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Einrichtung an Fallrohren von Wasserrohrkesseli.
Im Wasserrohrkesseln tritt in Siederohren mit nach abwärts gerichteter Wasserbewegung, sogenannten Fallrohren, bei gesteigerter Belastung Dampfbildung ein. Durch den Auftrieb der Dampfblasen entgegen der Strömungsrichtung des Wassers, werden die Rohre in ihrer Funktion als Fallrohre beeinträchtigt und der Wasserumlauf im Kessel gestört. Weiters treten in der Dampfbildungszone Korrosionen infolge Spaltung des Dampfes in Wasserstoff und Sauerstoff auf, da der gebildete Dampf nur langsam abströmt. Rasche Rohrzerstörungen sind die Folge. Um einen geregelten Wasserumlauf im Kessel aufrecht zu erhalten, sollten bisher Fallrohre nur soweit beheizt werden, dass keine Dampfbildung eintritt. Bei höheren Drücken tritt im Fallrohr viel eher Dampfbildung auf und es mussten in
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betriebssicher zu gestalten.
Die Einrichtung bezweckt die Schaffung eines auch bei gesteigerter Beheizung zuverlässig wirkenden beheizten Fallrohres dadurch, dass im oberen Teil des Rohres, im Bereich der Dampfbildungszone, ein Innenrohr angeordnet wird.
Die Zeichnung zeigt in Fig. l ein Kesselrohrbündel mit der Einrichtung gemäss der Erfindung im Schnitt. Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 sind 1 die den Oberkessel 2 und den Unterkessel 3 verbindenden Steigrohr, 4 die als Fallrohre wirksamen Siederohre, 5 ist die Feuerung. Um auch bei gesteigertem Betrieb ein zuverlässiges Arbeiten der beheizten Fallrohre zu gewährleisten, wird erfindungsgemäss in deren oberem Teil ein Innenrohr 6 angeordnet, das sieh über den Bereich der Dampfbildungszone erstreckt, also von der Obertrommel bis ungefähr zu jener Stelle, wo die Wassertemperatur bei Höchstlast dem Verdampfungsdruck entspricht.
Durch Anordnung des Innenrohres werden das innen abwärtsströmende Wasser und der aussen auf- wärtsstreichende Dampf voneinander getrennt, wodurch eine gegenseitige Behinderung ihrer Bewegungen vermieden wird. Das Dampfwassergemisch im Ringraum, zwischen Fallrohr und Innenrohr, bewegt sich mit grosser Geschwindigkeit, wodurch Dampfspaltungen und dadurch Korrosionen vermieden werden.
Innerhalb des Innenrohres und im unteren Teil des Fallrohres findet ungestörtes Abwärtsströmen des Kesselwassers statt. Das Innenrohr über die ganze Länge des Fallrohres anzuordnen, würde dem
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rohr, das Innenrohr aber als unbeheiztes Fallrohr wirksam wäre (Fieldrohr).
Ein mit einem Innenrohr ausgerüstetes Fallrohr, gemäss der Erfindung, gestattet überdies eine höhere Wärmebelastung des Rohres in seinem unteren Teil, ohne dass störende Dampfbildung zu be- fürchten wäre. Beim Durchströmen des Innenrohres erhöht sich nämlich die Wassertemperatur nicht nennenswert, so dass an der Austrittsstelle aus diesem die Wassertemperatur wesentlich tiefer unter der Verdampfungstemperatur liegt, als es an der gleichen Stelle des Fallrohres ohne Benutzung eines Innenrohres der Fall wäre. Dieser grösseren Temperaturspanne entspricht aber eine grössere Wärmemenge, die dem unteren Rohrt eil zugeführt werden kann, ohne dass ein Erreichen der Verdampfungstemperatur zu befürchten wäre.
Die Zulässigkeit einer höheren Wärmebelastung des unteren Rohrteiles äussert sich darin, dass Kessel mit Fallrohren gemäss der Erfindung gegenüber Belastungsschwankungen wesentlich unempfindlicher sind. Der ungehindert abströmende Dampf reisst weniger Wasser mit und ist daher trockener.
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Installation on downpipes of water tube boilers.
In water tube boilers, steam formation occurs in boiler tubes with downward movement of water, so-called downpipes, when the load increases. Due to the buoyancy of the steam bubbles against the direction of flow of the water, the pipes are impaired in their function as downpipes and the water circulation in the boiler is disturbed. Furthermore, corrosion occurs in the steam formation zone due to the splitting of the steam into hydrogen and oxygen, since the steam formed flows off only slowly. The result is rapid pipe destruction. In order to maintain a regulated water circulation in the boiler, downpipes should previously only be heated to the extent that no steam formation occurs. At higher pressures, steam formation is much more likely to occur in the downpipe and it had to be in
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to make it operationally reliable.
The purpose of the device is to create a heated downpipe that works reliably even with increased heating by arranging an inner pipe in the upper part of the pipe, in the area of the steam formation zone.
The drawing shows in Fig. 1 a boiler tube bundle with the device according to the invention in section. Fig. 2 shows an embodiment of the invention.
In Fig. 1, 1 are the riser pipes connecting the upper boiler 2 and the lower boiler 3, 4 are the boiler pipes acting as downpipes, 5 is the furnace. In order to ensure reliable operation of the heated downpipes even with increased operation, an inner pipe 6 is arranged according to the invention in its upper part, which extends over the area of the steam formation zone, i.e. from the upper drum to approximately the point where the water temperature at maximum load Corresponds to evaporation pressure.
The arrangement of the inner tube separates the water flowing downwards on the inside and the upwardly flowing steam on the outside, which prevents mutual hindrance of their movements. The steam-water mixture in the annulus, between the downpipe and the inner pipe, moves at great speed, which prevents steam splitting and corrosion.
Inside the inner pipe and in the lower part of the downpipe, the boiler water flows undisturbed downwards. To arrange the inner pipe over the entire length of the downpipe would be the
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pipe, but the inner pipe would act as an unheated downpipe (field pipe).
A downpipe equipped with an inner pipe, according to the invention, also allows a higher thermal load on the pipe in its lower part without fear of the formation of disruptive steam. When flowing through the inner pipe, the water temperature does not increase significantly, so that the water temperature at the exit point is significantly lower than the evaporation temperature than would be the case at the same point of the downpipe without using an inner pipe. This larger temperature range, however, corresponds to a larger amount of heat which can be supplied to the lower part of the pipe without having to fear that the evaporation temperature will be reached.
The permissibility of a higher thermal load on the lower pipe part is expressed in the fact that boilers with downpipes according to the invention are significantly less sensitive to load fluctuations. The unhindered flow of steam entrains less water and is therefore drier.