DE689484C - Durch einen Waermetraeger mittelbar beheizter Dampferzeuger - Google Patents

Durch einen Waermetraeger mittelbar beheizter Dampferzeuger

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DE689484C
DE689484C DE1937SC114597 DESC114597D DE689484C DE 689484 C DE689484 C DE 689484C DE 1937SC114597 DE1937SC114597 DE 1937SC114597 DE SC114597 D DESC114597 D DE SC114597D DE 689484 C DE689484 C DE 689484C
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DE
Germany
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drum
evaporation
heating
steam generator
heating drum
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Expired
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DE1937SC114597
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English (en)
Inventor
Heinrich Peperkorn
Hans Trede
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Schmidtsche Heissdampf GmbH
Original Assignee
Schmidtsche Heissdampf GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/08Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being steam
    • F22B1/12Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being steam produced by an indirect cyclic process
    • F22B1/126Steam generators of the Schmidt-Hartmann type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Durch einen Wärmeträjzer mittelbar beheizter DamDTerzeüszer Die Erfindung bezieht sich auf einen durch einen Wärmeträger mittelbar beheizten Dampferzeuger o. dgl. mit einer äußeren Verdampfungstrommel für die zu verdampfende Flüssigkeit und einer inneren Heiztrommel für den Wärmeträger, die im wesentlichen gleichachsig zueinander auf gleicher Höhe liegend angeordnet sind. Die Erfindung besteht darin, daß das eine Ende der #EIeiztrommel aus derStirnseite derVerdampfungstrommel herausragt, mit der Verdampfungstrommel fest verbunden ist und die Enden der Zu- und Ableitungsrohre für den Wärmeträger aufnimmt, während in der inneren Stirnwand am anderen Ende der Heiztrommel die Ein- und Austrittsenden der in die Heiztrommel hineinragenden, mit Umkehrstellen versehenen Verdampfungsrohre befestigt sind. Es ist ein mittelbar beheizter Dampferzeuger bekannt, bei dem die Heiztrommel vollkommen innerhalb der Verdampfungstrommel liegt. Hierbei müssen die Zu- und Ableitungen für den Wärmeträger durch die Wand der äußeren Verdampfungstromrriel hindurch nach der Heiztrommel.geführt werden. Es ist also eine Durchdringung der Trommelwand und eine Abdichtung an den Durchdringungsstellen notwendig. Durch die Erfindung sollen aber diese Durchdringungen und Abdichtungen vermieden werden, was dadurch ermöglicht wird, daß die Heiztrommel mit dem einen Ende aus der Verdampfungstrommel herausragt und an diesem nach außen vorstehenden und mit der Verdampfungstrommel fest verbundenen Ende die Zu- und Ableitungen für den Wärmeträger angebracht sind. Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß die Zu- und Ableitungsrohre für den Wärmeträger mit der Trommelwand durch Einwalzen, Verschweißen o. dgl. verbunden werden können. Es entfallen dann auch die sonst notwendigen Verschraubungen u. dgl.
  • Es sind zwar auch mittelbar beheizte Dampferzeuger bekannt, bei denen der Behälter für den Wärmeträger und der Behälter für das zu verdampfende Wasser gleichachsig angeordnet sind und der eine Behälter aus dem anderen herausragt. Hierbei ist jedoch die umgekehrte Anordnung wie bei dem Dampferzeuger gemäß der Erfindung getroffen. Der eingeschobene Behälter stellt bei den bekannten Dampferzeugern die Verdampfungstrommel dar, während der äußere Behälter den Wärmeträger aufnimmt. Infolgedessen ist hier nicht die vorstehend angegebene besondere Aufgabe der Erfindung zu lösen.
  • Bei dem bekannten, mittelbar beheizten Dampferzeuger, dessen Heiztrommel vollkommen innerhalb der Verdampfungstrommel liegt, ist die Heiztrommel mit geraden Verdampfungsrohren versehen, deren Enden in den beiden Stirnwänden der Heiztrommel befestigt sind. Diese geradlinig verlaufenden Rohre haben den Vorteil, daß eine Reinigung der Rohre z. B. durch Ausbohren, Ausspritzen o. dgl. und ein Nachwalzen der Befestigungsstellen an den Stirnwänden der Heiztrommel möglich ist. Solche Heizrohre könnten jedoch bei der Anordnung gemäß der Erfindung nicht verwendet werden, da die Heiztrommel aus der Verdampfungstrommel herausragt und infolgedessen ein Verlust an Heizfläche eintreten würde. Außerdem wäre diese Anordnung auch deshalb nicht möglich, weil durch die Heizrohre das zu verdampfende Wasser geleitet wird. Nach der. Erfindung «-erden daher an sich bekannte Haarnadelrohre verwendet, deren Ein- und Austrittsenden in der inneren Stirnwand der Heiztrommel befestigt sind. Diese Haarnadelrohre, die mit Umkehrstellen versehen sind, lassen sich fast ebensogut wie vollkommen gerade durchlaufende Rohre reinigen. Auch ist es zum Reinigen oder Nachwalzen nicht notwendig, Walzpfropfen zu lösen oder wieder einzusetzen. Die innere Stirnwand der Heiztrommel mit den Befestigungsstellen der Verdampfungsrohre ist vielmehr vom Innern der Verdampfungstrommel her zugänglich, nachdem deren Mannlochdeckel entfernt worden ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei niedriger Bauhöhe der ganzen Dampferzeugeranlage auch die Länge der gesamten Trommel verringert wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Länge der Verdampfungstrommel selbst zu verringern. Dies ist in gewissen Fällen vorteilhaft oder erwünscht. Man braucht alsdann nur die Heiztrommel um ein entsprechend größeres Maß aus der Verdampfungstrommel herausragen zu lassen, wenn man die dadurch bedingte verhältnismäßig geringe Verkleinerung der Heizfläche in Kauf nehmen will gegenüber der erzielten Ersparnis an Gewicht und Gestehungskosten der Trommel.
  • Die eingeschobene Heiztrommel wirkt mit ihrem Außenmantel auch als Heizfläche zum Verdampfen derFlüssigkeit, wodurch dieVerdampfungsleistung des Dampferzeugers gesteigert und das Trocknen des erzeugten Dampfes begünstigt wird. Ein weiteres Mittel zur Gewinnung möglichst trockenen Dampfes besteht darin, daß gemäß einer Ausführungsform der Erfindung .die Rohrstutzen zur Entnahme des Dampfes über der Heiztrommel angebracht werden. Wird von beiden Seiten der Verdampfungstrommel je eine Heiztrommel eingeschoben, so ist es vorteilhaft, in der Mitte zwischen den Stirnwänden der beiden eingeschobenen Heiztrommeln das Mannloch der Verdampfungstrommel anzubringen.
  • Die Entlüftung der Trommeln ist verhältnismäßig einfach, da man durch ein einziges Entlüftungsventil Luft und Gase aus den Trommeln entfernen kann. Für die Rückführung des Kondensates des Wärmeträgers kann die Fallhöhe geringer sein, als wenn die Verdampfungselemente von dem Wärmeträger durchströmt werden, weil bei der Anordnung gemäß der Erfindung mit vom Wärmeträger umspülten Verdampfungsrohren der Widerstand der letzteren für den Wärmeträger wegfällt.
  • Die Zeichnung stellt einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.
  • Fig. i zeigt eine Trommelanordnung . in einem senkrechten Längsschnitt.
  • Fig. 2 ist ein Querschnitt dazu.
  • Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform in einem senkrechten Längsschnitt. Fig. ¢ zeigt in einem Längsschnitt eine Verdampfungstrommel mit von beiden Seiten eingeschobenen Heiztrommeln.
  • Dir Fig. 5 zeigt in einem Querschnitt eine weitere Ausführungsform, und Fig. 6 zeigt die Anwendung der Anordnung gemäß der Erfindung bei der Feuerbüchse eines Lokomotivkessels im Querschnitt.
  • Die Trommel i nimmt das zu verdampfende Wasser auf. z ist die Heiztrommel mit den Heiz- oder Verdampfungsrohren 3, welche von dem Wärmeträger umspült werden. Der Wärmeträger wird in einem um den Feuerraum 6 angeordneten Rohrsystem 5 (Fig. a, und 6) auf die für die Verdampfung des Betriebskesselwassers erforderliche Temperatur erwärmt. Der Rücklauf des Wärmeträgers in dem Rohrsystem 5 vollzieht sich von dem Behälter i i durch die äußeren unbeheizten Fallrohre 25 dieses Rohrsystems. Die Rohre 5 und 25 sind in einen unteren Behälter 7 und einen oberen Behälter i i eingeführt, in welch letzterem eine Abscheidung des Dampfes aus dem erzeugten Dampfwassergemisch stattfindet. Der ausgeschiedene Dampf wird durch eine Rohrleitung 12 aus dem Zwischensammler i i dem Dampfraum der Heiztrommel 2 zugeführt. Hier gibt er seine Wärme an das in den Rohren 3 befindliche Kesselwasser ab, während das Kondensat durch Fallrohre 13 dem Zwischensammler i i oder auch dem unteren Sammler 7 zufließt.
  • Die Verdampfungstrommel i ist an der Stirnseite mit einem Mannloch 8 und die Heiztrommel 2 mit einem Mannloch 9 versehen. Die Verdampfungsrohre 3 ragen in den Dampfraum der Heiztrommel :2 hinein. Sie sind als Haarnadelrohre, also als gerade Rohre mit einer Umkehrstelle ausgebildet. Die Ein- und Austrittsenden der Rohre 3 besitzen einen gewissen Höhenabstand, um eine Neigung der Rohrstränge für die Erleichterung der Aufwärtsbewegung des erzeugten Dampfwassergemisches zu erzielen. Im Dampfraum der Trommel i werden vorteilhaft vor den Enden der Rohre 3 Abscheidebleche 15 o. dgl. für das aufsteigende Dampfwassergemisch angebracht.
  • Der äußere Mantel derHeiztromme12 wirkt als Heizfläche zur Steigerung der Verdampfungsleistung und fördert auch die Trocknung des Dampfes. Man bringt daher den Dampfentnahmestutzen 16 zweckmäßig oberhalb der Heiztrommel 2 an. Die Entnahme des Dampfes kann natürlich auch an anderer Stelle erfolgen. Die Heiztrommel :2 ist mit dem Ende, welches das Mannloch 9 enthält, aus der Verda.mpfungstrommel i nach außen vorgezogen. An dem vorstehenden Mantelteil sind die Zu-und Ableitungsrohre 12 und 13 für den Wärmeträger z. B. durch Einwalzen oder Einschweißen befestigt. Auf diese Weise wird eine Durchdringung des Mantels der Dampftrommel i vermieden. An die Befestigungsstellen kommt man auch ohne weiteres von außen heran.
  • Wie die Fig. i erkennen läßt, enden die Heizrohre 3 in einem solchen Abstand von der äußeren Stirnwand der Heiztrommel 2, daß ungefähr das herausragende Ende der Heiztrommel von Heizfläche frei ist und daher die Möglichkeit besteht, nach Abnahme des Mannlochdeckels an der Stirnseite der Heiztrommel 2 von innen an die Verbindungsstellen der Rohre 12 und 13 mit der Wand der Trommel 2 zu gelangen. Die Verdampfungsrohre 3 können mit verhältnismäßig enger Teilung angeordnet werden, da der Heizdampf überall durchkommen kann. Die Heiz- und Verdampfungstrommeln sind gleichachsig zueinander angeordnet. Es könnte jedoch auch eine geringe exzentrische Lage der beiden Trommeln zueinander vorgesehen werden. Wesentlich ist nur, daß beide Trommeln in der gleichen Richtung bzw. in der Hauptsache auf gleicher Höhe liegen. Ist die Heiztrommel exzentrisch zu der Verdampfungstrommel angeordnet, dann ergibt sich eine Vergrößerung des Dampfraumes, und man kann mit einer kleineren Heiztrommel auskommen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Anordnung die gleiche wie in Fig. i, mit der Ausnahme, daß die Verdampfungsrohre 3 mit in den Wasserraum der Verdampfungstrommel i ragenden Verlängerungen oder Aufsteckrohren io versehen sind, die nach dem Mannloch 8 hin abgestuft sind. Bei denn Ausführungsbeispiel sind die das Dampfwassergemisch abführenden Rohrenden mit diesen Aufsteckrohren versehen. Es soll. dadurch erreicht werden, daß der in den Rohren 3 erzeugte Dampf auf einer .möglichst großen Wasserfläche austreten kann. Auch wird bei dieser Anordnung eine Störung der ein- und austretenden Flüssigkeit vermieden, ohne daß man wie bei den anderen Ausführungsbeispielen Leitbleche o. dgl. zwischen den Eintritts- und Austrittsenden der Verdampfungsrohre 5 anordnet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. q. ist von jeder Stirnseite der Verdampfungstrommel i je eine Heiztrommel 2 eingeschoben. Die sonstige Anordnung entspricht derjenigen nach Fig. i und 2. Die beiden Heiztrommeln 2 befinden sich mit ' ihren Stirnenden in einem bestimmten Abstand, und zwischen den inneren Stirnseiten ist die Verda.mpfungstrommel i oberhalb des Wasserspiegels mit einem Mannloch 17 versehen. Die Dampfentnahme findet wieder durch Stutzen 16 oberhalb ,der Heiztrommeln :2 statt. Die Ein- und Austrittsenden von je zwei oder mehr senkrechten Verdampfungsrohrreihen sind nebeneinander angeordnet (entsprechernd der Darstellung der Fig. 2), und zwischen den senkrechten Reihen der Ein- und Austrittsenden sind Leitbleche 18 vorgesehen, um .das Eintreten des zu verdampfenden Wassers aus der Trommel i in die zugehörigen Enden der Rohre 3 zu erleichtern und eine Störung der ein- und austretenden Flüssigkeit zu vermeiden.. Die Bleche 18 sind nach oben hin abgedeckt, z. B. entsprechend Fig. i oder wie in den Fig. 4., 5 und 6.
  • Bei der zweiseitigen Anordnung der eingeschobenen Heiztrommel läßt sich eine größere Heizfläche in der Verbrauchstrommel unterbringen und der Wasser- und Dampfraum der Verdampfungstrommel vergrößern.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 5 entspricht bezüglich des Rohrsystems für den Wärmeträger der Ausführung nach Fig. i und 2. Der Zwischen- oder Abscheidebehälter i i ist aber nicht wie in Fig. i und 2 unterhalb, sondern seitlich neben der Verdampfungstrominel i angeordnet. In der Heiztrommel 2 stellt sich infolge des Widerstandes der Fallrohre 13 ein etwas höherer Flüssigkeitsstand ein, als in dem Zwischensammler i i. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei einem Absinken des Flüssigkeitsspiegels im Wärmeträgerkreislauf nicht sofort ein Nachspeisen erforderlich ist, da sich in der Trommel 2 ein genügender Wasservorrat befindet, um das Rohrsystem 5 zu füllen. Ein Nachspeisen wird erst notwendig, wenn die Befestigungsstellen der Rohre 5 an dem Zwischensammler i i von Wasser frei werden. Da die Behälter i i und 2 nebeneinanderliegen, so läßt sich der Wasserstand mit Hilfe der nebeneinander angeordneten Anzeiger leicht und übersichtlich nachprüfen. ' Die Erfindung ist sowohl bei ortsfesten Dampferzeugern als auch bei Schiffs- und Lokomotivkesseln mit gleichen Vorteilen ver-,vendbar. Bei den letzteren läßt sich infolge der niedrigen Bauweise innerhalb des normalen Eisenbahnprofils eine ausreichende Heizfläche unterbringen.
  • Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung, nach welcher eine Lokomotivfeuerbüchse gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Das Rohrsystem 5 für die Beheizung des Wärmeträgers, welches von unteren Wasserkammern 7 ausgeht, bildet die Seitenwände der Feuerbüchse 6. Die oberen Enden sind in Zwischensammler oder Wasserabscheider i i eingeführt, aus welchen der Dampf durch Rohre 12 der Heiztrommel 2 zugeführt wird, während das Kondensat durch Rohre 13 den unteren Sammlern 7 oder den Wasserabscheidern i i zufließt. Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind die Rohre 5 abwechselnd in den Sammler i i auf derselben Seite und in den SaminIer i i auf der gegenüberliegenden Seite eingeführt, so daß sich die Hälfte der Rohre 5 unterhalb der Verdampfungstrommel i kreuzt und so einen Wärmeschutz für diese bildet. Die Rohre 5 könnten aber auch unmittelbar in die Heiztrommel 2 eingeführt werden.
  • Die Befestigung der Rohre in den Heiztrommeln kann bei allen Ausführungsbeispielen durch Einwalzen, Einschweißen o. dgl. erfolgen. Auch könnte man an den "Trommeln kurze Pfropfen einschrauben, die zudem noch dampfdicht eingeschweißt sind und an welche dann außen die Rohre 5 des Wärmeträgersystems angeschweißt sind. Jedenfalls sind keine lösbaren Verbindungen der Zu- und Ableitungsrohre für den Wärmeträger und der Verdampfungsrohre erforderlich.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜcnE: i. Durch einen Wärmeträger mittelbar beheizter Dampferzeuger o. dgl. mit einer äußeren Verdampfungstrommel für die zu verdampfende Flüssigkeit und einer inneren Heiztrommel für den Wärmeträger, die im wesentlichen gleichachsig zueinander auf gleicher Höhe liegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Heiztrommel (2) aus der Stirnseite der Verdampfungstrommel (i) herausragt, mit der Verdampfungstrommel fest verbunden ist und die Enden der Zu-und Ableitungsrohre (12, 13) für den Wärmeträger aufnimmt, während in der inneren Stirnwand an anderen Ende der Heiztrommel die Ein- und Austrittsenden der in die Heiztrommel hineinragenden, mit Umkehrstellen versehenen Verdampfungsrohre (3) befestigt sind.
  2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von beiden Stirnseiten der Verdampfungstrommel je eine Heiztrommel eingesetzt ist (Fig. d.).
  3. 3. Dampferzeuger nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungstrommel (i) oberhalb der Heiztrommel (2) mit Dampfentnahmestutzen (16) versehen ist.
  4. Dampferzeuger nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungsenden der Verdampfungsrohre (3) verschieden weit, z. B. in abgestufter Anordnung, in den Flüssigkeitsraum der Verdampfungstrornmel (i) hineinragen, um den Dampf auf einer möglichst großen Fläche austreten zu lassen (Fig. 3).
  5. 5. Dampferzeuger nach Anspruch i und d., dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Austrittsenden von je zwei oder mehr senkrechten Verdampfungsrohrreihen (3) nebeneinander angeordnet und zwischen den senkrechten Reihen von Ein-und Austrittsenden Leitbleche (1g) vorgesehen sind, um eine Störung der ein-und austretendenFlüssigkeit zu vermeiden (Fig. 1, 2 und 4 bis 6).
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