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Dampferzengungsanlage.
Die Erfindung bezieht sieh auf Dampferzeugungsanlagen, bei welchen Grosswasserraumkessel od. dgl. mit anderen Dampferzeugern gekuppelt sind. Bei Grosswasserraumkesseln ist die Wasserströmung fast ausschliesslich von den Temperaturunterschieden abhängig, so dass eine gleichförmige Erhitzung des Wasserinhaltes des Kessels fast nie erreicht wird, beträchtliche Teile der Heizfläche durch die bereits erzeugte Dampfschieht von dem zu verdampfenden Wasser isoliert sind und im Kessel auftretende Wirbel-
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nicht erreicht wird.
Zweck der Erfindung ist nun nicht allein durch Anordnung eines Dampferzeugers an sich bekannter Bauart die Wärmeausnutzung zu verbessern, sondern auch den Wasserumlauf in den mit ihm gekuppelten Grosswasserraumkessel zwangsläufig zu gestalten.
Um dies zu erreichen, ist die erfindungsgemässe Anordnung so getroffen, dass ein Dampferzeuger an sich bekannter Bauart, bei welchem das Wasser mittels einer Pumpe od. dgl. in einer das Verdampfungsvermögen übersteigenden Menge derart zugeführt wird, dass alle Rohre in gleicher Richtung durchströmt werden, mit einem zweiten Dampferzeuger beliebiger Bauart so in einem Kreislauf geschaltet ist, dass der Wasserübersehuss aus dem ersten Dampferzeuger von dem zweiten aufgenommen und Wasser von diesem in den ersten Dampferzeuger zurÜckgefördert wird, so dass der Wasserumlauf dauernd in einer Richtung aufrechterhalten wird.
Aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen geht hervor, dass die Rohre des ersten Dampferzeugers vorteilhaft innerhalb der Rauchrohre oder zwischen den Wasserrohren des Hauptkessels verteilt werden können und hiedurch wesentliche Raum-und wärmeteehnisehe Ersparnisse erzielt werden können.
In der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausfiihrungsformen des Erfindungs gegenstandes
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einem Wasserrohrkessel mit Querkessel. Fig. 2 zeigt die Anwendung bei einem Rauchrohrkcssel, Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des in Fig. 2 dargestellten Rauchrohrkessels. Fig. 4 zeigt den Erfindungsgegen- stand in Verbindung mit einem Wickes-Kessel. Fig. Ï zeigt die Erfindung in Verbindung mit einem Marinekessel. Fig. 6 zeigt die Anwendung der Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung an einem Kessel mit vertikalen Rauchrohren mit lotrecht innerhalb der Kesselrauehrohre angeordnetem Hilfsdampferzeuger. Die Fig. 7 stellt die Einrichtung dar, mittels welcher das Wasser den oberen Enden der Hilfsdampferzeugerrohre zugeführt wird.
Fig. 8 zeigt die Anordnung der Sammelwasserkästen an den unteren Enden der Hilfsdampferzeuger gemäss Fig. 6. Fig. 9 zeigt die Einführung der den Film bildenden Wasserstrahlen in den Hilfsdampferzeuger. Fig. 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Einrichtung gemäss Fig. 6. Fig. 11 ist ein Querschnitt durch einen Wiekes-Kessel mit zwischen den Wasserrohren angeordneten Hilfsdampferzeugerrohren. Die Fig. 12 ist ein Horizontalschnitt durch die Rohre nach Fig. 11. Fig. 13 ist ein Schnitt längs der Linie)" ? der Fig. 12.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist der Hilfsdampferzeuger im Rauchgasabzug,'2 angeordnet. wobei die Rohre 6 des Hilfsdampferzeugers symmetrisch angeordnet sind. Infolge dieser Anordnung der Rohre ist der Wasserkasten 48 und der Wasserabscheider 50 V-förmig ausgebildet. Aus dem Wasserabscheider wird das Überschusswasser durch ein am Auslassstutzen 52 angeordnetes Rohr 54 unmittelbar
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nicht verbunden ist.
Die einzige Verbindung dieses Wasserkasten 56a mit dem Querwalzenkessel JS wird durch die geneigten Wasserrohre 60 gebildet, die in einen Wasserkasten 6.'2 münden, von dem im wesentlichen horizontale Rohre 64 zum Querkessel a führen. Das vom Kessel 58 zwecks Speisung der Hilfsdampferzeugerrohre 6 abgezogene Wasser muss also, nachdem es bei seiner Rückkehr von dem Hilfsdampfererzeuger die Wasserabscheider 50 und das Rohr 54 durchlaufen hat, die Rohre 60 und 64 des Hauptkessels passieren, ehe es den Querkessel 58 wieder erreicht.
Bei dieser Ausführungsform wird das Wasser für den Hilfsdampferzeuger, bevor es in die Rohre 6 eintritt, an der Unterseite des Querkessels 58 mittels eines Rohres 66 entnommen und einem Waer- reiniger 68 zugeführt, welcher zwischen dem Querkessel 58 und einer Pumpe 70 angeordnet ist und das Wasser durch ein Rohr 72 in den Wasserkasten 48 fördert.
Durch die Anordnung eines Behälters 6
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Behältervolumens die festen Verunreinigungen, welche im Speise-oder im Kesselwasser enthalten sind, setzen, worauf sie durch den Abblashahn 76 abgeblasen oder abgezogen werden. Der Einlass dc < den
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Behälter 68 mit der Pumpe 70 verbindenden Rohres 78 ist zweckmässig über dem Boden des Behälters 68 angeordnet, so dass die Verunreinigungen nicht in die Pumpe 70 abgezogen werden.
Soll keine Reinigung und Vorwärmung des Speisewassers vorgenommen werden, so kann dieses anstatt in den Behälter 68 beispielsweise bei 80 in den Kreislauf eingeführt werden.
Selbstverständlich können die beschriebenen Einrichtungen auch bei jedem andern Kessel ähnlicher Bauart verwendet werden, beispielsweise kann der Behälter 68, der eine Verlangsamung der Wasserbewegung im Kreislauf des Hilfsdampferzeugers bewirkt, auch bei anderen Kesseln Verwendung finden. anderseits ist die Erfindung auch nicht auf eine beispielsweise durch den Behälter 68 bewirkte Verlangsamung im Wasserkreislauf zwecks Ausscheidung schwerer Bestandteile beschränkt. Es ist selbstverständlich, dass durch Vorsehung einer bestimmten Bahn für das umlaufende Wasser, längs welcher im wesentlichen das gesamte Kesselwasser umläuft, Gelegenheit gegeben ist, das Wasser in beliebiger Weise zwecks Reinigung zu behandeln.
Dies ist ein wesentlicher, durch die Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung gegebener Vorteil, da eine solch vollständige Vorbehandlung des Wassers bei den bekannten
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steinbildung zu vermeiden.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann auch derart getroffen werden, dass zwei gesonderte, sich jedoch teilweise überdeckende Wasserkreisläufe gebildet werden. Es ist in diesem Falle nur notwendig, eine zweite Verbindung zwischen Oberke & sel und den schrägen Wasserrohren 60 herzustellen. Ein Teil des Kesselwassers wird hierauf zwischen Ober- und Unterkessel (Röhren 60) zirkulieren, während der andere Teil des Wassers auch noch die Rohre 6 durchläuft.
Bei der Anlage nach Fig. 2 und 3 ist die Einrichtung gemäss vorliegender Erfindung mit einem Kessel mit rückkehrender Flamme verbunden, wobei der Hilfsdampferzeuger unmittelbar im Fuchs des Kessels (Fig. 2) oder im Falle der Anordnung einer Kesselbatterie im gemeinsamen Abzugskanal angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird das dem Hilfsdampferzeuger 6 zuzuführende Wasser vom rückwärtigen Ende des Kessels 10,'2 bei dem Ablass 104 entnommen, von wo es durch das Rohr 106, die Pumpe 108 und die Leitung 110 dem Wasserkasten 10 zugeführt wird. Das am unteren Ende der Dampferzeugerrohre 6 abfliessende und im Wasserabscheider 14 gesammelte Wasser wird dem Kessel durch folgende Einrichtung zugeführt.
Der Abscheider 14 ist mit einem Rohr 112 durch ein VerbindungsstÜck 114 verbunden. Das Rohr 112 erstreckt sich über die ganze Länge des Kessels 10 und dient als Wasserkasten
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oder unmittelbar von der Unterseite des letzteren nach abwärts reichen. Die Düsen 116 sind derart angeordnet, dass sie das Überschusswasser unmittelbar auf die Rauchrohre 120 des Kessels entleeren.
Hiedurch wird dieses Überschusswasser über die ganze Heizfläche des Hauptkessels verteilt und infolge des Speisewasserabzuges für den Hilfsdampferzeuger von der Kesselunterseite wird ein sehr wirksamer Wasserumlauf im Hauptkessel um die Heizrohre 1*20 erzielt.
Je nach Wunsch kann der Wasserspiegel im Hauptkessel 102 unterhalb der Mündungen der Düsen116 und ebenso unterhalb der Rauchrohre !' : ?, ober welchen diese Düsen unmittelbar münden, gehalten werden, so dass das überschüssige Wasser in Form eines Films auf den Aussenseiten der Rauchrohre verteilt und hiedurch die wärmeaustausehende Wirkung und infolgedessen die Verdampfung gesteigert wird. Falls diese Anordnung vorgezogen wird, kann es auch wünschenswert erscheinen, das Überschusswasser an die freien Flächen des Kessels heranzuführen, beispielsweise durch seitlicheDüsen. so dass diese Flächen gegen Ausglühen geschützt und gleichzeitig zur Verdampfung herangezogen werden.
Das das verdampfte Wasser ersetzende Speisewasser kann an einem beliebigen Punkt in den
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abschliessbaren Abzweigungen versehen, so dass das Speisewasser entweder der Saugseite der Pumpe JM oder durch das Rohr 126 bzw. 112 dem unteren oder oberen Teil des Hauptkessels 102 zugeführt werden kann. Das Rohr 126 erstreckt sich ebenso wie das Rohr 112 über die ganze Kessellänge und ist mit seitlichen Abzweigen 128 versehen, aus welchen das Speisewasser durch Düsen 130 austritt. Das Speisewasser kann mit dem Überschusswasser des Abscheiders 14 gemischt in das Rohr l1 eingeführt werden und von diesem durch die Düse 116 auf die Rauchrohre. 120 geblasen werden.
In Fig. 4 ist die Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem vertikalen Wasserrohrkessel, Bauart Wickes. dargestellt. Dieser besteht aus einem Ober- und Unterkessel 132, 134.
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Ablenkwand 138 voneinander getrennte Gruppen unterteilt. Die vertikale Ablenkplatte bewirkt, dass die heissen Gase vom Feuerraum 140 bzw. der Wärmequelle längs der vorderen Rohrgruppen auf-und längs der rückwärtigen Rohrgruppe nach abwärts steigen und hierauf durch den Abzug 1. J,'2 abstreichen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Hilfsdampferzeuger im Rauchgasabzug 142 ange-
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Bauhöhe nicht vergrössert wurde.
Fig. 5 zeigt die Erfindung in Verbindung mit einem Marinekessel, wobei der Hilfsdampferzeuger im Raurhgasabzug 2 des Kessels angeordnet ist und das Kreislaufwasser für den Hilfsdampferzeuser
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Hilfsdampferzeugerrohre verhütet ist und überhitzter Dampf erzeugt wird. Das Versagen der Pumpe kann jedoch auch einen Regler"194 betätigen, der dieselben elektrischen Relais steuert. Diese Steuereinrichtung kann bei jeder in den Zeichnungen dargestellten Anlage vorgesehen werden, bei welcher die Hilfsdampferzeugerrohre mit dem Dampfraum des Hauptkessels verbunden sind.
Selbstverständlich kann man die Einrichtung gemäss der Erfindung auch bei Kesselbatterien bzw. auch bei Steilrohrkesseln unter Erzielung der gleichen Vorteile anwenden. In diesem Falle sind die Wasserrohre bzw. Unterkessel gemeinsam an die oberen Enden der Dampferzeugungsrohre angeschlossen.
Die Erfindung ist auch in Verbindung mit einem Kessel mit vertikalen Rauchrohren anwendbar, wobei der Hilfsdampferzeuger bzw. seine Rohre wesentlich gegell di"Vertikale geneigt sind. im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen, bei welchen die Hilfsdampferzeugerrohre annähernd vertikal liegen.
In den Fig. 6--8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung bei einem Kessel mit vertikalen Rauchrohren dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Organe des Hilfsdampferzeugers anstatt im Rauchgasabzug, wo sie die bereits durch die Rauchrohre hindurchgestrichenen Abgase umspülen,
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rohr vorgesehen. Diese Anordnung der Hilfsdampferzeugerrohre bedingt eine von den bisher beschriebenen vollständig abweichende Ausbildung und Anordnung der Wasserkästen bzw. Verbindungsstücke. In den Fig. 7 und 8 sind solehe verschiedene Anordnungen dargestellt.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsforni erstrecken sich die geringen Durchmesser aufweisenden Rohre 6 des Hilfsdampferzeugers durch die Rauchrohre 288 des Rauchrohrkessels 290. Um diesegeringenDurchmesseraufweisendenRohreübereinegenügendeLängemitdenHeizgaseninBerührung zu bringen, sind die Rohre 6 an beiden Enden über die Rauchrohre 288 hinaus verlängert.
Durch diese Anordnung der Rohre 6 innerhalb der Rauchrohre 288 des Hauptkessels werden ver- schiedene Vorteile erzielt. Vor allem wird durch die Verengung des Durchgangsquerschnittes für die Heizgase die Geschwindigkeit dieser Gase erhöht und infolgedessen gelangt eine grössere Menge von Gas. teilehen mit den Heizflächen zur Berührung. Die Folge davon ist ein besserer Wärmeaustausch als bei den gewöhnlichen Rauchrohrkesseln. Ausserdem gelangen die Gase, solange sie noch am heissesten sind, mit einer bedeutend grösseren, dem Wärmeaustausch dienenden Fläche in Berührung.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform dient, ebenso wie bei den andern beschriebenen
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läufigen Wasserumlaufes im Kessel. Das den Rohren 6 zuzuführende Wasser wird dem Hauptkessel 290 entnommen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist d ; e das Kreislaufwasser durch das Rohr 296 in den Wasserkasten 298 der Rohre 6 drückende Pumpe 294 mit dem unteren Teil des Hauptkessels 290 durch ein Rohr 292 verbunden. Der Wasserkasten 298 besteht aus radialen, von einem zentralen Standrohr 302 ausgehenden Abzweigungen 300 (Fig. 7). Diese Abzweigungen umfassen die oberen Enden der Rohre 6 und weisen Organe auf, mittels welcher Wasserstrahlen an den oberen Enden der Rohre Siegen deren Innenwände gerichtet werden können.
Hiebei wird den Rohren 6 mehr Wasser zugeführt, als in denselben verdampft werden kann.
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Dampf werden an den unteren Enden der Rohre 6 in einem Wasserkasten aufgenommen. Dieser ist in Fig. 8 dargestellt. Die Abzweigungen 304 verlaufen längs Radien einer Sammelleitung 306, die als Amasser- abscheider dient. Der in der Leitung 306 abgeschiedene Dampf wird durch das Rohr 307 der Hauptdampf- leitung. 309 zugeführt, die ihrerseits mit dem Dampfraum. 311 des Hauptkessels 290 verbunden ist. Das in der Leitung 306 abgeschiedene Wasser fliesst durch das Rohr 313 nach abwärts zu der Pumpe, 294.
D'e Rohre 292 und 313 sind durch ein T-förmiges RohrstÜck 315 verbunden.
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welche Veränderungen am Hauptkessel vornehmen zu müssen. Wenn das Absperrorgan 401 geöffnet ist. besitzt die Anlage dieselben sich aus dem verbesserten Wasserkreislauf ergebenden Vorteile, wie die in Fig'. 6 dargestellte.
Die Erfindung gestattet nicht nur die Verbesserung der Qualität des Wassers unter gleichzeitiger
Herabsetzung der notwendigen Wassermenge, sondern es findet auch eine Verbesserung der Güte des
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Trockenheit oder Sättigung erhalten werden kann. Ausserdem ergibt die beschleunigte, aus der verbesserten Wasserzk'kulation und dem schnellen Wärmeaustausch im Hilfsdampferzeuger resultierende
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die Qualität des Speisewassers verbessert und dadurch Kesselsteinbildung verhindert wird.
Das Wasser wird infolge seines Umlaufes durch die Hilfsdampferzeuger entlüftet, die Dampfqualität verbessert und infolge der Freiheit in der Anordnung der einzelnen Teile jeden, bei beliebigen Dampferzeugungsanlagen auftretenden Forderungen im weitesten Masse Genüge geleistet werden kann.
Zusätzlich zu den durch die verbesserte Wasserzirkulation und die verbesserte WasserqnaJität
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auch die Leistung sowohl des Haupt-als auch des Hilfskessels, u. zw. dadurch, dass bei einer Anzahl der dargestellten Anlagen das aus dem Hauptkessel entnommene und durch die Hilfsdampferzeuger gesandte Wasser eine geringere Temperatur als der gesättigte Dampf aufweist, so dass die vordersten Teile der HilfedampferzeugelTohre als Speisewasservorwärmer wirken und eine weitere Herabsetzung der Abga'- temperatur gestatten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampferzeugungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dampferzeuger an sich bekannter Bauart, bei welchem das Wasser mittels einer Pumpe od. dgl. in einer das Verdampfungsvermögen übersteigenden Menge derart zugeführt wird, dass alle Rohre in gleicher Richtung durchströmt werden, mit einem zweiten Dampferzeuger beliebiger Bauait so in einen Kreislauf geschaltet ist, dass der Wasser- überschuss aus dem ersten Dampferzeuger von dem zweiten aufgenommen und Wasser von diesem in den ersten Dampferzeuger zurÜckgefördert wird, so dass der Wasserumlauf dauernd in einer Richtung aufrechterhalten wird.