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Die Erfindung betrifft einen Grosswasserraumdampferzeuger mit mindestens einem vom Rauch- rohr-Wärmetauscher getrennt angeordneten Flammrohr, welches mit dem Rauchrohr-Wärmetauscher durch eine gekühlte Umkehrkammer verbunden ist, insbesondere in der Zwei- oder Dreizugbauweise.
Die DE-OS 2837968 und die DE-PS Nr. 90439 offenbaren Flammrohre, die im Wasserraum eines
Grosswasserraumdampferzeugers angeordnet sind. Dadurch sind die Flammrohre vom Wasserdruck beansprucht, und der maximale Wasserdruck für das Flammrohr begrenzt den Druck des Dampfer- zeugers. Darüberhinaus ist der Dampferzeuger auch durch das maximale Transportvolumen begrenzt.
Aus der AT-PS Nu. 284'156 sind Grosswasserraumdampferzeuger mit vom Rauchrohr-Wärmetauscher getrennt angeordnetem Flammrohr bekannt. Bei dieser Bauart ist aber das Flammrohr in einem das
Flammrohr umhüllenden Druckgefäss angeordnet und vom Wasser umspült. Durch diese Massnahme ist der Betriebsdruck des Dampferzeugers auf maximal 35 bar begrenzt. Auch die Dampf- bzw.
Heisswasserleistung des Dampferzeugers ist entsprechend gering.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den möglichen Betriebsdruck über 35 bar bis etwa 60 bar zu steigern, und damit den Anwendungsbereich des relativ billigen Grosswasser- raumdampferzeugers zu vergrössern und gleichzeitig auch seine Wärmeleistung zu erhöhen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass der Dampferzeuger in einfach verladbare Transportgrössen zerlegt werden kann und dass trotzdem die Montage an der Baustelle mit einfachen Mitteln rasch durchführbar ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Flammrohr ausserhalb des Wasserraumes des Rauchrohr-Wärmetauschers angeordnet ist und aus untereinander parallel zur Achse des Flammrohres angeordneten, von Wasser durchströmten Rohren gebildet ist, die einen nach aussen gasdicht verschweissten, zylindrischen Mantel bilden. Wesentliche Fortbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung ist in Fig. 1 bis 9 beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. l einen Grosswasserraumdampferzeuger im Aufriss, der nach dem Naturumlaufsystem gekühlt ist, Fig. 2 hiezu einen Schnitt gemäss Schnittlinie II, Fig. 3 einen Grosswasserraumdampferzeuger ähnlich Fig. l, der nach dem Umlaufsystem gekühlt ist, Fig. 4 einen Schnitt durch das Flammrohr gemäss Schnittlinie IV in Fig. 3, Fig. 5, 6,7 und 8 Schnitte durch das Flammrohr in vier Ausführungsvarianten und Fig. 9 einen Grosswasserraumkessel mit vertikal stehendem Flammrohr.
In Fig. 1 ist ein Grosswasserraumdampferzeuger mit einem Flammrohr-l-und einem Rauch- rohr-Wärmetauscher --7-- im Aufriss dargestellt. Im Flammrohr-l-ist ein Brenner-8-- vorge- gesehen, in welchem die heissen Brenngase erzeugt werden, die längs der Achse --3-- des Flammrohres in die gekühlte Umkehrkammer --5-- strömen und hiebei einen Teil ihrer Wärme an das gekühlte Flammrohr abgeben. Die im Flammrohr-l-abgekühlten Rauchgase strömen durch die gekühlte Umkehrkammer --5-- in die Rohre des Rauchrohr-Wärmetauschers, die an ihrer Aussenseite von Wasser bespült werden und so die Rauchgase weiter abkühlen. Im Rauchrohr-Wärmetauscher ist der Wasserstand durch das Bezugszeichen --6-- angedeutet. Das abgekühlte Rauchgas strömt in den Kamin --11-- und verlässt dadurch den Dampferzeuger.
Das Flammrohr --1-- ist zum Wasserstand --6-- des Rauchrohr-Wärmetauschers --7-- geneigt angeordnet, so dass das in den Wandungen des Flammrohres-l-strömende Wasser infolge der Neigung des Flammrohres und der entsprechenden Beheizung zirkuliert. Zur Aufrechterhaltung dieser Strömung sind die Rohre - 2- (Fig. 2) des Flammrohres an der einen Seite durch Fallrohre --14-- und auf der andern Seite über die Umkehrkammer --5-- mit dem Wasserraum des Rauchrohr-Wärmetauschers verbunden. Zur Aufrechterhaltung der Naturumlaufströmung hat sich eine Mindestneigung von 7 als zweckdienlich herausgestellt.
Am Ende des Flammrohres-l-und in der Umkehrkammer --5-- ist ein Über- hitzer --9-- angeordnet, in welchem der im Rauchrohr-Wärmetauscher --7-- sich bildende Sattdampf noch weiter erwärmt und überhitzt wird.
In Fig. 2 ist ein Schnitt gemäss Schnittlinie II in Fig. 1 dargestellt. Man erkennt die Rohrauskleidung des Flammrohres, die aus Flossenrohren oder beflossten Rohren gebildet ist, wobei ein gasdichter Mantel geformt wird, der das eigentliche Flammrohr --1-- bildet. In der Achse--3-des Flammrohres ist an einem Ende ein Brenner --8-- vorgesehen. Im Rauchrohr-Wärmetauscher - sind die Rauchrohre --15-- eingezeichnet, durch welche das Abgas aus dem Flammrohr in Richtung zum Kamin --11-- abgeleitet wird.
Die Rauchrohre --15-- sind vom Wasser mit dem ange-
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zeichneten Wasserstand --6-- überspült. Man erkennt ferner die Fallrohre--14--, die den Wasser- raum des Rauchrohr-Wärmetauschers mit der Verteilkammer --16-- verbinden. Die Verteilkammer - kann als Ringsammler oder auch in Einzelsammlerkonstruktion um das Flammrohr-l- ausgebildet sein.
In Fig. 3 ist eine Konstruktionsvariante des Grosswasserraumdampferzeugers gemäss Fig. 1 darge- stellt, bei der der Rauchrohr-Wärmetauscher in Zweizug-Bauweise und daher der ganze Dampfer- zeuger in Dreizug-Bauweise ausgebildet ist. Das Flammrohr --1-- ist mit seiner Achse --3-- parallel zum Wasserstand im Rauchrohr-Wärmetauscher --7-- angeordnet. Zur Durchführung der
Wasserzirkulation im Flammrohr ist eine Umwälzpumpe --4-- vorgesehen, die Wasser aus dem Rauch- rohr-Wärmetauscher --7-- ansaugt und in die Wandung des Flammrohres presst, wo das Wasser entsprechend der Wärmeleistung des Brenners --8-- aufgeheizt und eventuell auch teilweise ver- dampft wird. Dieses heisse Wasser bzw.
Dampfwassergemisch strömt über die Wandungen der Umkehr- kammer in den Wasserraum des Rauchrohr-Wärmetauschers. Der im Rauchrohr-Wärmetauscher erzeug- te Dampf wird im Überhitzer --9-- am Ausgang des Flammrohres-l-erhitzt. Der Rauchrohr- - Wärmetauscher-7-- besitzt zwei Rohrbündel--17, 18--, die nacheinander vom Rauchgas durch- strömt werden, wobei zur Verbindung dieser beiden Rohrbündel eine zweite Umkehrkammer-10- vorgesehen ist. Der Kamin --11-- ist bei dieser Konstruktion in Verlängerung der 1. Umkehrkammer - vorgesehen.
In Fig. 4 ist ein Schnitt durch das Flammrohr gemäss Schnittlinie IV in Fig. 3 dargestellt, aus dem ersichtlich ist, dass das Flammrohr-l-einen ovalen Querschnitt aufweist und dass an seiner Stirnseite zwei parallel angeordnete Brenner --8-- vorgesehen sind. Durch die ovale oder gegebenenfalls rechteckige Bauweise lässt sich somit die Anordnung eines 2. Flammrohres mit einer zweiten Feuerung vermeiden. Flammrohre für einen Brenner --8-- werden rund oder quadra- tisch ausgebildet.
In Fig. 5 und 6 sind zwei Ausbildungsformen des Mantels des Flammrohres-l-dargestellt, wobei Fig. 5 die Anordnung von parallelen Rohren zeigt, die an ihrer Berührungsstelle mittels einer Schweissnaht --12-- verbunden sind. In Fig. 6 ist zwischen den Rohren in Abänderung der Konstruk- tion nach Fig. 5 ein Draht --13-- vorgesehen, der mit den einzelnen Rohren --2-- durch die Schweissnaht verbunden ist. Selbstverständlich können auch, wie es beispielsweise in Fig. 7 und 8 angedeutet ist, die Rohre des Flammrohres von Flossenrohren oder von beflossten Rohren gebildet sein, die in an sich bekannter Weise zu einer gasdichten Wand verschweisst, bzw. entsprechend gebogen werden. Zweckmässigerweise erfolgt die Biegung hier in den Flossen der einzelnen Rohre.
Die Rohre --2-- können parallel zur Flossenrohrachse --3-- oder auch schraubenförmig um diese gebogen angeordnet werden.
In Fig. 9 ist ein Grosswasserraumdampferzeuger mit vertikal stehendem Flammrohr --1-- darge- stellt. Diese Bauweise eignet sich besonders für Kühlsysteme nach dem Naturumlaufsystem und für Brennstoffe mit geringem Aschengehalt. Die Umkehrkammer am Eingang in den Rauchrohr-Wärmetauscher--7-- und von diesem in den Kamin --11-- ergibt eine geringe Rauchgas-Ablenkung von 90 , so dass der Druckverlust des Rauchgases im Dampferzeuger reduziert wird. Zu diesem wirtschaftlichen Vorteil kommt noch der geringere Grundflächenbedarf, wodurch die Gestaltungsfreiheit erhöht und die Aufstellungsmöglichkeit verbessert wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Grosswasserraumdampferzeuger mit mindestens einem vom Rauchrohr-Wärmetauscher getrennt angeordneten Flammrohr, welches mit dem Rauchrohr-Wärmetauscher durch eine gekühlte Umkehrkammer verbunden ist, insbesondere in der Zwei- oder Dreizugbauweise, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammrohr (1) ausserhalb des Wasserraums des Rauchrohr-Wärmetauschers (7) angeordnet ist und aus untereinander parallel zur Achse (3) des Flammrohres angeordneten, von Wasser durchströmten Rohren (2) gebildet ist, die einen nach aussen gasdicht verschweissten, zylindrischen Mantel bilden.