AT324379B - Dampf- oder heisswassererzeuger und verfahren zum anfahren desselben - Google Patents

Dampf- oder heisswassererzeuger und verfahren zum anfahren desselben

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AT324379B
AT324379B AT944371A AT944371A AT324379B AT 324379 B AT324379 B AT 324379B AT 944371 A AT944371 A AT 944371A AT 944371 A AT944371 A AT 944371A AT 324379 B AT324379 B AT 324379B
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steam
chamber
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AT944371A
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Heinz Dipl Ing Zaunschirm
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Waagner Biro Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1892Systems therefor not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft einen Dampf- oder Heisswassererzeuger, der zumindest teilweise nach dem Naturumlaufsystem arbeitet, insbesondere eine intermittierend arbeitende Kühleinrichtung für heisse Gase, wie z. B. Kühlkamin oder Abhitzekessel nach Stahlwerkskonvertern. 



   Es sind Kühleinrichtungen nach dem Zwangsumlauf- und Zwangsdurchlaufsystem bekannt, bei welchem jedcch die grosse Pumpenleistung nicht nur grosse Anlagekosten sondern auch grosse Betriebskosten verursacht. Es sind ferner Dampferzeuger bekannt, die nach dem Naturumlaufsystem arbeiten. Durch die Lage der Heizflächen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten im Naturumlaufsystem. Die Schwierigkeiten treten einerseits dadurch auf, dass das Wasser des Naturumlaufsystems in der Stillstandszeit gegenüber dem Trommelwasser unterkühlt wird, und anderseits sind sie besonders gross im Anfahrstadium, wo der Wasserumlauf erst in Bewegung gesetzt werden muss. Insbesondere bei Kühlkaminen und Abhitzekesseln nach Stahlwerkskonvertern, wo die Heizung intermittierend erfolgt, sind daher derartige Kühlsysteme infolge der geschilderten Anfahrschwierigkeiten leicht schadensanfällig.

   Die Erfindung vermeidet die angeführten Schwierigkeiten während des Anfahrvorganges, ermöglicht es, das Naturumlaufsystem in den Blaspausen warm zu halten und begünstigt daher die Verwendung des Naturumlaufsystems auch bei intermittierend beheizten Anlagen. 



   Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf- bzw. Heisswasserbehälter, wie   z. B.   die Kesseltrommel, in zumindest zwei miteinander dampf- oder gasseitig in Verbindung stehende Räume unterteilt ist, wobei der eine Raum mit dem Fallrohrsystem und der andere Raum mit dem Steigrohrsystem des Naturumlaufsystems verbunden ist. Vorzugsweise besteht der Dampf- bzw. Heisswasserbehälter aus zwei Einzeltrommeln, deren Dampf- oder Gasräume durch eine Überströmleitung miteinander verbunden sind. Insbesondere ist mindestens eine Einzeltrommel stehend angeordnet. Gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal ist in dem Dampf- bzw. Heisswasserbehälter eine bei Normalwasserstand überflutete Zwischenwand angeordnet. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zum Anfahren eines Dampf- oder Heisswassererzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum des Dampf- bzw. Heisswasserbehälters, in welchen die Steigrohre des Naturumlaufsystems münden, der Wasserspiegel abgesenkt wird, so dass über das Naturumlaufsystem Wasser aus dem ändern Raum in den erstgenannten Raum strömt und beim Einsetzen der Beheizung des Naturumlaufsystems die Durchströmung in demselben erhöht wird, wodurch der Wasserspiegel im erstgenannten Raum angehoben und die anfängliche Niveaudifferenz abgebaut wird. 



   Die Erfindung hat den grossen Vorteil, dass im Augenblick des Beheizungsbeginns optimale Bedingungen gegeben sind, d. h., dass die Wassertemperatur im Naturumlaufsystem gleich der Wassertemperatur des Trommelwassers ist (keine Unterkühlung) und bereits eine Wasserströmung vorhanden ist, so dass die genannten Umlaufstörungen vermieden werden. 



   Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 5 beispielsweise und schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen schematischen Kühlkreislauf. Fig. 2 zeigt ein erfindungswesentliches Detail. Fig. 3 zeigt eine Kühleinrichtung mit zwei Kesseltrommeln. Fig. 4 zeigt eine Kühleinrichtung mit unterteilter Kesseltrommel. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 4. 



   In Fig. 1 ist in vereinfachter Weise ein Kühlsystem eines Dampf- oder Heisswassererzeugers schematisch dargestellt, der nach dem Naturumlaufsystem gekühlt wird. Bei dieser Einrichtung ist der Dampf- bzw. 



    Heisswasserbehälter   der hier als Kesseltrommel ausgebildet ist, durch eine Zwischenwand in zwei Kammern geteilt, die durch einen gemeinsamen Dampf- bzw. Gasraum miteinander verbunden sind. Die beiden Kammern--4 und   5--weisen   in vorteilhafter Weise ungleiche Grössen auf, wobei an die kleinere Kammer   --4--   das Steigrohrsystem --6-- des Naturumlaufsystems angeschlossen ist. An die grössere Kammer   --5--   ist das Fallrohrsystem--7--angeschlossen. Soll nun die betreffende Kühleinrichtung angefahren 
 EMI1.1 
 kann.

   Sobald nun der Niveauunterschied der beiden Wasserspiegel in den Kammern --4 und   5--so   gross ist, dass er den Strömungswiderstand im Naturumlaufsystem überwindet, beginnt nun das Wasser aus der Kammer - über die Rohre des Naturumlaufsystems in die   Kammer--4--zu   strömen. Zur weiteren Aufrechterhaltung des Niveauunterschiedes pumpt die   Pumpe--13--jeweils   die entsprechende Wassermenge wieder aus der kleineren Kammer in die grössere   Kammer--5--.   Setzt nun die Beheizung der Steigrohre ein, so belebt sich der Umlauf infolge der Dichteunterschiede des in den Speicherrohren strömenden Wassers, so dass das durch die Rohre des Naturumlaufsystems strömende Wasser vermehrt wird und der Wasserspiegel in der kleineren   Kammer --4-- wieder   angehoben wird.

   Durch das Steigen des Wasserspiegels in der Kammer   --4-- verringert   sich der zusätzliche Impuls für das Naturumlaufsystem in dem Masse, wie der Wasserüberfluss der   Leitung-6--gegenüber   der   Leitung --12-- steigt,   so dass letzten Endes der zusätzliche Impuls infolge voller Ausbildung des Naturumlaufsystems überflüssig wird. 



   In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsvariante der Rückführung des Wassers aus der   Kammer-4-in   die   Kammer--5--dargestellt.   Bei dieser Konstruktion betreibt die   Pumpe--13--einen Injektor--14--,   der durch die   LeitUng --15-- Wasser   aus dem   Raum-4--in   den   Raum --5-- führt. Diese   Schaltung hat den Vorteil, dass während des normalen Betriebes des Dampf- oder Heisswassererzeugers die Pumpe--13--nicht in Betrieb sein muss, da durch die   Leitung --15-- die   beiden   Räume-4   und   5-- ständig   miteinander in Verbindung sind, so dass sich während des Betriebes kein Niveauunterschied einstellen kann. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante für die Ausbildung der beiden Kammern der   Dampfabscheideeinrichtung--l--dargestellt.   Es sind hier die beiden Kammern der Dampfabscheide- 
 EMI2.1 
 



  Diese Konstruktion erlaubt einen relativ grossen Höhenunterschied des Wasserniveaus in den beiden Trommeln, so dass auch Naturumlaufsysteme mit grossem Druckverlust sicher angefahren werden können. 



   In Fig. 4 ist ein Schaltschema dargestellt, welches für einen Abhitzekessel Verwendung findet. Bei derartigen Kesselanlagen kann man dreierlei Heizflächen unterscheiden. Heizflächen mit grossen Schwierigkeiten 
 EMI2.2 
 beiden Kammern--4 und 5- der Dampfabscheideeinrichtung --1-- eine Verbindungsleitung --29-vorgesehen, die durch ein   Ventil--30--fuhrt.   



   Das Ventil wird während der Anfahrperiode geschlossen, damit sich nach der geschilderten Art ein Niveauunterschied bilden kann. Wenn während des Anfahrvorganges die beiden Wasserstände das gleiche Niveau erreicht haben, wird das Ventil geöffnet, um im Betrieb gleiches Niveau in beiden Kammern zu haben. Des weiteren kann das Ventil zur Regelung des Mindestwasserstandes in der Kammer--4--herangezogen werden. 



  Wenn die Unterkühlung des Steigrohrsystems--6--, z. B. durch einen längeren Umwälzpumpenausfall, so gross wird, dass der ausgebildete Niveauunterschied nicht ausreicht, das Naturumlaufsystem zu durchströmen und dadurch warm zu halten, kann eine   Kurzschlussleitung--26--,   die durch ein   Ventil --28-- führt,   verwendet werden, so dass die   Steigrohre--6--direkt   mit der Leitung --12-- verbunden werden. Der ursprünglich in der Trommel gegebene Niveauunterschied wird noch weiter gesteigert, wodurch der Umlauf vor Blas- bzw. 



  Beheizungsbeginn in Gang gesetzt werden kann. 
 EMI2.3 
 Selbstverständlich eignet sich diese Schaltung auch für geschlossene Systeme. Bei diesen Systemen sind dann die. 



  Leitungen--31 und   32--überflüssig.   An ihrer Stelle tritt dann ein an sich bekannter Wärmevernichter, wie   z. B. luftgekühlter   Kondensator, oder ein Wärmeverbraucher. 



   In Fig. 5 ist eine weitere Ausführung dargestellt, bei der die Kesseltrommel mit einem Dampfspeicher - verbunden ist. Es gelten hier im wesentlichen dieselben Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Zeichnungen. Bei dieser Konstruktion kann auch die   Leitung--29--entfallen,   wenn die Zwischenwand -   überflutbar   ausgebildet ist, so dass während des Normalbetriebes der Normalwasserstand in der 
 EMI2.4 
    Teilraum--4--der--5--   der Kesseltrommel gesteuert wird. Die Öffnung des Ventils --17-- ermöglicht die Rückführung des Wassers aus dem   Raum-4--in   den Dampfspeicher--16--, so dass in den beiden   Teilräumen--4   und   5--ein   Niveauunterschied eingehalten werden kann.

   Am   Steigrohrsystem --6-- der Naturumlaufheizfläche     --36--,   insbesondere an deren   Austrittssammelkammer--24--,   können fallweise   Kurzschlussleitungen--25   bzw. 26--angeordnet werden, die in die Leitung--12--zwischen Dampftrommel und Dampfspeicher 
 EMI2.5 
 kann. Des weiteren besitzt diese Leitung eine Abzweigleitung-23-, durch welche Dampf aus dem Dampfraum--18--des Dampfspeichers--16--in die   Kesseltrommel--l--und   von dort über die   Leitung--19--zum Kondensator--20--geführt   wird. Zur Regelung der Durchströmung der Leitungen   --22   bzw.   23--sind Rückschlagklappen--35--im   Leitungszug angeordnet. 



   Selbstverständlich können hier, wie in Fig. 4 dargestellt, am   Raum--5--weitere Naturumlaufheizflächen   vorgesehen sein. 



   In der   Leitung--19--zwischen   dem Dampfraum --2-- der Kesseltrommel und dem Wasserraum des   Dampfspeichers--16--ist   ein Wärmeverbraucher, wie   z. B.   luftgekühlter Kondensator--20--, eingeschaltet, durch welchen eine etwa konstante Dampfmenge rückgekühlt wird. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Wenn im Leistungsbereich der   Pumpe --13-- keine   Heizfläche angeordnet ist, kann diese in der Regel bedeutend kleiner als Speisepumpe ausgelegt werden. Zur Erreichung des Niveauunterschiedes wird bei 
 EMI3.1 
 bis zum Erreichen des Normalwasserstandes voll weiter und werden dann nach diesem geregelt. Auf diese Art und Weise gelingt es, einen reinen Naturumlaufkessel auch für schwierige Heizflächen zu bauen, ohne dass während der Anfahrperiode Überhitzungen der einzelnen Heizflächen auftreten können. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1.   Dampf-oder Heisswassererzeuger,   der zumindest teilweise nach dem Naturumlaufsystem arbeitet, 
 EMI3.2 
 wie z. B. die Kesseltrommel, in zumindest zwei miteinander dampf- oder gasseitig in Verbindung stehende Räume (4,5) unterteilt ist, und der eine Raum (5) mit dem Fallrohrsystem (7) und der andere Raum (4) mit dem Steigrohrsystem (6) des Naturumlaufsystems verbunden ist. 
 EMI3.3 


Claims (1)

  1. Heisswasserbehälter (1) aus zwei Einzeltrommeln (8,9) besteht, deren Dampf- oder Gasräume (2) durch eine Überströmleitung (10) miteinander verbunden sind (Fig. 3). EMI3.4 Heisswasserbehälter (1) eine im Dampf- oder Gasraum (2) Durchtrittsöffnungen aufweisende Zwischenwand (11) angeordnet ist (Fig. l, 2,4 und 5). EMI3.5 (4), in welche die Steigrohre (6) des Naturumlaufsystems münden, in die Kammer (5), von welcher die Fallrohre (7) ausgehen, eine Leitung (12 bzw. 12a) mit einer Pumpe (13) angeordnet ist, die in die entgegengesetzte Richtung als das Naturumlaufsystem Wasser von der Kammer (4) in die Kammer (5) fördert (Fig. 1 bis 5).
    EMI3.6 Injektor (14) arbeitet, der Wasser aus der Kammer (4) in Richtung der Pumpe (13) in die Kammer (5) fördert und zu diesem Zweck über eine Leitung (15) mit der Kammer (4) verbunden ist (Fig. 2). EMI3.7 Abhängigkeit vom Wasserstand in der Kammer (5) regelbar ist und bei fallendem Wasserstand bei Erreichen einer bestimmten Marke die Leitung (12) in den Speicher (16) abschliesst. EMI3.8 zwischen Speicher (16) und Kesseltrommel (1) Heizflächen (21) angeordnet sind, die nach einem Zwangsumlaufsystem gekühlt sind (Fig. 4, 5). EMI3.9 dass an den Steigrohren (6) der Naturumlaufheizfläche (36), insbesondere an deren Austrittssammelkammern (24) eine Kurzschlussleitung (25 oder 26) zur Leitung (12 bzw. 12a) anschliesst, welche vorzugsweise über ein Absperrorgan (28) geführt ist (Fig. 4, 5).
    EMI3.10 dass die dampf- oder gasseitig in Verbindung stehenden Räume (4 und 5) auch wasserseitig durch eine Leitung (29) verbunden sind, in der ein Ventil (30) angeordnet ist, das in Abhängigkeit vom Wasserstand in der Kammer (4) regelbar ist (Fig. 4). EMI3.11 <Desc/Clms Page number 4> dass an dem Raum (5), an dem die Fallrohre (7) angeschlossen sind, mindestens ein zusätzliches Naturumlaufsystem (27) angeschlossen ist (Fig. 4).
    16. Verfahren zum Anfahren eines Dampf- oder Heisswassererzeugers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum des Dampf- bzw.
    Heisswasserbehälters, in welchen die Steigrohre des Naturumlaufsystems münden, der Wasserspiegel abgesenkt wird, so dass über das Naturumlaufsystem Wasser aus dem andern Raum in den erstgenannten Raum strömt und beim Einsetzen der Beheizung des Naturumlaufsystems die Durchströmung in demselben erhöht wird, wodurch der Wasserspiegel im erstgenannten Raum angehoben und die anfängliche Niveaudifferenz abgebaut wird.
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