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Dampferzeuger mit einem im Feuerraum liegenden Kliblschirm.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dampferzeuger mit einem im Feuerraum liegenden Kühlschirm, dessen Rohre an einen oberen und einen unteren Sammler angeschlossen sind, wobei die beiden Sammler durch Rücklaufrohre miteinander in Verbindung stehen. Aus der Kesseltrommel wird durch Rohre dem unteren Sammler Frischwasser zugeführt, während die Abführungsrohre von dem oberen Sammler ausgehen und in den Dampfraum der Kesseltrommel münden.
Bei den bisher bekanntgewordenen Dampferzeugern der vorbeschriebenen Art ergaben sich verschiedene schwerwiegende Nachteile. Oft brannten schon nach kurzer Zeit einzelne Rohre des Kühlsystems durch, was auf Störungen des Wasserumlaufs (Stagnationen und Umkehrungen der Strömungsrichtung) zurückzuführen ist. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, war man bestrebt, den Wasserumlauf zu begünstigen, und man hat zu diesem Zweck die Strömungswiderstände, insbesondere in den Zu-und Ableitungen, durch Vergrösserung der Querschnitte möglichst gering gehalten.
Das hatte aber den andern Nachteil zur Folge, dass aus den Steigrohren des Kühlsystems in die Kesseltrommel grosse Wassermengen einströmten, die den Wasserumlauf im Kessel störten und darüber hinaus die Abscheidung des Dampfes erschwerten, so dass sehr viel Wasserteilehen mit dem abziehenden Dampf mitgerissen wurden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, in die Leitung, die von dem oberen Sammler in den Dampfraum der Kesseltrommel führt, einen Drosselwiderstand von solcher Grösse vorzusehen, dass sich in dem oberen Sammler ein Wasserstand bildet. Auf diese Weise erhält die Kesseltrommel aus dem Kühlsystem in der Regel nur Dampf, so dass die Dampferzeugung des eigentlichen Kessels nicht gestört wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der vom Kessel gelieferte Dampf viel trockener ist. Ferner ergibt sich ein einwandfreier Wasserkreislauf. Der durch die Beheizung des Kühlschirms hervorgerufene Auftrieb wird hauptsächlich dazu benutzt, um das Wasser durch die Rohre des Kühlsystems und durch die Rücklaufrohre umzupumpen. Durch die Zulaufrohre braucht jetzt nur so viel Wasser zugeführt zu werden, wie durch die Ableitungsrohre Dampf abströmt.
Dadurch wird der Querschnitt bzw. die Anzahl der Zu-und Ableitungsrohre wesentlich kleiner. Der vorgeschlagene Kühlschirm lässt sich insbesondere dort mit grossem Vorteil anwenden, wo die Leistung eines bestehenden Dampferzeugers durch Anordnung eines der strahlenden Wärme der Flamme ausgesetzten Kühlschirmes vergrössert werden soll.
Man hat zwar schon angestrebt, eine Trennung des Dampfes von dem Umlaufwasser zu erreichen.
Die in dieser Richtung unternommenen Schritte hatten aber nicht den erwünschten Erfolg. Es fehlte die Erkenntnis, dass die Trennung zwischen Dampf und Wasser dadurch erreicht werden kann, dass in die Abführungsleitung ein Widerstand eingebaut wird.
Es empfiehlt sich, den in die Abführungsleitung einzuschaltenden Widerstand so zu bemessen, dass er gleich oder annähernd gleich ist der Differenz aus der Druckhöhe des Wasserstandes über der Abführungsstelle und dem in den Kühlrohren erzeugten Auftrieb einerseits und dem Widerstand der Kesselwasserzuführung zum Kühlschleier und dem Widerstand des Kühlschirmkreislaufes anderseits.
Die Bemessung der Widerstände bzw. der Leitungsquerschnitte wird in der Regel für den Fall der Höchstlast erfolgen. Bei geringerer Belastung und dementsprechend geringerer Dampferzeugung wird dann allerdings die Geschwindigkeit und damit auch der Widerstand in den Abführungsrohren geringer sein,
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so dass bei geringerer Belastung unter Umständen Kühlschirmwasser in den Kessel mitgerissen werden kann. Dieser Umstand wirkt sich jedoch nicht nachteilig aus. Der Kühlschirm gemäss der Erfindung weist nämlich gegenüber dem eigentlichen Dampferzeuger eine umgekehrte Charakteristik auf, indem er um so trockeneren Dampf liefert, je höher er belastet ist. Da der Kessel gerade umgekehrt arbeitet und bei geringerer Belastung trockeneren Dampf erzeugt, erfolgt ein Ausgleich der Dampffeuchtigkeit.
Hinzu kommt, dass sich die Belastungsänderungen auf dem der strahlenden Wärme ausgesetzten Kühlschirm weniger auswirken als auf dem durch Berührung beheizten Dampfkessel.
Indessen lässt sich auch eine über den gesamten Lastbereich gleichmässige Arbeitsweise dadurch erzielen, dass der Widerstand in den Ableitungsrohren veränderlich gemacht wird. Zu diesem Zweck wird in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens die Anordnung so getroffen, dass die Abführungrohre in den oberen Sammler hineinragen, u. zw. derart, dass sie mit zunehmender Eintauchtiefe einen grösseren Abströmquerschnitt freigeben. Bei dieser Ausbildung stellt sich in dem Sammler ein Wasserstand ein, u. zw. in der Höhe, bei der der Widerstand in den freibleibenden Abströmquerschnitten der oben wiedergegebenen Bedingung entspricht. Auf diese Weise wird auch bei geringeren Belastungen das Zurückhalten des Kühlsehirmwassers sichergestellt.
Für die Eintauchverlängerung der Abströmrohre können mit Schlitzen oder Löchern versehene Rohre ähnlich Brunnensaugern oder schräg abgeschnittene Rohre verwendet werden.
Die Abführungsleitungen der Kühlscmrme werden erfindungsgemäss im Rauchgasstrom des Kessels zur Wasserstandstrommel des Kessels hoehgeführt, da diese Rohre als Dampfüberhitzerrohre wirken und somit der Dampf nachgetrocknet und überhitzt in den Dampfkessel gelangt und dort bzw. in den Dampfleitungen zur Trocknung des Kesseldampfes beiträgt.
Vorteilhafterweise werden die Kühlrohre mehrerer gegenüberliegender Feuerkammerwände in einen gemeinsamen Abführungskasten geführt, wodurch grössere Dampfmenge in einem Abführungskasten anfallen und bei der geringen Anzahl von notwendigen Abführungsrohren eine gleichmässigere Verteilung der Abführungsleitungen sowohl auf den Abführungskasten als auf die Kesselwasserstandstrommel erzielt werden kann.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Anordnung des Kühlschirmes an einer Feuerraumwand, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den
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Der Kühlschleier besteht aus den im Feuerraum liegenden Kühlrohren 1, dem unteren Anschlusskasten 10, dem oberen Anschluss-bzw. Abführungskasten 9 und den Kurzschlussrohren. Vom Abführungskasten 9 gehen die Abführungsleitungen 3 in die Kesselwasserstandstrommel 5 und enden bei 8, also im Dampfraum 7 oberhalb des Flüssigkeitsinhalts 6. Vom Wasserraum 6 führen Kesselwasserspeiseleitungen 2 zu dem unteren Sammler 10 des Kühlsehleiers. In den Abströmrohren 3 ist ein Widerstand von solcher Grösse eingebaut, dass sich in dem Sammler 9 ein Wasserstand bildet. Der Widerstand kann auch durch geeignete Bemessung der Rohre 3 bewirkt werden.
Gemäss Fig. 2 ragen die Abströmrohre 3 in den Abführungskasten 9 hinein, u. zw. mittels in geeigneter Weise übergeschobener Lochkörbe 11.
In kaltem Zustand des Kessels sind sämtliche Leitungen des Kühlschleiers bis zum Wasserstand des Kessels mit Wasser gefüllt. Beim Anheizen nehmen die Rohre 1 Wärme vom Feuer auf, und es entwickelt sich in diesen Rohren Dampf, der vermischt mit Wasser in den Abführungsleitungen 3 aufsteigt. Mit zunehmender Belastung bzw. Dampfentwicklung stellt sich im Kasten 9 zufolge des in den Leitungen 3 vorgesehenen Widerstandes ein Wasserstand ein, so dass nur Dampf durch den Lochkorb 11 abströmt, der nach und nach das restliche Wasser in der Abführungsleitung austreibt, so dass diese Leitung schliesslich nur noch Dampf führt. Beim Kessel nach Fig. 3 liegen die Abführungsrohre 3 im Rauchgasweg des Kessels und nehmen somit noch Wärme auf.
Ferner sind die Kühlrohre gegenüberliegender Feuerkammerwände in dem oberen Sammler 9 zusammengeführt und durch eine Reihe von Rohren 3 mit dem Dampfraum des Kessels verbunden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampferzeuger mit einem im Feuerraum liegenden Kühlschirm, dessen Rohre an einen oberen und einen unteren Sammler angeschlossen sind, wobei die beiden Sammler durch Rücklaufrohre in Verbindung stehen und dem unteren Sammler Kesselwasser zugeführt wird, während die Abführungsleitung von dem oberen Sammler ausgeht und in den Dampfraum der Kesseltrommel mündet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abführungsleitung (3) ein Drosselwiderstand von solcher Grösse eingebaut wird, dass sich in dem oberen Sammler (o) ein Wasserstand bildet.