DE3317162A1 - Gasbeheizter oder oelbeheizter kessel zur warmwasser-, heisswasser- oder dampferzeugung - Google Patents

Description

Mihaly Juhasz 2314 DE

Központi^Valto- es Hitelbank Rt.
Innovacios Alap

Gasbeheizter oder ölbeheizter Kessel zur Warmwasser-, Heißwasser- oder Dampferzeugung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten oder öl-(kerosin-)beheizten Kessel für warmes Wasser, heißes Wasser oder zur Dampferzeugung, der - bei Auslegung und Ausbildung in unterschiedlichen Größen Heizanforderungen in allen Anwendungsbereichen erfüllen kann, d.h. Heizanforderungen von Haushalten und auch von öffentlichen und industriellen Nutzern.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Kessel mit einem im wesentlichen horizontalen zylindrischen Verbrennungsraum, der von einem aus einer Mehrzahl von ringförmigen Ringröhren bestehenden Feuerungsrohr begrenzt und umgeben ist, wobei die ringförmigen Ringröhren, die zur Führung eines geeigneten Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, aneinandergereiht angeordnet sind, mittels ringförmiger Abstandsbänder (Abstandsstege) zusammengehalten werden. Sämtliche Ringröhren sind sowohl mit einer unterhalb des Verbrennungsraums gelegenen Verteilerkammer als auch mit einer oberhalb des horizontalen Verbrennungsraums gelegenen Sammlerkammer verbunden. Am vorderen Ende des Verbrennungsraums kann eine bekannte Beheizungsvorrichtung, d.h. ein Gas-Brenner oder ein Öl-(Kerosin-)Brenner angeordnet sein, der eine Flamme aufweist, deren Achse sich im wesentlichen in einer geraden Linie mit der Achse des zylindrischen Verbrennungsraumes befindet.

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Für den oben erwähnten Zweck sind zwei Grundtypen von Kesselkonstruktionen gebräuchlich. Der erste Grundtyp wird häufig als Horizontaltrommel-Kesselsystem bezeichnet. Der Leistungsbereich solcher Horizontaltrommel-Kessei ist im wesentlichen durch die mechanischen Festigkeitswerte begrenzt. Für Hochleistungskessel sind daher Kessel des zweiten Grundtyps, die als "stud-tube wall boiler" bezeichnet werden, häufiger in Gebrauch«

TO Bekannte Horizontaltrommel-Kessel haben lachteile, die in den meisten Fällen die Vorteile überwiegen. Ihre hauptsächlichen mechanischen und wärmetechnischen Machteile sollen im folgenden angeführt werden:

Der Wasserraum ist umgeben von einer doppelten Ummantelung mit merklich großen Abmessungen, wobei die doppelte Ummantelung aus zylindrischen Kesselschüssen, schalenförmig gewölbten Bodenplatten und im wesentlichen ebenen Scheiben als Wandteilungen bzw. Wandteilen bestehen.

Eine Erhöhung des inneren Überdrucks und eine erhöhte Leistungsfähigkeit kann nur bei Benutzung merklich dicker Wände erreicht und beibehalten werden. Es ist bekannt, daß die benötigte Wandstärke bei zylindrischen Kessel-Schüssen linear mit dem Durchmesser und dem internen Druck ansteigt, und daß sich ein progressiverer Anstieg bei ebenen Wandteilungen bzw. Wandteilen ergibt, wodurch die Möglichkeiten einer Anhebung der Leistungsfähigkeit begrenzt sind.

Erhöhte Wandstärken bedeuten einen niedrigeren Wärmeübertragungskoeffizienten; daher wird die Oberflächentemperatur der erhitzten Wandoberflächen wesentlich höher sein.

Eine Herabsetzung der Wärmeübergangskennwerte und erhöhte

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Oberflächentemperaturen führen zu kürzerer Lebensdauer bzw. Standzeit.

Es gibt eine ungleiche und instabile Verteilung der thermischen Belastung an der Verbrennungsraumoberfläche entlang der Achse der Brennerflamme, wodurch bestimmte Oberflächenbereiche überhitzt werden, während andere unterhalb der optimalen thermischen Belastung bleiben.

Wegen der oben erwähnten hohen Wandstärke ist der spezifische Baumaterialverbrauch bezogen auf die Kesselkapazität relativ hoch, und daher liegt der Materialnutzen weit unter optimalen Werten, was hohe Investitionskosten und auch Nachteile technischer bzw. technologischer Art mit sich bringt.

Die Zirkulation des Wärmeträgers ist nicht abgestimmt mit der thermischen Belastung. Es gibt eine geschichtete Strömung des den Verbrennungsraum verlassenden und in den Konvektionserhitzer eintretenden Rauchgases. Daher ist die Temperatur des Rauchgases in bestimmten Bereichen der Anlage höher als erlaubt, während in anderen Bereichen die Temperatur unter den erlaubten Werten liegt, was höhere Wärmeverluste bzw. erhöhte Korrosion mit sich bringt.

Nachteile hinsichtlich der mechanischen Festigkeit resultieren aus der Bauart selbst. Die Verbrennungsumstande wie die ungleichmäßige thermische Belastung des Verbrennungsraums sind teilweise eine Folge der Eigenschaften und Kennwerte der Ofenanlage; sie sind jedoch auch abhängig vom verwendeten Brennertyp. Ähnliche Beziehungen bestehen auch hinsichtlich der Wärmeverluste bzw. -ableitung .

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Verbesserte, erst in den letzten paar Jahren entwickelte Meßtechniken haben den Zugang zu einer genaueren Bestimmung der Energieverteilung der Wärmestrahlung innerhalb des Verbrennungsraums eröffnet. Demgegenüber konnte die ungleiche thermische Belastung der erhitzten Oberflächen früher nicht gemessen werden. Dies ist der Grund dafür, daß bei Kesseln konventioneller Bauart eine angemessene Nutzung der Wärmestrahlungsenergie nicht mit genügender Sorgfalt betrieben werden konnte, und daher ist dieses Problem in bekannten Kesseln der besagten Art noch nicht gelöst. Die jetzt weitverbreitete Anwendung von Meßmethoden und -instrumenten, die im Infrarotbereich arbeiten, hat den Weg zu einer tiefergehenden Analyse der Wärmeverteilung innerhalb des Verbrennungsraums und zu einer industriellen Nutzung der gewonnenen Ergebnisse eröffnet.

Es wurde festgestellt, daß man KesseZkonstruktionen mit optimalen sowohl Verbrennungs- als auch Heizungsdaten nur unter Verwendung eines Verbrennungsraums mit wechselndem, veränderlichem, ungleichförmigem Querschnitt senkrecht zur Achse der Brennerflamme ausbilden kann. Der Durchmesser des Querschnitts soll der Änderung der Wärmestrahlung längs der Flammenachse entsprechen. Auf der Grundlage dieses Prinzips wurden Kessel mit wirklich optimalen wärraetechnischen und Lebensdauer-Eigenschaften ausgebildet. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß mit den vorstehend genannten neuen Konstruktionen Nachteile im Bereich der Herstellung erwachsen. Während bei diesen Kesseln aufgrund ihres sich ändernden, ungleichförmigen Querschnitts eine im wesentlichen gleiche thermische Belastung aller Heizflächen erzielt wird, beklagen die konventionelle Techniken, Vorrichtungen und Fertigungswerkzeuge verwendenden Hersteller sehr, daß ein Wechsel und eine Erneuerung ihrerganzen Technologie und Vorrichtungen viel zu kompli-

y~>i ziert und teuer wären.

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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Horizontaltrommel-Kessel mit zumindest gleich optimalen Verbrennungs- und Heizungseigenschaften anzugeben, wie sie in neuerer Zeit entwickelte bekannte Kessel mit ungleichförmigem Verbrennungsraum querschnitt aufweisen, der zugleich frei von den oben erwähnten Nachteilen der bekannten Konstruktionen ist.

Eine andere, speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine neue verbesserte Struktur eines Horizontaltrommel-Kessels mit gleichmäßigem kreisförmigem Querschnitt des Verbrennungsraums anzugeben, bei der dennoch eine im wesentlichen gleiche spezifische thermische Belastung der erhitzten Oberflächen längs der Flammenachse erhalten und beibehalten wird.

Die oben erwähnten und andere Vorteile werden mit der vorliegenden Erfindung erzielt durch einen neuen verbesserten gas-beheizten oder Öl-(kerosin-)beheizten Kessel zur Erzeugung von warmem Wasser, heißem Wasser oder Dampf mit einem im wesentlichen horizontalen zylindrischen Verbrennungsraum, der von einem aus einer Mehrzahl von ringförmigen Ringröhren bestehenden Feuerungsrohr begrenzt und umgeben ist, wobei die ringförmigen Ringröhren, die zur Führung eines geeigneten Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, aneinandergereiht angeordnet sind, mittels ringförmiger Abstandsbänder (Abstandsstege) zusammengehalten werden und jeweils sowohl mit einer unterhalb des Verbrennungsraums gelegenen Verteilerkammer als auch mit einer oberhalb des Verbrennungsraums gelegenen Sammlerkammer verbunden sind, wobei erfindungsgemäß zumindest einige der ringförmigen Ringröhren unterschiedliche innere Querschnitte aufweisen und/oder mit unterschiedlichen, ungleichen Teilungsabständen voneinander entlang der Achse des genannten zylindrischen Verbrennungsraums aufeinanderfolgend angeordnet sind.

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Dabei können in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die inneren Querschnitte der ein den Verbrennungsraum umschließendes , im wesentlichen zylindrisches Feuerungsrohr bildenden ringförmigen Ringröhren und/oder deren Teilungsabstände Abmessungen aufweisen, die sich mit den effektiven Werten der Wärmestrahlung oder der Wärmeflußdich te längs der Achse des zylindrischen Verbrennungsraums linear ändern,· wobei diese Achse im wesentlichen in einer geraden Linie mit der Achse der Brennerflamme des vorgesehenen Gas- oder Kerosinbrenners liegt.

Nachdem sowohl Funktionssicherheit als auch Betriebszuverlässigkeit zusammen mit langer Standzeit erfordern, daß keine der eingebauten Heizflächen überhitzt oder unterhitzt wird, ist anstelle eines Verbrennungsraums mit ungleichförmigem zylindrischen Querschnitt ein im wesentlichen zylindrisches Feuerungsrohr vorgesehen, das aus ringförmigen Ringröhren mit zumindest teilweise ungleichförmigen inneren Querschnitten für die Wärmeträgerzirkulation und dazwischenliegenden, ringförmigen Abstandsbändern (Abstandsstegen) mit zumindest teilweise ungleichförmiger Breite besteht. So wird der Fluß des umlaufenden Wärmeträgers mit der thermischen Belastung abgestimmt, die längs der Achse des Verbrennungsraums, d.h. längs der Achse der Brennerflamme, ungleich verteilt ist. In Bereichen höherer Wärmebelastung sind Ringröhren mit vergrößertem inneren Querschnitt, d.h. mit vergrößertem Strömungsdurchmesser für den Wärmeträger, bei zugleich schmaleren Abstandsbändern dazwischen vorgesehen. So kann der mittlere Zylinderdurchmesser des den Verbrennungsraum bildenden Feuerungsrohrs auf einem konstanten Wert gehalten werden, während in Bereichen intensiven Wärmeübergangs zugleich ein gleich intensiver Wärmetransport durch verstärkte Zirkulation vorgesehen ist.

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Der Kessel gemäß der Erfindung ist leicht herzustellen; Nachteile der mit vorbekannten Konstruktionen verbundenen Art werden völlig eliminiert. Ein anderer vorteilhafter Aspekt des betrachteten Kessels liegt darin, daß alle seine überdruckbelasteten Bestandteile Röhren sind. Der Vorteil liegt dabei darin, daß Röhren relativ geringer Wandstärke genügen, um den in der Praxis zulässigen Überdrücken zu widerstehen. Die Leistungsfähigkeit kann erhöht werden, weil dies nur eine sehr geringe Erhöhung der Röhrenwandstärke erfordert. Ein Feuerungsrohr, das aus dünnwandigen ringförmigen Ringröhren besteht, die durch dazwischenliegende geschweißte ringförmige Bänder zusammengehalten werden, ermöglicht einen verbesserten, sehr intensiven Wärmeübergang. Dabei ist eine gleiche Teraperatür aller Heizflächen vorgesehen, die diejenige des Wärmeträgers nur leicht übersteigt. Dies führt zu höherer Funktionssicherheit und erhöhter Standzeit. Außerdem sind spezifischer Baumaterialverbrauch, Gewicht und Größe des Kessels gemäß der Erfindung bezogen auf dessen Leistungsfähigkeit sehr günstig.

Wie schon vorher erwähnt wurde, hat die Erfahrung mit bekannten Kesseln des Horizontaltrommel-Typs gezeigt, daß Rauchgase unterschiedlicher Temperatur ein geschichtetes Strömungsbild mit parallel übereinanderliegenden Schichten aufweist, die nicht dazu neigen, sich miteinander zu vermischen. Dies kann Nachteile mit sich bringen wie frühere Korrosion usw. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, ein Einschnürungsglied am rückläufigen Ende des Verbrennungsraums vorzusehen, vorzugsweise durch Verwendung einer letzten Ringröhre mit abgeplattetem ovalem Querschnitt in dem den Verbrennungsraum bildenden Feuerungsrohr, auf die eine Uralenkkammer mit im wesentlichen U-fÖrmigera Querschnitt zur Ableitung des Rauchgasstroms auf einen Winkel von etwa 90° gegen-

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über der horizontalen Achse des Verbrennungsraums folgt. Hierdurch wird bewirkt, daß der Rauchgasstrom einen konvektiven Erhitzer passiert, der im Rauchgasstrompfad hinter der 90 -Ablenkung angeordnet ist. Die geschichtete Rauchgasströraung wird dabei merklich vermischt; daher wird der konvektive Erhitzer mit einem von nennenswerten Temperaturdifferenzen freien Rauchgasstrom mit fast gleichmäßig verteiltem Wärmegehalt gespeist. Bei Verwendung eines zweckmäßig eingestellten Brenners haben die den konvektiven Erhitzer verlassenden Rauchgase eine Temperatur, die oberhalb des Taupunktes und bei einem zulässigen Wert liegt. Dies sind Grundbedingungen sowohl für minimale Korrosionsneigung als auch für hohe Wärmeausnutzung.

Die oben erwähnten Erfordernisse sind auch in hohem Maße abhängig von der Temperatur einerseits des Wärraeträgers und andererseits der im Rauchgasweg angeordneten Oberflächen. Daher ist in Ausführungsbeispielen eines Kessels gemäß der vorliegenden Erfindung, in denen warmes oder heißes Wasser mittels eines Wärmeträgers mit Temperaturen unter 100° C in der Rück laufleitung erzeugt wird, eine Umlenkkaramer mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt vorgesehen, die an ihrem oberen Ende offen ist. Außerdem ist der konvektive Erhitzer in der Bahn des Rauchgasstromes so angeordnet, daß er sich zwischen Kreuzstromkaramern befindet, die zunächst in Serie mit (Wasser-)Röhren des konvektiven Erhitzers und dann mit der Sammlerkammer verbunden sind . Auf diese Weise bestreichen die Rauchgase keine Oberflächen mit signifikant niedrigerer Temperatur, wodurch die Möglichkeit, den Taupunkt zu erreichen', und damit die Korrosionsneigung weitgehend eliminiert sind.

In Ausführungsbeispielen hinwiederum, die für die Erzeugung von heißem Wasser oder Dampf ausgelegt sind und in

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denen die in der Rück laufleitung gemessene Temperatur des Wärmeträgers über 100° C beträgt, ist gemäß weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Umlenkkammer mit U-förmigem Querschnitt vorgesehen, die an ihrer unteren Seite offen ist, und es ist ein konvektiver Erhitzer im Rauchgasstromweg unterhalb von Kreuzstromkammern vorgesehen, die mit der unten liegenden Verteilerkammer verbunden sind.

In bevorzugten Ausführungsbeispielen eines Kessels gemäß der Erfindung, die für eine Dampferzeugung bei Wärmeträ-. gertemperaturen über 120° C, gemessen in der Rücklaufleitung, ausgelegt sind, kann die Struktur ähnlich der oben beschriebenen sein; jedoch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen zusätzlichen Speisewasserwärmer hinter dem konvektiven Erhitzer im Rauchgasstromweg vorzusehen, wobei dieser Speisewasserwärmer vorzugsweise mit dem Wasserraum einer Kesseltrommel verbunden sein sollte.

Die Erfindung wird nun noch mehr detailliert und in Einzelheiten gehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der neuen Kesse!struktur unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine horizontale Längs-Schnittansicht eines für

eine Warmwassererzeugung vorgesehenen Kessels gemäß der Erfindung ;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den gleichen Kessel entlang der Linie A-A in Fig. 1, und Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den gleichen Kessel

entlang der Linie B-B in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine horizontale Längs-Schnittansicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines der Dampferzeugung dienenden Kessels gemäß der Erfindung, und

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Fig, 5 zeigt einen Querschnitt durch den gleichen Kessel längs der Linie C-C in Fig. 4, wobei außerdem scheraatisch eine Kesseltrommel gezeigt ist.

Wie in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt wird, weist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines für die Warrawassererzeugüng vorgesehenen Kessels gemäß der Erfindung ein Feuerungsrohr 1 auf, das einen horizontalen, im wesentlichen zylindrischen Verbrennungsraum einschließt. Das Feuerungsrohr 1 besteht aus einer Mehrzahl von aufeinanderfolgend angeordneten ringförmigen Ringröhren 2, die durch ringförmige Distanzbänder 3 zusammengehalten werden. Die Innendurchmesser und damit die inneren Querschnitte der einzelnen Ringröhren 2 und ebenso die Breite der ringförmigen Abstandsstege 3r d.h. die Teilungsabstände zwischen benachbarten Ringröhren 2 sind, entlang der Achse des Feuerungsrohrs 1 gemessen, zumindest teilweise unterschiedlich. Die genannten Querschnitte und/oder Teilungsabstände variieren dabei in Abhängigkeit von und im Einklang mit den erwarteten Werten der Wärmestrahlung und/ oder der Wärmeflußdichte; beide Werte verändern sich entlang der Achse der Brennerflamme, die im wesentlichen in der gleichen Richtung verläuft wie die Achse des Feuerungsrohrs 1. Das vordere Ende des Feuerungsrohrs 1 ist mit einer Fronttür 4 versehen, die, mit einem ringförmigen Flansch 5 versehen, zugleich eine Stütze für einen gasbetriebenen oder öl- bzw. kerosinbetriebenen Brenner bildet. Am rückwärtigen Ende des Feuerungsrohrs 1 ist ein Einschnürungsglied β angeordnet, das vorzugsweise aus einer Ringröhre durch Abplatten gemacht ist, so daß es einen im wesentlichen ovalen Querschnitt aufweist. Wie leicht einzusehen ist, können in anderen Ausführungsbeispielen auch Einschnürungsglieder 6 vorgesehen sein, die aus einer Mehrzahl von Ringröhren 2 mit einem gegenüber dem Durchmesser des Feuerungsrohres 1, d.h. der Ringröh-

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ren 2 verringerten Durchmesser bestehen . Auf das Einschnürungsglied 6 folgt dann eine Umlenkkararn er 7 mit im wesentlichen U-fÖrmigem Querschnitt, die als Mischkammer für den geschichteten Abgasstrom dient, indem sie dessen Meg um einen Winkel von etwa 90 gegenüber der horizontalen Achse des Feuerungsrohrs 1 nach oben ablenkt. Die Umlenkkammer 7 besteht aus U-förmigen Wasserröhren 8, die durch Blechstreifen zusammengehalten werden. Ihre dem Einschnürungsglied 6 gegenüberliegende geschlossene Stirn fläche ist mit einer Tür 9 für Reinigungszwecke und, falls erforderlich, auch für Inspektionszwecke versehen.

Die Ringröhren 2 des Feuerungsraums sind über Rohransätze 10 mit einer unterhalb des Feuerungsraums 1 angeordneten Verteilerkammer 11 und außerdem über Rohransätze 17 mit einer oberhalb des Feuerungsrohrs 1 gelegenen Sammlerkammer 18 verbunden. Die Saramlerkammer 18 ist mit dem Bodenteil 12a einer vorderen Kreuzstromkamraer 12 verbunden, die aus zwei übereinander angeordneten Teilen besteht; diese vordere Kreuzstromkammer 12 ist über horizontal angeordnete Verbindungsröhren 13 mit einer hinteren Kreuzstromkamraer 14 verbunden, die ebenfalls aus zwei, nunmehr aber miteinander verbundenen Teilen besteht. Die das Einschnürungsglied β bildende(n) ringförmige(n) Röhre(n) ist (sind) ebenfalls mit dem Unterteil 12a der Kreuzstromkammer 12 verbunden, während die beiden aufwärts verlaufenden Schenkel aller U-förraigen Wasserröhren 8 - mit Ausnahme der letzten - mit den Verbindungsröhren 13 verbunden sind. Die beiden Schenkel der letzten Wasserröhre 8 sind direkt mit dem Bodenteil 14a der hinteren Kreuzstromkammer 14 verbunden. Die oberen Teile 14b und 12b der Kreuzstromkammern 14 und 12 sind untereinander durch mit Flanschen versehene Wasserröhren 15 verbunden, deren Anordnung einen konvektiven Erhitzer 16 zur Nutzung der im Abgasstrom enthaltenen Restwärme bildet. Nachdem die

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Temperatur des gerade von der Sammlerkammer 18 kommenden und durch die im konvektiven Erhitzer 16 vorgesehenen Röhren und Führungen fließenden Wärmeträgers nahe bei dem höchsten im ganzen System zu messenden Temperaturwert liegt, können die Verbrennungsgase nicht unter den Taupunkt abkühlen (was leichte und schnelle Korrosion verursachen würde). Bei Wasserröhren 15 größeren Durchmessers, insbesondere bei Hochleistungskesseln, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, keine Flansche vorzusehen.

Das im Kessel bereits erhitzte Wasser verläßt den oberen Teil 12b der vorderen Kreuzstromkaramer 12 über einen Stut zen 19 zur weiteren Mutzung, während die Verbrennungsgase das beschriebene System nach Passieren des konvektiven Er hitzers 16 durch den Abgasstutzen 20 verlassen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kessels gemäß der Erfindung. Dieses AusfUhrungsbeispiel ist besonders für die Dampferzeugung gestaltet und ausgelegt. Seine wesentliche Struktur ist jedoch durchaus ähnlich derjenigen des oben bereits anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Einander in ihrer Funktion entsprechende Teile sind daher auch in Fig. 1 bis 3 einerseits und Fig. 4 und 5 andererseits mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß die obigen Erläuterungen zu den einzelnen Teilen des in Fig. 1 bis 3 skizzierten Kessels in entsprechender Weise auch für die jeweils entsprechenden Teile des in Fig. 4 und 5 skizzierten Ausführungsbeispiels gelten und daher nicht wiederholt zu werden brauchen.

Ein Unterschied liegt darin, daß der Kessel zur Dampferzeugung mit einer Kesseltromrael 21 versehen ist. Ein zwei ter Unterschied, ist darin zu sehen, daß die Umlenkkaramer 7 des jetzt betrachteten Kessels gemäß Fig. 4 und 5 so

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angeordnet ist, daß ihr U-förraiger Querschnitt um 180° gedreht ist, so daß ihr offener Teil unten liegt. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei Dampfkesseln die Abgase wesentlich heißer sind als bei Kesseln zur Warmwassererzeugung. Daher sollten sie mit einem Wärmeträger niedrigerer Temperatur in Berührung kommen, um einen besseren Wirkungsgrad zu erzielen und die Wärmeverluste zu minimieren. Die vordere Kreuzstromkararaer 12 ist daher mit der Verteilerkamraer 11 verbunden, und die Kreuzstromkammer 14 ist zusammen mit den beiden Verbindungsröhren 13 unten angeordnet. Die Kreuzstromkamraern 12 und 14 sind beide einteilige Kammern, jedoch ohne mit dem konvektiven Erhitzer 16 verbunden zu sein, der hinter ihnen, besser gesagt unter ihnen, angeordnet ist. Der konvektive Erhitzer 16 ist stattdessen, über Rück laufleitungen 22 und Zulaufleitungen 23, mit der Kesseltrommel 21 verbunden, die ihrerseits mit der Sammlerkammer 18 über eine Zulaufleitung 25 und mit der Verteilerkammer 11 über eine Rücklaufleitung 24 in Verbindung steht. Als Bestandteil des hier betrachteten Dampfkessels weist der Konvektionserhitzer 16 Röhren auf, die bezüglich der (horizontalen) Achse des Feuerungsrohres 1 unter einem Winkel von mindestens 15° geneigt sind.

Um den Restwärmegehalt der Abgase zu nutzen, ist ein Speisewasservorwärmer ähnlicher Struktur wie der konvektive Erhitzer 16 unterhalb des letzteren angeordnet. Das Wasser wird von einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Speisewasserreservoir her mittels einer Pumpe dem Speisewasservorwärmer zugeführt. Von hier aus wird das vorgewärmte Speisewasser in den Wasserraum der Boilertrommel 21 durch eine ein perforiertes Ende aufweisende Rohrleitung geführt, die mit dem unteren Teil der Kesseltrommel 21 verbunden ist.

	-fr'	3317162
	chen in den Zeichnungen	2314 DE
Liste von Bezugszei	1
Feuerungsrohr	2
Ringröhre	3
Abstandsband	.4
Tür	5
Flansch	6
Einschnürungsglied	7
Umlenkkammer	8
Wasserrohre	9
Tür	10
Rohrstutzen	11
Verteil erkamm er	12
Kreuzstronrkanjmer	12a, 12b 13
1'ΘΧΙ Verbindungsröhre	14
Kreuzstro mkamm er	14a, 14b
Teil	15
Wasserrohre	16
Konvek tio ns erhi tz er	17
Rohrstutzen	18
Sammlerkaminer	19
Stutzen	20
Abgasstutzen	21
Kesseltrommel	22, 24
Rücklauf1 eitung	23, 25
Z ul auf leitung

Claims (10)

1. .B ß I

   Λ 2314 DE

   Patentansprüche

   /1.λ Gasbeheizter oder öl- bzw. kerosinbeheizter Kessel rür Warmwasser-, Heißwasser- oder_ Dampferzeugung mit einem im wesentlichen horizontalen, zylindrischen Verbrennungsraum, der von einem aus einer Mehrzahl von ringförmigen Ringröhren (2) bestehenden Feuerungsrohr (1) begrenzt und umgeben ist, wobei die ringförmigen Ringröhren (2), die zur Führung eines geeigneten Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, aneinandergereiht angeordnet sind, mittels ringförmiger Abstandsbänder (3) zusammengehalten werden und jeweils sowohl mit einer unterhalb des Verbrennungsraums gelegenen Verteilerkammer (11) als auch mit einer oberhalb des Verbrennungsraums gelegenen Sammlerkammer (18) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der ringförmigen Ringröhren (2) unterschiedliche innere Querschnitte haben und/oder mit unterschiedlichen, ungleichen Teilungsabstanden zueinander längs der Achse des zylindrischen Verbrennungsraums aufeinanderfolgend angeordnet sind.
2. 2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten inneren Querschnitte der ringförmigen Ringröhren (2) und/oder die Teilungsabstände zwischen diesen sich mit den effektiven Werten der Wärmestrahlung oder der Wärmeflußdichte längs der Achse des zylindrischen Verbrennungsraums linear· ändernde Abmessungen aufweisen.
3. 3· Kessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte, den Verbrennungsraum umgebende Feuerungsrohr (1) ein an seinem rückwärtigen Ende angeordnetes Einschnürungsglied (6) aufweist, an das sich eine Umlenkkammer (7) zur Umlenkung der Hauptrichtung des Rauchgasflusses auf einen Winkel von im wesentlichen 90° bezogen auf die Achse des zylindrischen Verbrennungsraumes

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   - 45 -

   anschließt, die einen im wesentlichen U-förmigen, durch U-förmige Röhren (8) gegebenen Querschnitt aufweist, wobei die genannten Röhren (8) jeweils mit horizontal angeordneten, zwischen Kreuzstromkammern (12, 14) liegenden Verbindungsröhren (13) verbunden sind, und daß der Kessel außerdem einen aus einer Mehrzahl von parallelen Röhren (15) bestehenden Konvektionserhitzer (16) in der Bahn des umgelenkten Rauchgasstromes' aufweist.
4. 4. Kessel nach Anspruch 3 zur Erzeugung warmen oder heißen Wassers, wobei die in einer Rücklaufleitung gemessene Temperatur des Wärmeträgers den Wert von 100° C nicht übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkammer (7) im wesentlichen U-förmigen Querschnitts in ihrem oberen Bereich offen ist und daß der Kessel außerdem einen Konvektionserhitzer (16) mit Röhren (15) aufweist, die in Serie mit Kreuzstromkammern (12, 14) verbunden sind, die ihrerseits mit der Sammlerkammer (18) verbunden sind, wobei der Konvektionserhitzer (16) in der Bahn des Rauchgasstroms inzwischen den Kreuzstromkammern (12, 14) angeordnet ist.
5. 5. Kessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Röhren (15) des Konvektionserhitzers (16) parallel zur Achse des zylindrischen Verbrennungsraums angeordnet sind.
6. 6. Kessel nach Anspruch 3 für heißes Wasser oder zur Dampferzeugung, wobei die in einer Rücklaufleitung gemessene Temperatur des Wärmeträgers einen Wert von mindestens 100° G aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er eine unten offene Uralenkkammer (7) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweist und daß der Kessel außerdem einen Konvektionserhitzer (16) aufweist, der unterhalb von mit der Verteilerkammer (11) verbundenen Kreuz-

   I ft

   2314 DE

   stromkammern (12, 14) in der Bahn des Rauchgasstromes an-• geordnet ist, wobei der Konvektionserhitzer (16) eine separate, in .Serie mit einer Kesseltrommel (21) verbundene Wärraeträgerzirkulation aufweist.
   5
7. 7. Kessel nach Anspruch 6 zur Dampferzeugung, wobei die in einer Rück laufleitung gemessene Temperatur des Wärmeträgers einen Wert von mindestens 120° C aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er einen auf den Konvektionserhitzer

   (16) in der Rauchgasstrombahn folgenden zusätzlichen Speisewasservorwärmer aufweist, der mit dem Wasserraum der Kesseltrommel (21) verbunden ist.
8. 8. Kessel nach einem der Ansprüche 3 bis 7', dadurch qekennzeichnet, daß der Konvektionserhitzer (16) Röhren

   (15) aufweist, die schräg, im wesentlichen unter einem Winkel von zumindest 15° zur Achse des zylindrischen Verbrennungsraums angeordnet sind.
9. 9. Kessel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kesseltrommel (21) einen über eine Rück laufleitung (22, 24) mit der Verteilerkammer (11) verbundenen Wasserraum sowie einen darüberliegenden Dampfraum aufweist, der über eine Zulaufleitung (23, 25) an die Sanrailerkammer (18) angeschlossen ist.
10. 10. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschnürungsglied (6) am hinteren Ende des Verbrennungsräume vorgesehen ist, das wenigstens aus einer Ringröhre mit abgeplattetem ovalem Querschnitt besteht und für den Rauchgasstrom den Eingang in die (Jmlenkkammer (7) bildet.