AT135255B - Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleichbleibendem Druck verbrannt wird und Dampferzeuger zu seiner Durchführung. - Google Patents

Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleichbleibendem Druck verbrannt wird und Dampferzeuger zu seiner Durchführung.

Info

Publication number
AT135255B
AT135255B AT135255DA AT135255B AT 135255 B AT135255 B AT 135255B AT 135255D A AT135255D A AT 135255DA AT 135255 B AT135255 B AT 135255B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
steam generator
steam
compressor
tubes
pressure
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Original Assignee
Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bbc Brown Boveri & Cie filed Critical Bbc Brown Boveri & Cie
Application granted granted Critical
Publication of AT135255B publication Critical patent/AT135255B/de

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleieh- bleibendem Druck verbrannt wird und Dampferzeuger zu seiner   Durchführung.   



   Es ist bekannt, dass der Wärmeübergang eines Gases oder einer Flüssigkeit von der Dichte und Strömungsgeschwindigkeit derselben abhängt. Die in der Praxis bei   Wärmeaustausehvorrichtungen,   besonders bei Dampferzeugern, angewandten Geschwindigkeiten blieben trotzdem bisher sehr niedrig und in der Tat hat auch die Wissenschaft, die dem ausführenden Techniker das Rüstzeug für die Berechnung und Untersuchung dieser Apparate liefert, bisher die Erforschung des Wärmeüberganges 
 EMI1.1 
 war es anderseits doch nicht bekannt, welche Beträge dieser   Wärmeübergang   tatsächlich annimmt, wenn die Geschwindigkeit wesentlich, d. h. z. B. auf Schallgeschwindigkeit oder mindestens über die Hälfte der Schallgeschwindigkeit, erhöht wird.

   Man hat aber auch deshalb diese hohen Strömungsgeschwindig- keiten nicht angewandt oder für praktisch unverwertbar gehalten, da der Arbeitsaufwand, der zur
Erzeugung dieser hohen Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich ist, als nicht mit den durch die hohen   Strömungsgeschwindigkeiten   erzielbaren Vorteilen in Einklang stehend betrachtet wurde. 



   Dass es sich bei den hier zur Anwendung kommenden Strömungsgeschwindigkeiten um ganz andere
Verhältnisse handelt, als sie bisher erforscht und angewandt wurden, kann aus folgendem ersehen werden :
Ist die   Strömungsgeschwindigkeit   klein, so spielt die Kompressibilität (Elastizität) des strömenden
Gases keine Rolle. Die Strömung ist dann bekanntlich nur abhängig von der Reynoldsehen Zahl und der Wärmeübergang von der   Pecletschen   Zahl. Steigt die Strömungsgeschwindigkeit aber auf z.

   B. über die Hälfte der Sehallgesehwindigkeit, so macht sich der Einfluss der Kompressibilität des Gases in steigendem Masse fühlbar, und es wird die Strömung (Wärmeübergang) auch abhängig von der sogenannten Machschen ZahL Die Eigenreibung des Gasstromes, die ungefähr dem Quadrate der Geschwindigkeit proportional ist, wird sehr gross und, da sie in der Hauptsache in derGrenzsehicht zurAuswirkung kommt, so entsteht dort eine grosse Erwärmung, die den ganzen Vorgang der Wärmeübertragung ändert. 



   Bezüglich der Erzeugung dieser   Strömungsgeschwindigkeiten   ist zu   berücksichtigen,   dass diese auf sehr wirtschaftliche Weise erfolgen kann, wenn alle oder ein grosser Teil der zur Verdichtung aufgewendeten Energie dem Wärmekreislauf des Dampferzeugers wieder zugeführt wird. Die der Verdichtungsarbeit des Brennstoff-Luftgemisches entsprechende Energie wird in jedem Falle in Form von Verdichtungs-und Verlustwärme für die Dampferzeugung nutzbar. 



   Der Gegenstand der Anmeldung betrifft nun ein Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem die Rauchgase an den Heizflächen (Siederohren) mit einer der Schallgeschwindigkeit gleichen oder nahezu gleichen Geschwindigkeit vorbeigeführt werden. Um den Rauchgasen diese Geschwindigkeit zu erteilen, muss in den Rohren ein gewisses Druckgefälle zur Verfügung stehen, d. h. es muss der Druck innerhalb der Brennkammer ein gewisses Vielfaches des Druckes im Fuchs betragen. Trotz des bei hohen Geschwindigkeiten hohen Druckverlustes infolge der Reibung innerhalb des Rohres kann dieses Vielfache doch verhältnismässig klein sein (z.

   B. genügt unter Umständen schon ein Druckverhältnis von 1-7), da durch   die Abkühlung, die die Heizgase während ihres Durchflusses an den Rohrwänden erfahren, eine Zunahme der Dichte und damit eine Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit dieser Gase eintritt. Diese Ver-   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 strömenden Gasen in einem Diffussor der Fall ist. Die Riickverdichtung wirkt dem Druckverlust infolge Rohrreibung entgegen, und so   erklärt   es sich, warum das zur Beschleunigung der Heizgase auf hohe Geschwindigkeit nötige   Druckgefälle   in diesem Dampferzeuger tatsächlich viel kleiner sein kann als es der Fall wäre, wenn die Strömung im Rohr ohne Wärmeentzug stattfände. Die Brennkammer dieses Dampferzeugers ist also ein allseitig druckfester Behälter, wie er z.

   B. für   Gleiehdruek-Gasturbinen   Anwendung findet, wobei die Verbrennungsluft und der Brennstoff unter Druck, z. B. durch einen Verdichter, angeliefert wird. 
 EMI2.2 
 während in den Fig. 2-7 Einzelheiten und besondere Ausführungen dargestellt sind. 



   In Fig. 1 ist 1 die Brennkammer, die aus einem druckfesten Blechmantel 2 und einer wärmeisolierenden Schicht 3 besteht. Durch Brenner 4 werden die Verbrennungsluft und der Brennstoff unter Druck zugeführt und entzündet. Der Verdampfer ist unter 5 dargestellt. Er besteht   zweckmässigerweise   aus einem Bündel Rohr 6   von germger lichter   Weite, die von den Rauchgasen mit hoher Geschwindigkeit   durchströmt werden.   Das zu verdampfende Wasser wird ausserhalb der Rohre vorbeigeführt. Um auch wasserseitig einen   grossen Wärmeübergang zu   erhalten und die sich bildenden Dampfblasen zuverlässig abzuführen, wird das zu verdampfende Wasser im   Überschuss   mittels einer Pumpe 7 in raschen Umlauf gebracht.

   Zur Ausscheidung des Dampfes dient der Druckbehälter   8,   in den auch das Speisewasser bei. 9 
 EMI2.3 
 geführt werden. Die abgekühlten Rauchgase verlassen den Verdampfer bei 12. Zum Antrieb des Verdichters 13 dient z. B. ein Elektromotor M Der überhitzte Frischdampf wird bei   jJ   entnommen. 



   An Stelle des getrennten Verdampfers   5   können   zweckmässigerweise   auch einzelne Rohrkörper (Siederohre) als Verdampfer verwendet werden, die aus einem Rohr bestehen, in dessen Innerem sich ein oder mehrere Rohre befinden, durch die die Rauchgase geführt werden. Das zu verdampfende Wasser strömt im Gegenstrom an diesen Rauehgasrohren vorüber. Fig. 2 zeigt die Anordnung mit einem, Fig. 3 mit mehreren   Rauchgasrohren.   Diese Rauehgasrohre können über die ganze Länge gleichen Querschnitt aufweisen, sie können aber auch, entsprechend der Veränderlichkeit des spezifischen Volumens der Rauchgase und der verlangten Strömungsgeschwindigkeit, verschiedenen Querschnitt haben, indem man entweder Rohre verschiedener liehter Weite aneinandersetzt oder das gleiche, zylindrisehe Rohr 
 EMI2.4 
 



   Eine weitere Ausführung für die Verdampferrohre zeigt Fig. 5. Hier sind drei Rohre 20. 21 und 22 konzentrisch ineinander gelagert, wobei der Raum für die Rauchgase durch Rohr 21 und 22 gebildet wird. 



  Das zu verdampfende Wasser wird im Rohr 22 und zwischen Rohr 20 und 21 geführt. 



   Die Verwendung einzelner Siederohre als Verdampfer gestattet die Auskleidung der Brennkammer mit diesen, so dass auf einen Wärmeschutz der Brennkammerwände durch feuerfeste Isolierung ganz verzichtet werden kann oder für diesen eine dünnere isolierende Schicht, die zwischen den Siederohren und der druckfesten Brennkammerwand angebracht ist, genügt. Fig. 6 zeigt die Anordnung eines Dampferzeugers mit einzelnen Verdampferrohren (Siederohren), die gleichzeitig als Wandverkleidung dienen. 



  Es ist 30 die Brennkammer. Brennstoff und Luft werden durch den   Brenner-M   eingeführt. Das zu verdampfende Wasser tritt bei 32 in den unteren Ringraum 33 und strömt mit hoher Geschwindigkeit, die durch eine Umlaufpumpe erzeugt sein kann, durch die Siederohre 34, welche den Brennkammerumfang dicht umschliessen, nach dem oberen Ringraum 35. Im Inneren der Siederohre befinden sich die Rauchgasrohre 36. Durch sie strömen die Rauchgase, die bei 37 eintreten und durch das Sammelrohr 38 abgeführt werden, mit hoher Geschwindigkeit, wobei sie ihre Wärme an das vorbeigeführte Wasser abgeben. Das mit Dampfblasen reich gesättigte Umlaufwasser verlässt den Verdampfer   bei/39.   von wo es, ähnlich wie bei der Anordnung nach Fig. 1, zu einem Dampfabscheider oder Dampfsammler gelangt. 



  Zur Überhitzung wird der abgeschiedene Nassdampf zum Verdampfer   zurückgeführt,   in dessen Feuerraum der Überhitzer 40 eingebaut ist. 



   Werden die Verdampfer (Siederohre) dicht genug aneinandergereiht, so kann auf einen Wärme- 
 EMI2.5 
 wie 42 zeigt, vorzusehen. 



   Fig. 2 zeigt einen Teil der beschriebenen Einzelheiten der Fig. 6 in vergrössertem Massstab, Fig. 7 ist ein Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 2. Die Bezeichnungen sind die gleichen wie auf Fig. 6. 



   Als Antriebsmotor des Verdichters kann eine Dampfturbine, irgendeine Brennkraftmaschine oder auch ein Elektromotor Anwendung finden. Wird eine Dampfturbine verwendet, so kann diese 
 EMI2.6 
 und Abdampf das   Speisewasser für den Dampferzeuger vorgewärmt   wird. Die für den Betrieb des Dampferzeugers gemäss der Erfindung erforderliche   Verdichterleistung   erfordert nämlich bei Anwendung einer 

 <Desc/Clms Page number 3> 

   Entnahmegegendruckturbine   eine Dampfmenge für den Betrieb derselben, die gerade gross genug ist, um das Speisewasser bis nahe an   Verdampftemperatur vorzuwärmen.   



   Dient zum Antrieb des Verdichters eine   Verbrennungskraftmaschine (Gasmaschine, Diesel-     maschine od. dgl. ), so wird man die Abgase dieser Antriebsmaschine den Rauchgasen der Dampferzeuger-   feuerung beimengen, um auch die in den Abgasen enthaltene Wärme noch für die Dampferzeugung auszunutzen. Die Abmessungen dieser   Antriebsmaschine   können wesentlich verringert werden, wenn man diese Maschine mit Aufladung betreibt, also die Verbrennungsluft und den Brennstoff vorverdichtet anliefert. Es ist hiefür kein besonderes Gebläse erforderlich, sobald man die Ladeluft vom gleichen Verdichter, der die Verbrennungsluft der Dampferzeugerfeuerung liefert, erzeugen lässt. 



   Um eine Vorstellung zu geben, welche bedeutenden Vorteile durch die Erhöhung der Rauchgasgeschwindigkeit auf Schallgeschwindigkeit oder nahe derselben erreicht werden, sei noch erwähnt, dass der Wärmeübergang der Rauchgase bei den   inFrage kommendenDrücken   und den erwähnten   Geschwindig-   keiten bis zu 2000   WE/m2   h C   beträgt, gegenüber 25-50 WE/m h C,   mit denen bei den Rauchgasen in den Rauchgaszügen gewöhnlicher Dampferzeuger gerechnet werden muss. Die   aktive Heizfläche   der Dampferzeuger gemäss der Erfindung vermindert sich also auf weniger als den vierzigsten Teil. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleichbleibendem Druck verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase an den Heizflächen (Siederohren) mit einer der Schallgeschwindigkeit gleichen oder nahezu gleichen Geschwindigkeit vorbeigeführt werden.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck innerhalb der Brennkammer mindestens auf dem l'7fachen des Druckes im Fuchs gehalten wird.
    3. Dampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Röhren geringer lichter Weite, die sich innerhalb der vom Wasser durchströmten und die Innenseite der Brennkammerwand dicht bedeckenden Röhren (Siederöhren) befinden und durch die die Rauchgase geführt werden.
    4. Dampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anordnung zweier konzentrisch ineinandersitzender, vom Wasser durchströmter Röhren (Siederöhren), durch deren Zwischenraum von geringer lichter Weite die Rauchgase geführt werden.
    5. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter zur Herstellung des Druckes für die Erzeugung der grossen Heizgasgeschwindigkeiten von einem Motor, z. B. einer Dampfturbine oder einer Brennkraftmasehine, angetrieben wird, deren für den Antrieb nicht ausgenutzter Teil der zugeführten Wärmeenergie für die durch die Ansprüche 1 und 2 gekennzeichnete Dampferzeugung herangezogen wird.
    6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine des Verdichters eine Entnahmegegendruckturbine ist, deren Entnahme-und Abdampf zur Vorwärmung des Speisewassers verwendet wird.
    7. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine des Verdichters eine Brennkraftmaschine ist, deren Abgase den Heizgasen des Kessels beigemengt werden und für deren Kühlung Speisewasser verwendet wird.
    8. Dampferzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb des Verdichters mit Aufladung betrieben wird, wobei zur Verdichtung der Aufladeluft der gleiche Verdichter verwendet wird, der die Brennluft für den Dampferzeuger liefert.
AT135255D 1928-12-19 1929-10-22 Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleichbleibendem Druck verbrannt wird und Dampferzeuger zu seiner Durchführung. AT135255B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE135255X 1928-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT135255B true AT135255B (de) 1933-11-10

Family

ID=5665869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT135255D AT135255B (de) 1928-12-19 1929-10-22 Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleichbleibendem Druck verbrannt wird und Dampferzeuger zu seiner Durchführung.

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT135255B (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2847028C2 (de) Brennkraftmaschinenanlage
DE2058561A1 (de) Waermeerzeuger mit untergetauchter Verbrennung insbesondere zur Gewinnung von heissem Wasser
DE2523672A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verdampfung fluessiger erdgase
DE2810191B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Wärmeentzug aus mindestens einem strömenden Wärmeträgermedium
DE2936684A1 (de) Verfahren zum austauschen von waerme und eine vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DD270561A5 (de) Gasturbinenkraftanlage entzuendbar durch wasseranlagernden brennstoff und verfahren zur ausnutzung des heizwertes von besagtem brennstoff
DE2929995A1 (de) Verfahren zur umwandlung geringer waermeenergie in mechanische energie in einer turbine zur weiteren verwendung und anlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE2630456A1 (de) Brennkraftmaschine
WO2006032556A1 (de) Fossil beheizter durchlaufdampferzeuger
DE2752283C2 (de) Brennkraftmaschinen-Anlage
AT135255B (de) Verfahren zur Dampferzeugung, bei welchem ein Brennstoff-Luftgemisch unter höherem, gleichbleibendem Druck verbrannt wird und Dampferzeuger zu seiner Durchführung.
DE626814C (de) Dampferzeuger, bei welchem ein Brennstoff-Luft-Gemisch bei einem gleichbleibenden, hohen Druck verbrannt wird
DE697836C (de) Dampferzeuger
CH144952A (de) Dampferzeuger.
AT135256B (de) Dampferzeuger.
DE444017C (de) Schnelldampferzeuger mit aus durchgehenden Windungen bestehenden Schraubenroehren
DE531618C (de) Wasservorwaermer fuer Dampferzeuger
DE696619C (de) Dampferzeuger mit zwangmaessigem Wasserumlauf
DE958441C (de) Arbeitsverfahren fuer den Waermeaustausch des Arbeitsmittels von Heissluft- bzw. Gasturbinen-Anlagen sowie Vorrichtung zur Ausuebung des Verfahrens
DE889597C (de) Dampferzeuger mit mittelbarer Beheizung des Arbeitsmittels
AT135584B (de) Verfahren zur Dampferzeugung, Dampferzeuger zu seiner Durchführung und Dampfkraftanlagen zur Verwertung des erzeugten Dampfes.
DE102015220742A1 (de) Industrierußherstellungsanlage
DE962801C (de) Abhitzekessel
AT141055B (de) Dampferzeuger.
DE578651C (de) Hochdruckdampfkessel