfläche verlorengeht.
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Bei einem bekannten Dampferzeuger sind die im Bereich des Rückwandvorsprunges
gelegenen Seitenwandrohre in der Höhe des Rückwandvorsprunges in einem Sammler zusammengefaßt
worden. Das erzeugte Dampfwassergemisch muß jedoch noch zur Obertrommel geführt
werden, was zu verwickelten Rohrführungen und gegebenenfalls Rohrkreuzungen führt.
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Damit alle Seitenwandrohre in ihrer ganzen Länge bis zur oberen Brennkammerabschlußdecke
beheizt werden, sind bei einem weiteren bekannten Dampferzeuger die Rückwandrohre
in den verengten Gasquerschnitt hinein abgebogen und die im Bereich der Einengung
befindlichen Seitenwandrohre schräg aufwärts und dann als Rückwandrohre weitergeführt
und im Bereich des waagerechten Gaszuges als aufgelockerter Gasdurchtritt verwendet.
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Bei dieser Anordnung wird der Strahlungsraum durch die Berührungsheizflächen
verkleinert, und die Rohre der Berührungsheizflächen werden großen Temperaturbeanspruchungen
ausgesetzt.
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Ein Strahlungskessel mit großer Strahlungsheizfläche, bei dem der
Strahlungsraum bis zum waagerechten Gaszug frei von Berührungsheizflächen ist und
der die Vorteile des gekühlten Rückwandvorsprunges und außerdem eine relativ große
Berührungsheizfläche aufweist, besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Rückwandvorsprung
nur von in seinem Bereich befindlichen, von den Seitenwänden abgebogenen Seitenwandrohren
bedeckt ist, die anschließend den vorderen Gasdurchtritt bilden, und daß alle Rückwandrohre
zur Bildung des hinteren Gasdurchtrittes durch den Rückwandvorsprung hindurchgeführt
sind.
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Hierdurch wird ein hoher Strahlungsr-gurn ohne Berührungsheizflächen
mit guter Wärmeausnutzung gebildet, wobei kein Verlust des Raumes oberhalb des Vorsprunges
für die Seitenwandrohre als Strahlungsheizfläche zu verzeichnen ist und die Seiten-bzw.
Rückwandrohre in ihrer ganzen Länge beheizt und verhältnismäßig einfach gebogen
sind.
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Der zwischen,den beiden Gasdurchtritten angeordnete überhitzer ist
infolge deg Fehlens von Seitenwandrohren von der Seite her leicht zugänglich und
ausbaubar.
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Um die Kesselheizfläche weiter zu vergrößern, können gemäß der Erfindung
im waagerechten Gaszug vor und/oder hinter den Rückwandrohren eine oder mehrere
weitere Verdampfungsheizflächen angeordnet sein, die vorzugsweise zwischen über
der Kesseldecke angeordneten Quersammlem und mit diesen durch Fallrohre verbundenen
unteren Querverteilern verlegt sind.
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Außerdem können über der Kesseldecke zwei seitliche, durch mehrere
Quersammler miteinander verbundene Längstrommeln oder eine mittlere Trommel
angeordnet
sein, und die Rohre, welche die Vorderwand, die beiden Gasdurchtritte und die dahinter
angeordneten Verdampfungsheizflächen bilden, münden in diese Quersammler ein. Die
Seitenwandrohre, die nicht im Bereich des Rückwandvorsprunges liegen, können zur
Berohrung der Kesseldecke dienen und in die mittlere Trommel bzw. in die beiden
Längstrommeln münden. Es ist auch möglich, zur
Auskleidung der Kesseldecke
die Rohre der Vorderwand zu verwenden.
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Durch eine solche Anordnung von Längstrommeln und Quersammlern ist
es möglich, beliebig viele Gruppen von Verdampfungsheizflächen im waagerechten Gaszug
hintereinander anzuordnen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiel aes Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt . A b b. 1 und 2 einen Längs- und einen Querschnitt
eines erfindungsgemäßen Steilrohrkessels, Ab b. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel,
# b b. 4 einen horizontalen Schnitt zu A b b. 3,
# b b. 5 einen
Querschnitt zu A b b. 3 und # b b. 6 und 7 zwei Ausführungsbeispiele
mit einer mittleren, oberen Trommel.
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Nach A b b. 1 und 2 bildet die Feuerraumrückwand
1 im oberen Teil einen in den Strahlungsraum 2 ragenden Rückwandvorsprung
3. Die Rohre 4 der Rückwand 1 durchdringen den Rückwandvorsprung
3
und bilden im waagerechten Rauchgaszug 5 den auf-Z, Crelockerten
Gasdurchtritt 4 a. Die im Bereich des Rückwandvorsprunges 3 liegenden Seitenwandrohre
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sind nur bis zum Rückwandvorsprung 3 hochgeführt, dienen dann zur
Bedeckung der Unterseite des Rückwandvorsprunges 3 und bilden anschließend
den aufgelockerten Gasdurchtritt 6 a vom Strahlungsraum 2 zum waaaerechten
Rauchgaszug 5. Die Gasdurchtritte 4 a und 6 a münden
über der Kesseldecke in Quersammler 8, die die beiden seitlich angeordneten
Längstrommeln 9 miteinander verbinden. Die nicht im Bereich des Rückwandvorsprunges
3 befindlichen, Seitenwandrohre 7 dienen zur Berohrung der Kesseldecke
und münden in die Längstrommeln 9. Im waagerechten Rauchgaszug
5 ist zwischen den beiden Gasdurchtritten 4 a und 6 a der überhitzer
10 angeordnet. Hinter dem Gasdurchtritt 4 a sind Verdampfungsheizflächen
11 und 12 als Rohrbündel zwischen oberen Quersammlem 8 und unteren
mit diesen durch Fallrohre 14 verbundenen Ouerverteilern 13 verlegt.
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Nach A b b. 3 und 4 sind die Rohre der Vorderwand
16 des Strahlungsraumes 2 zur Berohrung der Kesseldecke herangezogen und
münden in einen Quersammler 8, der die Längstrommeln 9 miteinander
verbindet. Der Gasdurchtritt 6 a wirkt zum Teil als Strahlungsheizfläche,
zum Teil als Berührungsheizfläche. Die Seitenwandrohre 6, die den Gasdurchtritt
6 a bilden, sind im Gasdurchtritt so angeordnet, daß jeweils drei
benachbarte Rohre6 im Gasdurchtritt hintereinander gelegt sind. Hinter dem Gasdurchtritt6a
ist ein Plattenüberhitzer10a angeordnet und danach der von den Rückwandrohren4 gebildete
zweite Gasdurchtritt 4 a, dessen Rohre oben in einen Quersammler 8 münden,
zusammen mit den Rohren der dahinter angeordneten Verdampfungsheizflächen
11. Die nächste Verdampfungsheizfläche 12 ist als aufgelockertes Berührungsbündel
ausgebildet. Die Heizfläche irn waagerechten Gaszug sind so ausgebildet, daß der
freie Durchtrittsquerschnitt in Strömungsrichtung abnimmt.
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Nach Abb.5 ist die Verdampfungsheizfläche12 zwischen einem oberen
Quersammler8 und einem unteren Querverteiler13 verlegt, wobei der obere Quersammler8
die beiden Längstrommeln9 miteinander verbindet, die durch die Fallrohre14 mit dem
unteren Querverteiler13 in Verbindung stehen.
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Nach Abb.6 ist über der Kesseldecke nur eine Längstrommel18 vorgesehen,
von der beiderseits Quersammler 8 a bzw. 8 b ausgehen, in die die
Rohre der Verdampfungsheizfläche 12 einmünden und von welcher die Fallrohre 14 ausgehen.
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Nach Ab b. 7 ist ein Teil der Rohre der Verdampfungsheizfläche
12 in die beiden Quersaminler 8 a, 8 b eingeführt. während
die mittleren Rohre 12 a
direkt in die Längstrommel 18 einmünden.
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Die Feuergase, die im Strahlungsraum die Vorder-, 15, Seiten-,
6 und 7, und Rückwandrohre4 durch Strahlung beheizen, werden durch
den Rückwandvorsprung 3 aus ihrer lotrecht aufsteigenden Richtung abgelenkt,
gleichzeitig wird der Gasstromquerschnitt eingeengt. Auf diese Weise tritt eine
Verwirbelung der einzelnen, je nach der Entfernung vom Flammenkern unterschiedlich
heißen Gasschichten ein, die dann durch den Gasdurchtritt 6 a
in den
waagerechten Rauchgaszug 5 eintreten und den überhitzer 10 bzw.
10 a, die den zweiten Gasdurchtritt 4 a bildenden Rückwandrohre 4
und die weiteren Verdampfungsheizflächen 11 und 12 beheizen. Die Nachschaltheizflächen
sowie der sich an den waagerechten Rauchgaszug anschließenden vertikale Gaszug sind
in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Da die im Bereich des Rückwandvorsprunges 3
befindlichen Seitenwandrohre
6 zur Berohrung der Unterseite des Rückwandvorsprunges 3 verwendet
sind und die Rückwandrohre 4 einen zweiten Gasdurchtritt 4 a im Rauchgaszug
5 bilden, bleiben die Seitenwände des Rauchgaszuges 5 über dem Rückwandvorsprung
3 frei von Rohren, ohne daß dadurch eine Verringerung der Heizfläche eintritt.
Auf diese Weise ist der über dem Rückwandvorsprung 3 angeordnete Überhitzer
10 bzw. 10 a von der Seite her leicht zugänglich und ausbaubar.
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Durch die Anordnung einer oder zweier Längstrommeln 18 bzw.
9, die mit Quersammlern 8 a, 8 b
bzw. 8 verbunden
sind, ist es möglich, je nach der Länge der Trommeln 18 bzw.
9 beliebig viele Quersammler 8 a, 8 b bzw.
8 und damit beliebig viele Verdampfungsheizflächen im waagerechten Gaszug
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anzuordnen, um damit die Kesselheizfläche den Erfordernissen anzupassen.
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Die Erfindung läßt sich auch auf Zweidruckkessel anwenden.