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Die Erfindung betrifft einen Grosswasserraumkesse1 mit mindestens einem Flammrohr, vorzugsweise einen Flammrohr-Rauchrohr-Dampfkessel, dessen Flammrohr aus aneinandergeschweissten Rohrringen besteht.
Es sind Grosswasserraumkessel mit Flammrohren in den verschiedensten Konstruktionen bekannt (FR-PS Nr. 466. 049, DE-PS Nr. 60432), bei welchen das Flammrohr von einem rohrförmigen Blechkörper mit grossem Durchmesser und mehr oder weniger stark gewellter Oberfläche gebildet ist. Der Querschnitt des Flammrohres ist durch die Elastizitätseigenschaften nach oben begrenzt. Dadurch ist der Grosswasserraumkessel nur für niedrige Drücke und Leistungen geeignet. Um das Flammrohr zu verstärken, ist es bereits vorgeschlagen worden, das Flammrohr von Rohren oder Hohlkörpern zu bilden, welche vom Wasser durchströmt werden (AT-PS Nr. 174381, CH-PS Nr. 513360 und FR-PS Nr. 1. 357. 003). Hiebei wird neben der Verstärkung auch eine Verbesserung der Kühlwirkung des Flammrohres erreicht.
Nachteilig bei diesen Konstruktionen ist die komplizierte Herstellung des Flammrohres und die bescheidene Leistungssteigerung, wobei kein echter Hochdruckdampfkessel gebaut werden kann.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den Druckbereich und die Leistungsfähigkeit des Grosswasserraumkessels zu vergrössern und gleichzeitig den Wärmeübergang am Flammrohr zu verbessern.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrringe von Flossenrohren mit zur Flammrohrachse parallelen Flossen gebildet sind, die durch Aussteifungsringe, insbesondere mit Profilstahlquerschnitt, beulsteif verrippt sind, wobei die Flossenrohre an der tiefsten und an der höchsten Stelle in den Wasserraum mündende Öffnungen oder Fortsätze aufweisen.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 6 beispielsweise und schematisch erläutert. Es zeigen :
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Schnitt gemäss Schnittlinie III in Fig. l, Fig. 4 eine erfindungsgemässe Aussteifungskonstruktion für das Flammrohr, Fig. 5 eine Konstruktionsvariante zu Fig. 4 und Fig. 6 eine Konstruktionsvariante zu Fig. 1 oder 2.
In Fig. 1 ist ein Grosswasserraumkessel mit einem aus Flossenrohren --2-- zusammengesetzten Flammrohr --1-- im Wasserraum --6-- dargestellt. Die Rohrachsen der Flossenrohre sind quer zur Achse des Flammrohres-l-vorgesehen. Die Flossenrohre --2-- sind ringförmig gebogen und zum Flammrohr --1- zusammengeschweisst. Jeder Rohrring hat an seiner tiefsten und höchsten Stelle einen Fortsatz --4, 5--, durch welchen Wasser aus dem Wasserraum --6-- angesaugt, in das Innere des Rohrkörpers gebracht und schliesslich an der höchsten Stelle an den Wasserraum --6-- abgegeben wird. Der Dichteunterschied des erhitzten Wassers, gegenüber dem kalten Wasser, bewirkt eine Aufwärtsströmung, so dass das Flammrohr ein Steigrohrsystem analog dem eines Naturumlaufkessels bildet.
Die Flossenrohre --2-- sind relativ dünnwandig ausgebildet, so dass das ganze Flammrohr in seiner Längsrichtung eine Elastizität aufweist, die jener des gewellten Flammrohres im Hinblick auf die Temperaturunterschiede überlegen ist, wobei zu berücksichtigen ist, dass durch die definierte Aufwärtsströmung des Wassers innerhalb des Flammrohres der Wärmeübergang erhöht wird.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Konstruktion eines Grosswasserraumkessels dargestellt, bei dem das Flammrohr jedoch von einem oder mehreren schraubenförmig gewickelten Flossenrohren --2-- gebildet ist.
Die Rohre des Flammrohres bilden beheizte Rohre nach Art eines Zwangsumlauf-bzw. Zwangsdurchlauf- kessels. Sie sind mit der Speisepumpe oder mit der Umwälzpumpe --7-- an einer Seite verbunden. Am andern Ende münden sie in den Wasserraum --6--, der die Dampf/Wasserabscheideeinrichtung des Dampfkessels bildet, wobei die Pumpenleistung so eingestellt wird, dass an der Austrittsseite des Flammrohres ein bestimmter Wassergehalt des Dampf/Wassergemisches zur Vermeidung von Überhitzungen gewährleistet bleibt.
In Fig. 3 ist ein Schnitt gemäss Schnittlinie III in Fig. 1 durch das Flammrohr-l-des Grosswasserraumkessels dargestellt, aus welchem ersichtlich ist, dass das über den Fortsatz --4-- in das Flammrohr einströmende Wasser gemäss zwei halbkreisförmig gebogenen Rohren geteilt und erst am austrittsseitigen Fortsatz --5-- vereint wird. Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich auch mehrere aufeinanderfolgende Rohrringe mit einem gemeinsamen Flüssigkeitseintritt bzw. Flüssigkeitsaustritt verbunden werden. Gegebenenfalls ist auch, ähnlich wie in Fig. 1 strichliert dargestellt, der Fortsatz - durch ein Verlängerungsrohr-9-zur Verbesserung des Auftriebes zu ergänzen.
Zur Absicherung des Querschnittes des Rauchrohres-l-sind erfindungsgemäss, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, flossenartige Aussteifungsringe aus Flach- oder Profilstahl vorgesehen. Diese Aussteifungsringe sind geschlossen oder auch spiralig angeordnet.
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In Fig. 6 ist eine weitere Konstruktionsvariante zu Fig. 1 bzw. 2 dargestellt, bei der das Flammrohr - ähnlich wie Fig. 1 ausgebildet ist und jeder Flossenrohrring an seinem Fortsatz --5-- ein Verlängerungsrohr --9-- aufweist, welches bis knapp unter den Wasserspiegel --10-- reicht, wodurch der Auftrieb des in den Rohren --2-- erhitzten Wassers verbessert wird. Gleichzeitig wird jeder Rohrring über seinen Fortsatz --4-- mit einem Verteilrohr --12-- verbunden, durch welches Kesselwasser aus dem Wasserraum --6-- mittels der Umwälzpumpe --7-- nach Art eines Zwangsumlaufsystems den einzelnen Rohrringen zugeführt wird.
Selbstverständlich kann an Stelle der Umwälzpumpe --7-- auch die Speisewasserpumpe angeordnet werden, wodurch die Speisung des Dampfkessels durch die Heizfläche des Flammrohres erfolgt. Der erzeugte Dampf wird wie in den Fig. 1 und 2 über die Frischdampfleitung --11-- abgeführt.
Die Erfindung ermöglicht die Bauart des Grosswasserraumdampfkessels bis in den Leistungsbereich des Zwangsumlauf- oder Zwangsdurchlaufdampfkessels zu erweitern, wobei auch überdruckfeuerungen zur weiteren Leistungssteigerung verwendet werden können, ohne dass die Leistungsbegrenzung durch das Flammrohr wirksam wird.