Dampferzeuger mit Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels Beim Röhrendampferz,euger
mit Zwangsdurchlauf des Arheitsmittelsentstehen die Hauptschwierigkeiten, wie zahlreiche
Betriebserfahrungen beweisen, durch den Salzgehalt dies zu verdampfenden Wassers.
Um sich das klar zumachen, muß man zunächst einmal die Verhältnisse betrachten,
die beim Trommelkessel, also dem Kessel mit natürlichem Umlauf. vorhanden sind.
In der Trommel ist ein bestimmter Wasserinhalt vorhanden, der von Hand oder selbsttätig
durch Speisewasserregler eingehalten wird. Das Speisewasser ist, selbst wenn @es
chemisch aufbereitet wird-o-der aus Verdampfern gewonnen wird, niemals ganz reiss,
son dern enthält gewisse chemische lösliche Verunreinigungen. Wenn derartiges Wasser
verdampft, so bleiben die Verunreinigungen (Salze) in dem nicht verdampften Wasser
zurück. Der Wasserinhalt des Kessels wird sich also langsam mit Salzbestandteilen
anreichern. Es entsteht eine im Laufe der Zeit immer stärker werdende Lauge, die
dann von Zeit zu Zeit oder auch fortlaufend abgelassen werden kann, um dadurch den
Kesselinhalt auf einer bestimmten Laugenkonzentration zu halten. Beim RöhrendampferzeugermitZwangdurchlauf
des Arbeitsmittels fehlt die -Trommel und damit die Möglichkeit der Selbstreinigung.
Der Verdampfungsvorgang verläuft vielmehr in der Weise, daß das Wasser durch eine
Pumpe an dem einen Rohrende in das System hineingedrückt wird und dieses als Dampf
am anderen kohrende verläßt. Ein flüssiger Kesselinhalt, der sich nach und nach
mit Lauge anreichern könnte und den man wie beim Trommielkessel ablassen könnte,
fehlt daher. Die Folge davon ist, daß sich in der Zone, in der die inneren Rohrwände
nicht mehr genügend von Wasser bespült werden, die Salze in Farm einer Kruste absetzen,
und zwar, wie Versuche zeigen, so, lange, bis der Dampf einen gewissen Überhitzungsgrad
erreicht hat. Solange die Wärmebelastung der Heizfläche, d. h. der Rohre, niedrig
ist, kann der Salzabsatz eine erhebliche Stärke erlangen, ohne daß die Rohre durch
Verbrennen gefährdet werden.Steam generator with forced flow of the working medium. When tubular steam ore, euger
the main difficulties arise with forced flow of the health remedy, as are numerous
Operating experience proves that the water to be evaporated due to the salt content.
To make this clear, one must first consider the circumstances
that of the drum kettle, i.e. the kettle with natural circulation. available.
There is a certain amount of water in the drum, which can be done manually or automatically
is adhered to by the feed water regulator. The feed water is, even if @es
is chemically processed-o-which is obtained from evaporators, never cracks completely,
but contains certain chemically soluble impurities. If such water
evaporates, the impurities (salts) remain in the non-evaporated water
return. The water content of the boiler will therefore slowly increase with salt components
enrich. The result is a lye that becomes stronger and stronger over time
can then be drained from time to time or continuously in order to thereby reduce the
To keep the contents of the boiler at a certain concentration of lye. For the tubular steam generator with forced flow
the work equipment lacks the drum and thus the possibility of self-cleaning.
The evaporation process is rather in such a way that the water through a
Pump at one end of the pipe is pressed into the system and this is as steam
leaves at the other end. A liquid kettle content that gradually changes
could be enriched with lye and drained like with the drum kettle,
therefore absent. The consequence of this is that it is in the zone in which the inner pipe walls
are no longer flushed with enough water, the salts settle in a crust farm,
as experiments show, until the steam has a certain degree of superheating
has reached. As long as the heat load on the heating surface, d. H. of pipes, low
is, the salt deposit can gain considerable strength without the pipes through
Risk of burning.
Gänzlich anders liegen die Verhältnisse dagegen bei den hohen Wärmebelastungen
der Heizfläche, wie sie z. B. bei neuzeitlichen Strahlungskesseln üblich sind. Bei
diesen führt schon eine verhältnismäßig geringe Salzablagerung zu einer Zerstörung
der Rohre. Da es nun ,aus den erwähnten Gründen nicht möglich ist, die unvermeidlichen
Verunreinigungen des Speisewassers aus diesen herauszubringen, so muß für Dampferzeuger
mit Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels und hochbelasteter Heizfläche ein anderer
Weg gesucht werden, um die Wirkungen der Salzablagerung unschädlich zu machen. Diese
Aufgabe entstand zunächst beim sog. Grenzdampferzeuger, d. h. dem bei mindestens
kritischem Druck und kritischer Temperatur arbeitenden Zwangstromkessel. Betriebserfahrungen
mit der zunächst verwendeten Kesselhauform zeigten, daß ein sicherer Dauerbetrieb
auf Schwierigkeiten stieß. Es gelang,
diese dadurch zu beseitigen,
da.ß die Umwandlungsz.one des Arbeitsmittels aus dem Strahlungsteil heraus in ein
milderes Temperaturgebiet verlegt wurde. Man hielt jedoch damals noch an der unbedingten
Auffassung. fest, daß für den Dauerbetrieb der Zwang# stromröhrendampferzeug@er,
der mit unterkritischem Druck arbeitet, unmöglich sei. Soweit man überhaupt an seine
Verwendtung denken konnte, war das Anwendungsgebiet auf intermittierend arbeitende
Anlagen für Fahrzeuge beschränkt, und zwar deshalb, weil bei jedesmaligem Abstellen
des Kessels die im Betrieb dampfberührte Heizfläche von.Flüssigkeit bespült wurde,
wodurch die schädlichen Salzansätze gelöst und aus dem Kessel entfernt wurden. Der
Dauerbetrieb dies Zwangstr:omkessels mit unterkritischem Druck wurde erst möglich,
nachdem gemäß der Erfindung eine Aufteilung der Heizfläche inbestimmterWeise vorgenommen
wurde. Ausgangspunkt war die für -denn Grenzdampferzeuger bereits bekannte Aufteilung
der Heizfläche in einen hochbelasteten und .m einen geringer belasteten Heizflächenteil.
Diese Aufteilung wird gemäß der Erfindung für die Zwecke des, bei unterkritischem
Druck arbeitenden Zwangstromdampferzeugers in der Weise nutzbar gemacht, daß in
dem hochbelasteten Teil, und zwar auf die Gesamterstreckung dieses Heizflächenteiles
berechnet, der Flüssigkeitsanteil des Arbeitsmittels überwiegt, während umgekehrt
im geringer belasteten Heizflächenteil der Dampfanteil den Flüssigkeitsanteil überwiegt.
Im . Gegensatz zum Grenzdampferzeuger, bei dem die gesamte Umwandlungszüne aus dem
hvchbelasteten Hieizflächenteil herausgezogen ist, wird bei der Aufteilung gemäß
der Erfindung ein Teil der Verdampfungsheizfläche im hochbelasteten Hleizflächenteil
belassen und nur der letzte Teil in das mildere Temperaturgebiet verlegt. Diese
Anordnung, die sich im vollen Umfange bewährt hat, bildet die Grundlage für einen
im Dauerbetrieb brauchbaren Zwangstromdampferzeuger für iuiterkritischen Druck.
Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zu dem Heizflächenteil geringerer Wärmebelastung
.auch noch den ersten Teil des überhitzers hinzuzunehmen, und zwar einmal deshalb,
weil schwach überhitzter Dampf ,auch noch Wasser enthalten kann, und zweitens deshalb,
um bei Änderungen der Belastung und der damit verbundenen Verschiebung der Verdampfungszone
innerhalb des Rohrsystems eine Art Sicher-- heitsstrecke einzuschalten, welche die
Verdampfungszone im Bereich der geringeren Wärmebelastung der Heizfläche hält.In contrast, the situation is completely different with the high thermal loads
the heating surface, as z. B. are common in modern radiation boilers. at
even a relatively small amount of salt deposition leads to destruction
of the pipes. Since it is not possible for the reasons mentioned, the inevitable
Bringing contaminants out of the feed water from these is a must for steam generators
with forced flow of the work medium and a highly loaded heating surface another
A way to be sought to neutralize the effects of salt deposition. These
The task was initially at the so-called limit steam generator, i. H. at least
critical pressure and critical temperature working forced flow boiler. Operating experience
with the boiler shape used initially showed that safe continuous operation
encountered difficulties. It succeeded
to eliminate them by
that the conversion zone of the working medium out of the radiation part into a
a milder temperature area was relocated. At that time, however, the unconditional approach was still adhered to
Opinion. established that the compulsory # stromröhrendampferzeug @ er,
who works with subcritical pressure is impossible. As far as you can think of his
Usage could think of, the area of application was on intermittent working
Systems for vehicles are limited, because every time they are parked
of the boiler, the heating surface that was in contact with steam during operation was flushed with liquid,
whereby the harmful salt deposits were dissolved and removed from the boiler. Of the
Continuous operation of this forced flow boiler with subcritical pressure was only possible
after having made a division of the heating surface in a certain way according to the invention
became. The starting point was the division already known for limit steam generators
the heating surface into a highly stressed and a less stressed part of the heating surface.
This division is made according to the invention for the purposes of, in the case of subcritical
Pressure working forced flow steam generator made usable in such a way that in
the highly stressed part, namely over the entire extension of this part of the heating surface
calculated, the liquid content of the working medium predominates, while vice versa
In the less stressed part of the heating surface, the steam portion outweighs the liquid portion.
In the . In contrast to the limit steam generator, in which the entire conversion fuel from the
The heavily loaded part of the heating surface is pulled out, is divided according to
According to the invention, part of the evaporation heating surface in the highly stressed heating surface part
and only the last part moved to the milder temperature area. These
Arrangement that has proven itself to the fullest forms the basis for one
For continuous operation usable forced current steam generator for iuiterkritischen pressure.
It has proven to be expedient to have a lower thermal load on the heating surface part
. also to add the first part of the superheater, for once,
because slightly superheated steam can also contain water, and secondly, therefore,
to change the load and the associated shift in the evaporation zone
to switch on a kind of safety line within the pipe system, which the
Keeps the evaporation zone in the area of the lower heat load on the heating surface.
Die Abbildung soll schematisch die Verhältni,sse zeigen, die sich
bei einem Dampferzeuger mit unterteilter Verdampfungsheiz-Fläche gemäß der Erfindung
ergeben. Es, sind zunächst drei grundsätzliche Zonen zu unterscheiden, nämlich die
Vonvärmungszone W, die Verdampfungszone V und die überhitzungsrisne Ü. 'In
der Vorwärmungszone W wird dem -.'%leitsmittel die fühlbare Wärme, in der
:'.Zone V die Verdampfungswärme und in der Zone Ü die Überhitzungswärme zugeführt.
Beim Eintritt in die Zone V besitzt das Arbeitsmittel i oo % Flüssigkeit und o olo
Dampf, beim Austritt dagegen ioo% Dampf (theoretisch) und o% Flüssigkeit. Die gefährliche
Zone ist durch den Bereich G angedeutet. Es ist dies die Zone, in welcher die Heizfläche
nicht mehr genügend von Wasser bespült wird, so daß mit der Salzablagerung gerechnet
werden muß. Diese Zone wird in an sich bekannter Weise der hohen Wärmebelastung
entzogen, und zwar dadurch, daß die Heizfläche V in die Abschnitte a und b unterteilt
wird. Der Heizflächenab.schnitt a arbeitet mit hoher, der Abschnitt b mit geringer
Wärmehelastung. Gemäß der Erfindung überwiegt dabei, über die Gesamterstreckung
a gerechnet, der Flüssigkeitsanteil des Arbeitsmittels, über die Zone b gerechnet,
der Dampfanteil. Die Gefahrenzone G umfaßt, wie die Abbildung erkennen läßt, nicht
nur den Heizflächenteil b der Verdampfungszone V, sondern auch noch
den Heizflächenteil c des Überhitzers. Wie groß im einzelnen das Verhältnis
b :a zu gestalten ist, hängt von den Bedingungen ab, unter denen der Kessel
arbeiten soll. Nach den. bisherigen Erfahrungen kann man die Trennung der Heizfläche
in Richtung der fortschreitenden Verdampfung bis zu etwa io% relative Flüssigkeit
(Streckee) verschieben. Wie weit @es möglich ist, die Trennung der Heizfläche noch
mehr nach der Dampfseite zu zu verschieben, wird im Einzelfall zu entscheiden sein,
ebenso wie :eine Vergchiebung nach der Seite der Flüssigkeit zu, die insbesondere
dann zweckmäßig sein wird, wenn man mit weitgehenden Verschiebungen der Verdampfungszone
innerhalb der Gesamtheizfläche, z. B. infolge von Belastungsänderungen oder von
Änderungen der Spei@sewassertemperatur oder Änderungen in der Feuerung zu rechnen
hat. Ebenso wird sich der Anteile der überhitzerheizfläche, die in dem Bereich geringerer
Wärmebelastung anzuordnen isst, aus. den gleichen Gründen be-
stimmen lassen.The figure is intended to schematically show the relationships that result in a steam generator with a subdivided evaporation heating surface according to the invention. There are three basic zones to be distinguished, namely the heating zone W, the evaporation zone V and the overheating cracks Ü. 'In the preheating zone W , the conductive medium is supplied with the sensible heat, in the:'. Zone V the evaporation heat and in the zone Ü the superheating heat. When entering zone V, the working medium has 100% liquid and 100% vapor, while exiting it has 100% steam (theoretical) and 0% liquid. The dangerous zone is indicated by area G. This is the zone in which the heating surface is no longer sufficiently rinsed with water, so that salt deposits must be expected. This zone is withdrawn from the high thermal load in a manner known per se, namely by dividing the heating surface V into sections a and b. The heating surface section a works with high, section b with low heat load. According to the invention, calculated over the total extension a, the proportion of liquid in the working medium, calculated over the zone b, outweighs the vapor content. As the figure shows, the danger zone G comprises not only the heating surface part b of the evaporation zone V, but also the heating surface part c of the superheater. How large the ratio b: a is to be designed in detail depends on the conditions under which the boiler is to work. After the. Experience up to now can shift the separation of the heating surface in the direction of progressive evaporation up to about 10% relative liquid (Streckee). How far it is possible to shift the separation of the heating surface even more towards the steam side will have to be decided in each individual case, as well as: shifting towards the liquid side, which will be particularly useful if one is dealing with extensive Shifts in the evaporation zone within the total heating surface, e.g. B. as a result of changes in load or changes in the feed water temperature or changes in the furnace. Likewise, the proportion of the superheater heating surface that has to be arranged in the area of lower heat load will be used up. let the same reasons Working agree.