AT396720B - Gliederkessel - Google Patents

Description

AT396720B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gliederkessel mit wasserführenden Räumen, die einen Brennraum und eine von diesem Brennraum ausgehende Abgasführung begrenzen, wobei zumindest zwei den Brennraum konzentrisch mit einem etwa ringförmigen Querschnitt umschließende wasserführende Räume durch zumindest eine gleichfalls konzentrische Abgasführung voneinander distanziert und über diese Abgasführung 5 radial durchsetzende Verbindungskanäle miteinander verbunden sind.

Ein solcher Gliederkessel ist bekannt aus der AT-PS 298 738, der DE-PS 422 586 und der DE-PS1228 774.

Bei der erstgenannten Entgegenhaltung sind in den Endgliedern des Kessels Umlenkkammem für Rauchgas und Wasser vorgesehen, um die einzelnen Rauchgaszüge beziehungsweise Wasserkammem in einer Serienschaltung durchströmen zu können. Die zweitgenannte Entgegenhaltung behandelt einen stehenden 10 Heizkessel, die wasserförmigen Ringräume sind durch am Boden des Kessels, der nicht als Gliederkessel ausgebildet ist, vorhandene Rohre miteinander verbunden. Die dritte Entgegenhaltung beschreibt gleichermaßen einen stehenden Heizkessel, der nicht als Gliederkessel ausgebildet ist, bei dem ein innerer und äußerer Wasserringraum vorgesehen ist, die durch rohrartige Verbindungen miteinander verbunden sind.

Der Wärmeübergang zwischen Wasser einerseits und Abgas andererseits wird vor allem durch die 15 Wärmeübergangskoeffizienten auf der Wasser- beziehungsweise der Abgasseite eines als Wärmetauscher ausgebildeten Kessels beeinflußt. Der thermische Widerstand der die wasserführenden Räume von den abgasführenden Räumen trennenden Trennwände selbst ist hingegen vernachlässigbar gering.

Untersuchungen haben nun gezeigt, daß der Wärmeübergangskoeffizient auf der Wasserseite bedeutend größer als auf der Rauchgasseite ist. Die Oberflächentemperatur auf den beiden Seiten einer Trennwand liegt 20 somit nur um einige K über der des Wassers. Durch große Wassermengenströme wird dieser Unterschied noch zusätzlich verringert.

Dadurch kommt es besonders in der wandnahen Strömungsgrenzschicht auf ein»' Abgasseite der Trennwände, vor allem bei niedrigen Rückläuftemperaturen zu Taupunktunterschreitungen, die einen Kondensatausfall und eine Korrosion der Trennwände verursachen. 25 Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Wasserdurchsatz möglichst verringert weiden sollte, um dessen Einfluß auf die Oberflächentemperatur der Trennwände zu vermindern. Zudem können - bei konstantem Rauchgasstrom - kleinere Wassermengen schneller erwärmt werden, so daß sich zusätzlich auch die gefährdeten Flächen vermindern.

Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung eines Kessels der oben bezeichnten Gattung, bei der der 30 Wasserstrom sehr weitgehend auf mengenmäßig geringe Teilströme aufgeteilt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest einzelne dieser Verbindungskanäle durch eine Leitwand in je zwei vom Wasser gegenläufig durchströmte Hälften unterteilt sind.

Durch diese Ausgestaltung erreicht man den Vorteil, daß die Verbindungen zwischen innerem und äußerem Wasserringraum hydraulisch voneinander getrennt sind, so daß keine Durchmischung der Wasserströme 35 stattfindet. Es bleibt damit ein maximales Temperaturgefälle zwischen Rauchgaszügen und Wasserkanälen erhalten, was den Wärmeübergang verbessert. Weiterhin kann mit dieser Ausbildung gewährleistet weiden, daß schon mit vergleichsweise geringer Wassermenge und geringer Strömungsgeschwindigkeit eine hohe Kesselleistung erzielbar ist Infolge der geringen Strömungsgeschwindigkeit des Wassers tritt außerdem kein nennenswert» Druckverlust ein, weil auf zusätzliche Umlenkungen des Wassers in sogenannten 40 Nachschaltheizflächen weitgehend verzichtet werden kann. Solche Nachschaltheizflächen, bei denen kaltes Abgas und heißes Wasser einander gegenübertreten, sind auf ein Minimum beschränkt

Wenn solche Leitwände innerhalb der wasserführenden Räume radial verlaufend diese Räume in Ringsektoren unterteilen, hingegen innerhalb der Verbindungskanäle gewendelt sind, können sie vorteilhafterweise das erwärmte aufwärtsströmende Wasser jeweils aus den innenliegenden, wasserführenden 45 Räumen in außenliegenden Räumen in innenliegende Räume und aus außenliegende Räume führen. Daraus ergibt sich eine sehr intensive und gleichmäßige Erhitzung der Teilströme des Wassers bei hohen örtlichen Temperaturunterschieden.

Bei einem aus Kesselgliedern mit zur Wasserführung zwischen diesen Gliedern dienenden oberen und unteren Naben bestehenden Gliederkesscl ergibt sich dank der erfindungsgemäßen Lösung die vorteilhafte 50 Möglichkeit die Abgasführung mittels vier diametral angeordneter Verbindungskanäle in vier Ringsektoren zu gliedern, wobei die Naben an den oberen und unteren Verbindungskanal anschließen und die Leitwände in den beiden seitlich angeordneten Verbindungskanälen angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel des Eifindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen veranschaulicht. Im einzelnen zeigen 55 Fig. 1 einen Querschnitt des Kessels in-schematischer Darstellung,

Fig. 2 das Detail (Π) der Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt nach (ΙΠ-ΠΙ) der Hg. 2.

Der dargestellte und nachstehend an Hand der Zeichnungen erläuterte Kessel umfaßt zwei einen Brennraum (1) konzentrisch mit einem etwa ringförmigen Querschnitt-umschließende wasserführende Räume (2) und (3), 60 die durch eine aus vier Ringsektoren gebildete gleichfalls konzentrische Abgasführung (4) voneinander distanziert und über diese Abgasführung (4) durchsetzende Verbindungskanäle (5,6,7) und (8) miteinander verbunden sind. Diese Verbindungskanäle (5) bis (8) sind diametral gegenüberliegend und zentralsymmetrisch -2-

Claims (3)

1. AT39672QB angeordnet Die beiden seitlich angeordneten Verbindungskanäle (5) und (7) sind - gemäß Fig. 2 - durch eine Leitwand (9) in zwei vom Wasser gegenläufig durchströmte Hälften (Fig. 3) unterteilt Innerhalb der wasserführenden Räume (2) und (3) unterteilen diese Leitwände (9) diese Räume (2) und (3) 5 radial verlaufend in vier voneinander durch die Leitwände (9) getrennte Ringsektoren, hingegen sind diese Leitwände (9) innerhalb der Verbindungskanäle (5) und (7) derart gewendelt, daß sie - wie mit Strömungspfeilen angedeutet - das erwärmte aufwärtsströmende Wasser jeweils aus den innenliegenden, die Brennkammer (1) unmittelbar begrenzenden Räumen (2) in außenliegende Räume (3) der oberen Hälfte des Kessels führen. Gleichzeitig führen diese gewendelten Abschnitte der Leitwände (9) das zunächst in den 10 äußeren, unteren Räumen (2) weniger erwärmte Wasser in die inneren, die Brennkammer (1) unmittelbar begrenzenden Räume (2) der oberen Kesselhälfte. Zur Herstellung einer Gußform für ein solches Kesselglied braucht bloß ein zweiteiliger Kem eingelegt werden, wobei der Abstand zwischen den beiden Teilen des Kernes der Form der Wendel entsprechen muß. Der Wasserführung zwischen den Gliedern des Kessels dienen gemäß Fig. 1 die oberen und unteren Naben IS (10) bzw. (11), die im Bereich der Verbindungskanäle (6) und (8) an die wasserführenden Räume (2) und (3) anschließen. Der Kessel ruht mit liegender Achse auf den Füßen (12). Wie Hg. 1 zeigt, ist die Abgasführung (4) von den vier diametral angeordneten Verbindungskanälen (5) bis (8) in vier Ringsektoren gegliedert Das Wasser strömt über die unteren Naben (11) zu und verläßt die 20 Kesselglieder über die oberen Naben (10). Leitwände (9) sind nur in den beiden seitlich angeordneten Verbindungskanälen (5) und (7) vorgesehen. Dank dieser konstruktiven Gestaltung des Kessels wird gemäß den Strömungspfeilen das über die unteren Naben (11) einströmende Rücklaufwasser des Kessels im Verbindungskanal (8) zunächst in vier Teilströme aufgeteilt. Nach den beiden Seiten werden je zwei solcher Teilströme den Verbindungskanälen (5) und (7) 25 zugeführt und wechseln dort - durch die Trennwände (9) gezwungen · von innen nach außen bzw. von außen nach innen im Gegenstrom durch diese Verbindungskanäle (5) und (7). Das zunächst weniger aufgeheizte, in den wasserführenden Räumen (3) der unteren Kesselhälfte geführte Wasser wird also nach innen geleitet und der Brennraumwandung entlang geführt; das in der unteren Kesselhälfte zunächst stärker aufgeheizte Wasser gelangt aus den Hohlrämen (2) aufwärts in die wasserführenden Hohlräume (3) der oberen Kesselhälfte. 30 Schließlich verläßt das aufgeheizte Wasser im Bereich der Nabe (10), in dem die vier Teilströme wieder Zusammentreffen das Kesselglied. 35 PATENTANSPRÜCHE 40 1. Gliederkessel mit wasserführenden Räumen, die einen Brennraum und eine von diesem Brennraum ausgehende Abgasführung begrenzen, wobei zumindest zwei den Brennraum konzentrisch mit einem etwa ringförmigen Querschnitt umschließende wasserführende Räume durch zumindest eine gleichfalls konzentrische Abgasführung voneinander distanziert und über diese Abgasführung radial durchsetzende Verbindungskanäle 45 miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne (5, 7) dieser Verbindungskanäle (5 bis 8) durch eine Leitwand (9) in je zwei vom Wasser gegenläufig durchströmte Hälften unterteilt sind (Figuren 2,3).
2. 2. Gliederkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (9) innerhalb der 50 wasserführenden Räume (2,3) diese Räume radial verlaufend in Ringsektoren unterteilen, hingegen innerhalb der Verbindungskanäle (5 bis 8) gewendelt sind.
3. 3. Gliederkessel nach den Ansprüchen 1 oder 2, mit zur Wasserführung zwischen diesen Gliedern dienenden oberen und unteren Naben, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasführung (4) von vier diametral und 55 zentralsymmetrisch angeordneten Verbindungskanälen (5 bis 8) in vier Ringsektoren gegliedert ist, wobei die Naben (10 bzw. 11) an den oberen und unteren Verbindungskanal (6 bzw. 8) anschließen und die Leitwände (9) in den beiden seitlich angeordneten Verbindungskanälen (5,7) angeordnet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3- 60