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Verfahren zur Erzeugung hochgespannten Dampfes und Dampferzeugungsanlage zur
Ausführung dieses Verfahrens.
Bekanntlich lässt sich in Dampferzeugungsanlagen eine Steigerung der Wärmeaufnahme durch Erhöhung der Heizgasgeschwindigkeiten und der Umlaufsgeschwindigkeit der zu verdampfendenFlüssigkeit erreichen. Es ist ferner bekannt, dass die Dampfbildung wesentlich begünstigt wird, wenn die Wärme der Heizgase an eine dünne Wasserschicht abgegeben wird. Zweck der Erfindung ist nun, durch gif Ich- zeitige Ausnutzung dieser drei Tatsachen ein Verfahren und eine Dampferzeugungsanlage zu schaffen, die in einer einfachen, betriebssicheren Anlage Dampf von hohem Drucke zu erzeugen gestatten.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wsrden die Heizgase veranlasst, mit über normaler, sich im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit durch die Heizkanäle zu ziehen. Ferner wird der zu verdampfenden Flüssigkeit auf mechanischem Wege eine grosse Umlaufgeschwindigkeit Erteilt und diese Flüssigkeit an einer der strahlenden Wärme der Feuerung ausgesetzten Stelle zur Bildung einer dünnen, mit grosser Geschwindigkeit sich bewegendsn Schicht gezwungen.
Bei der Dampferzeugungsanlage zur Ausführung dieses Verfahrens nimmt erfindungsgemäss der Durchtrittsquerschnitt der Heizkanäle in der Strömungsrichtung der Gase im wesentlichen stetig ab, und es ist vor dem Eintritte dieser Kanäle im Bereiche der strahlenden Wärme der Feuerung ein Dampfentwiekler angeordnet, welcher feststehende Rohre und in diese eingesetzte Körper aufweist, die so geformt sind, dass an jeder Stelle der Rohre eine gewollte Geschwindigkeit des Wasserdampfgemisches vorhanden ist.
Dabei kann die Dampferzeugungsanlage in mindestens zwei Gebiete unterteilt sein, in denen
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Pumpe für die einzelnen Druckgebiete gleichzeitig als Umlaufpumpe dienen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Dampferzeugungsanlage nach der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch diese Anlage, und Fig. 2 einen Querschnitt in grösserem Massstab durch ein Rohr des Dampf entwicklers.
Die Dampferzeugungsanlage weist einen Zweibündelkessel auf, der sich aus zwei "Lnterkesscl1. 2. zwei Oberkessel 5. 4 und zwei die Unter-und Oberkessel miteinander verbindenden Rohrbündeln. 5, 6 zusammensetzt. Die Wasserräume der Oberkessel 8, 4- stehen durch einen Kanal 7 miteinander in Verbindung. Zwischen den zwei Rohrbündeln 5, 6 ist eine Schamottenwand 8 eingeschaltet. 9, 10 bezeichnet eine als Kreiselpumpe ausgebildete mehrgehäusige Speisepumpe, an deren erste Stufe eine mit einem nicht gezeigten Abgasvoiwärmer in Verbindung stehende Leitung 11 angeschlossen ist. Die Kreiselpumpe 9, M wird von einer Kraftmaschine 88 angetrieben.
Das von der letzten Stufe des Pumpenteils 9 geförderte Speisewasser wird durch eine Leitung 12 in den Unterkessel1 gedrÜckt und gelangt von hier durch das Rohrbündel 5, die Oberkessel 3, 4 und das Rohrbündel 6 in den zweiten Unterkessel : 2. Dieser ist durch eine Leitung 13 mit der ersten Stufe des zweiten Pumpenteils 10 verbunden. In die Leitung 13 ist ein Dreiwegventil 21 eingeschaltet, das den Zufluss des aus dem Unterkessel 2 abfliessenden Wassers zu dem Pumpenteil10 bzw. über eine Leitung 14 zu einer vor der letzten Stufe des Pumpenteils 9 gelegenen Stufe beherrscht. Die Leitung 14 ist mit einer Rückschlagklappe 15 versehen, welche die Flüssigkeit daran verhindert, aus dem Pumpenteil 9 durch die Leitung 14 in den Unterkessel 2 zu gelangen.
Ein
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nach dem Speisewasserbehälter zu fliessen, sobald in jenen Teilen der Anlage ein bestimmter Druck erreicht ist.
Im Bereiche der von der mechanischen Feuerung 16 ausstrahlenden Wärme ist ein Dampfentmickler vorgesehen, der eine Anzahl feststehend und geneigt angeordneter Rohre li aufweist. In jedes dieser Rohre ist ein Körper 18 eingesetzt, der voll oder hohl sein kann und so bemessen ist, dass zwischen ihm und dem zugeordneten Rohr 17 ein Raum 19 (Fig. 2) von ringförmigem Querschnitt verbleibt. Der Pumpenteil10 fördert die zu verdampfende Flüssigkeit durch Leitung 20 in die verschiedenen Räume 19, die am andern Ende durch Leitung 22 mit einem Walzenkessel 23 in Verbindung stehen. Der in letzterem sich ausscheidende Dampf strömt durch Leitung 24 einem Dampfüberhitzer 25 zu, von welchem der überhitzte Dampf durch Leitung 26 zu einer nicht gezeigten Dampfverbrauchsstelle gelangt.
Eine Leitung 27 gestattet der im Walzenkessel 23 sich ansammelnden Flüssigkeit nach einer vor der letzten Stufe des Pumpenteils 10 gelegenen Stufe dieses Teils zu strömen. In diese Leitung 27 ist ebenfalls eine RÜckschlagklappe 32 eingebaut. Die Heizkanäle 28, 29, 30 der Anlage sind so geformt, dass ihr Durchtrittsquerschnitt für die Heizgase, in ihrer Strömungsrichtung gesehen, im wesentlichen stetig abnimmt, so dass die allmählich abkühlenden Gase im wesentlichen mit sich gleichbleibender Geschwindigkeit durch jene Kanäle ziehen.
Dabei wird diesen Heizgasen mit Hilfe einer mechanischen Fördervorrichtung 31 eine solche Geschwindig- keit erteilt, dass sie an allen Stellen grösser als die normal gewählte Geschwindigkeit, d. h. grösser als
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verschiedene Drücke, so dass also die beschriebene Anlage in zwei Druckgebiete unterteilt ist. Im ersten Druckgebiet kann beispielsweise ein Druck von etwa 50 Atm., im zweiten ein solcher von etwa 100 Atm. herrschen. Die in die verschiedenen Druckgebiete Flüssigkeit speisenden Pumpenteile 9, 10 können dabei gleichzeitig als Umlaufspumpe wirken, zu welchem Zwecke eben die Leitungen 14, 27 vorgesehen sind. Durch den so erzeugten Umlauf wird der Wärmeaustausch und somit die Dampferzeugung an den verschiedenen Stellen der Anlage gefördert.
Je nach der Höhe des Dampfverbrauches hat man es durch Einstellen des Ventiles 21 in der Hand, mehr oder weniger Flüssigkeit nach dem Hochdruckgebiet gelangen bzw. dieselbe vor allem im Niederdruckgebiet umlaufen zu lassen. Durch passende Aus- bildung der Einsatzkörper 18 wird es ferner ermöglicht, an jeder Stelle der Rohre 17 oder besser der Räume 19, eine beliebig dünne Wasserschicht zu erzeugen und dem Wasserdampfgemisch in diesen Räumen eine gewollte Geschwindigkeit zu erteilen.
Gerade diese Umstände ermöglichen es, in dem vor dem Einlass der Heizkanäle gelegenen Dampfentwickler, weleher der strahlenden Wärme der Feuerung ausgesetzt ist, eine äusserst lebhafte Dampfentwicklung zu erreichen, um so mehr als infolge der Dünnheit der Wasserschichten und der grossen Geschwindigkeit, mit welcher das Wasser gezwungen wird, durch jene Räume 19 zu fliessen, Wirbelerscheinungen in der Wasserschicht auftreten. Da keine sich drehenden Teile, sowie keine Stopfbuchsen erforderlich sind, ist die beschriebene Anlage einfach, daher billig und betriebssicher. Dabei sind alle Teile leicht zugänglich, was eine gute Reinigungsmöglichkeit schafft, so dass die Anlage bei gutem Wirkungsgrad und sich gleichbleibender Betriebssicherheit dauernd hoch beansprucht werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung hochgespannten Dampfes, dadurch gekennzeichnet, dass erstens die Heizgase veranlasst werden, mit über normaler, sich im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit durch die Heizkanäle zu ziehen, zweitens der zu verdampfenden Flüssigkeit auf mechanischem Wege eine grosse Umlaufsgeschwindigkeit erteilt und drittens die Flüssigkeit an einer der strahlenden Wärme der Feuerung ausgesetzten Stelle zur Bildung einer dünnen, mit grosser Geschwindigkeit sich bewegenden
Schicht gezwungen wird.