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Wagserrohr-Strahlungsdampferzeuger Bei Dampferzeugern mit einseitigem
Gasabzug, beispielsweise im oberen Teil des Brennraumes, drängt sich im oberen Teil
des Brennraumes die Gasströmung nach der Seite des Gasabzuges hin zusammen, so daß
die Gasschichten an der inneren Umkehr weniger stark .abgekühlt werden als die Gasschichten
an der ,äußeren Umkehr. Verstärkt wird diese ungleichmäßige Abkühlung noch durch
die ungleichen Weglängen, welche für die äußeren Schichten größer sind als für die
inneren, und durch die aus baulichen Rücksichten erforderliche Verkleidung der oberen
Zuglenkwände der Gasumkehr mit Kühlrohren. Die Folge dieser ungleichmäßigen Temperaturverteilung,
welche auch in dem an den Brennraum anschließenden Berührungszug erhalten bleibt,
ist eine ungenügende Ausnutzung der Heizfläche, die in dem Berührungszug oder über
dem Brennraum eingebaut sind. Außerdem zwingt sie dazu, die Rohrstränge eines beispielsweise
in dem Berührungszug vorgesehenen Vorwärrners mit der Achse senkrecht zur Rückwand
des Brennraumes zu legen, da bei achsparalleler Verlegung zur Rückwand die .einzelnen
Rohrstränge ungleich erwärmt würden.
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Diese Verhältnisse erhalten besondere Bedeutung bei einem Wasserrohr-Strahlungsdampferzeuger
mit einem über dem Brennraum angeordneten@Überhitzer und mit einem über dem überhitzer
liegenden Rauchgasabzug, der durch die an die Brennraumrückwa.nd anschließende Wand
in einen vorzugsweise absteigenden Berührungszug führt. Die Erfindung bezieht sich
auch auf diese Wasserrohr-Strahlungsdampferzeuger und besteht darin, daß die Kühlrohre
der Brennraunirückwand unterhalb des überhitzers nach vorn über den Brennraum gezogen
und über dem Brennraum gruppenweise so abgebogen sind, daß die hierdurch gebildete
und dem Überhitzer vorgeschaltete B;erührungsheiz-:Räche mit der Entfernung von
der Brennraumrückwand stufenweise abnimmt. Dadurch ergibt sich eine Anhäufung von
Berührungsheizfläche
in der Nähe der Rückwand, und die Gasströmung,
welche den Weg des geringsten Widerstandes sucht, wird von der Rückwand abgedrängt;
die Unterschiede in den Weglängen der einzelnen Gasschichten werden bedeutend vermindert.
Da außerdem die Gasschichten an der inneren Umkehr durch die hier angehäufte Berührungsheizfläche
stärker gekühlt werden als die Gasschichten an der äußeren Umkehr, so ergibt sich
als Gesamtwirkung eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den ganzen Strömungsquerschnitt.
Dieser Temperaturausgleich bewirkt neben .einer günstigen Ausnutzung der Nachheizfläche
und der Möglichkeit ihrer beliebigen Anordnung eine gleichmäßige Beaufschlagung
des überhitzers, Schutz der überhitzerrohre und ihrer Aufhängemittel gegen örtliche
Überhitzung. Bei Hochführen der nach vorn gezogenen Rohre durch den überhitzer ergeben
diese gleichzeitig eine einfache, billige und betriebssichere Tragvorrichtung für
die überhitzerrohrtafeln. Außerdem können infolge der elastischen Rohrführung die
Wärmedehnungen der Rückwandrohre gut ausgeglichen werden.
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Es ist allerdings schon bekannt, bei Anordnung von Rohrbündeln in
Gasquerschnitten mit ungleichmäßiger Strömungsverteilung durch die Verwendung von
Rohren verschiedenen Durchmessers, Veränderung der Rohrteilung oder Ausstattung
der Rohre mit Flossen den Durchtrittsquerschnitt zu verändern und dadurch auf die
Strömungsverteilung einen Einfluß auszuüben. Die Verwendung von Rohren ungleichen
Durchmessers oder verschiedener Teilung in dem gleichen Rohrbündel ist aber aus
baulichen Gründen nicht günstig.
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Auch wurde bereits. vorgeschlagen, durch die Anordnung einer keilförmigen
Lenkwand aus Kühlrohren die Strömung von der inneren Umkehr abzudrängen und gleichzeitig
eine stärkere Abkühlung der inneren Gasschichten zu erreichen. Wenn auch hierbei
durch die Abdrängung die Unterschiede in den Weglängen der Gasschichten verringert
wurden, so mußte die dabei erzielte Wirkung doch unvollkommen bleiben, da die Kühlung
durch die keilförmige Lenkwand nur auf die unmittelbar an der Wand vorbeistreichende
Gasschicht beschränkt blieb.
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In Abb. i ist ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Wasserrohr - Strahlungsdampferzeuger
im Längsschnitt dargestellt.
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Der Brennraum i wird von den Kühlrohren :2 der Vorderwand, den Kühlrohren
3 der Rückwand und den Kühlrohren ¢ der Seitenwände begrenzt. Im unteren Teil des
Brennraumes befinden sich die Ausmündungen 5 der Kohlenstaubbrenner. Der Brennraum
wird nach oben abgeschlossen durch eine Gruppe 3" der Rückwandkühlrohre 3, welche
den Brennraum überquert und in der Nähe der Vorderrand parallel mit den Kühlrohren
2 weiter verläuft. die an die Vorderwand anschließende Zuglenkwand 6 durchdringt
und in die Entmischungstrommel7 einmündet. Diese ist in bekannter Weise durch je
eine Gruppe von Dampfüberströmrohren 8 und Wasserüberströmrohren g mit der tiefer
liegenden Haupttrommel io verbunden. Von dieser fließt das Wasser durch Fallrohre
i i den Verteilern der verschiedenen Kühlrohrgruppen zu.
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Eine zweite Gruppe 3U der Rückwandkühlrohre 3 ist oberhalb der Rohre
3- nur etwa über zwei Drittel der Brennraumtiefe nach vorn geführt und dann
kurz zurückgebogen und mündet in einen Sammler 12, der durch nicht dargestellte
Steigrohre mit der Entmischungstromme17 verbunden ist. Da die Heizfläche der Rohre
3a und 31, nicht ausreicht, ist von einem Verteiler 13 aus ein Rohrbündel
14 auf ein Drittel der Brennraumtiefe nach vorn und dann nach kurzer Umbiegung zurück
nach dem Sammler 12 geführt.
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Über dieser Rohranordnung ist der Cberhitzer untergebracht, bestehend
aus lotrechten Rohrtafeln 15 mit waagerechter Rohrerstrekkung, welche in der Blickrichtung
hintereinanderliegen und mit ihren Enden in die Sammler 16 und 17 münden. Die überhitzerschlangen
sind in bekannter Weise getragen von Ankern 18, welche an Trägern i c) befestigt
sind. In dem an den Brennraum anschließenden absteigenden Gaszug 2o sind in bekannter
Weise die Berührungsheizflächen, wie ein Teil des ÜJberhitzers, Vorverdampfers,
Speisewasservorwärmers und Lufterhitzers, untergebracht.
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Die Rohrgruppen 3r' und 1,1 stellen einen erhöhten Strömungswiderstand
für die Feuergase dar, drängen sie daher nach der Vorderwand zu ab und kühlen die
durchströmenden Gase stärker ab. Die Abb. i läßt jedoch auch erkennen, daß diese
Vorteile mit einigen Mängeln behaftet sind. Die Anordnung der Rohre 3a, 3`' und
14 erfordert eine beträchtliche Höhe, vermindert daher bei gegebener Gesamtbauhöhe
die Höhe des Brennraumes. Die rückkehrenden Rohre geben eine Gasse frei, durch welche
die nach vorn abgedrängten Gase wieder nach der inneren Umkehr strömen können. -Die
Unterbringung des Sammlers 12 macht große Schwierigkeiten.
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Diese Schwierigkeiten können zum Teil behoben werden, wenn die Rohre
31' und 1.1 lotrecht durch den Überhitzer geführt werden und der Sammler 12 höher
als der Cberhitzer angeordnet wird. Noch einfacher ist die in Abb.2 dargestellte
Anordnung, bei welcher
die Rohre 3a, 3b und 14 lotrecht bis zum
Durchbruch durch die Zuglenkwand 6 weitergeführt sind und in die Entmischungstrommel
7 einmünden. Dabei kann in Kauf genommen werden, daß die Heizgase nun vor dem überhitzer
gegen die Brenhraumrückwand zu weniger Heizflächen durchqueren als in der Ausführung
gemäß Abb. i, so daß der die Gase nach -vorn abdrängende Unterschied der Strömungsverluste
geringer wird.
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Auch wäre der Widerstand sehr groß, wenn außer den Rohren 3a, 3b,
14 noch die überhitzeranker 18 durch den Gaskanal über dem Überhitzer geführt
werden müßten. Die Strömungsverhältnisse werden daher bedeutend günstiger, wenn
die kohre 3a, 3b, 14, wie in Abb.2 dargestellt, in an sich bekannter Weise zugleich
als Tragvorrichtung für die Überhitzerrohre ausgebildet sind. Sie bieten hierbei
den Vorteil einer einfachen, billigen und betriebssicheren überhitzeraufhängung.
Da nach Abb. 2 die Rohre 3a als Anker gebraucht werden, können sie nicht bis zur
Vor. derwand geführt werden. Damit die überhitzerrohre in dem vorderen Teil nicht
zu starker Beheizung ausgesetzt sind, wird ein Teil 2a der Rohre 2 zum Schutze für
den Überhitzer nach rückwärts abgebogen. Er verläuft oberhalb des überhitzers wieder
in der Reihe der Rohre 2.
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Zur Verminderung der Verschlackungsgefahr werden die Rohrgruppen 3a,
3b, 14, 2a dort, wo sie von den Feuergasen quer durchströmt werden, wie üblich,
in mehrere Reihen auseinandergezogen. Bein' Durchqueren des Überhitzers können sie
einfache Reihen bilden, wodurch sie zum Teil als Zuglenkwände wirken. Oberhalb des
.Überhitzers können sie wieder in mehrere Reihen auseinandergezogen werden, um den
Gasdurchtritt zu erleichtern. Um die Gaslenkung zu verbessern, kann an der Brennraumrückwand
oberhalb der Rohre 14 noch ein keilförmiger Vorsprung 2 i angebracht werden, der
den toten Raum zwischen überhitzer und Rückwand abschirmt.