AT511485B1 - Dampferzeuger mit einem brennraum, zumindest einem rauchgaskanal und einer kesselbaugruppe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit einem Brennraum (1), zumindest einem Rauchgaskanal (10) und einer Kesselbaugruppe (2), wobei jede Kesselbaugruppe (2) eine Vielzahl an einzelnen, gleichartig ausgebildeten Dampfkesseln (3) mit geschlossenem Wasserkreislauf aufweist, von welchen jeder eine Rohrkonstruktion aufweist, die zumindest ein durch den Brennraum (1) geführtes Steigrohre (4), ein Dampfablassrohr (5), ein Fallrohr (6) und ein von diesem zum Steigrohr (4) führendes Verbindungsrohr (7) aufweist. Um, mit einem Dampferzeuger niedrigen Gefahrenpotentials große Mengen an hochwertigem Dampf erzeugen zu können, ist jeder der Dampfkessel (3) zur Erreichung eines niedrigen Gefahrenpotentials gemäß §5 der österreichischen Druckgeräteüberwachungs-Verordnung (DGÜW-V) aus Rohren bis einschließlich maximal DN 32 aufgebaut, wobei das Druckinhaltsprodukt (p x V) weniger als 350 [bar x 1] beträgt.

Description

österreichisches psiiötsnit AT511 485B1 2013-09-15

Beschreibung [0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit einem Brennraum, zumindest einem Rauchgaskanal und einer Kesselbaugruppe wobei jede Kesselbaugruppe eine Vielzahl an einzelnen, gleichartig ausgebildeten Dampfkesseln mit geschlossenem Wasserkreislauf aufweist, von welchen jeder eine Rohrkonstruktion aufweist, die zumindest ein durch den Brennraum geführtes Steigrohre, ein Dampfablassrohr, ein Fallrohr und ein von diesem zum Steigrohr führendes Verbindungsrohr aufweist.

[0002] Die Erzeugung von Dampf ist seit dem Beginn der industriellen Revolution eine wesentliche Notwendigkeit zahlreicher industrieller Einrichtungen. Trotz der langjährigen Erfahrung im Umgang mit Dampferzeugern ist deren Betrieb immer noch risikobehaftet, da es bei Unachtsamkeit oder technischem Versagen zu gefährlichen Dampfexplosionen kommen kann. Daher ist die Aufstellung, der Betrieb und die Wartung von Dampferzeugern strengen behördlichen Regelungen unterworfen, wie etwa in Österreich der „Druckgeräteüberwachungsverordnung" (DGÜW-V), der „Aufstellung und Betrieb von Dampfkessel Verordnung" (ABV) und dem „Dampfkesselbetriebsgesetz" (DKBG).

[0003] Das Gefahrenpotential einer Dampfkesselanlage ist vor allem vom Volumen der Druckbehälter und vom maximalen Betriebsdruck abhängig, wobei sich die Anlagen anhand bestimmter Merkmale, etwa des Druckinhaltsprodukts (Produkt aus Betriebsdruck mal Volumen) in verschiedene Gefahrenklassen einordnen lassen.

[0004] Für Dampfkessel, Druckbehälter oder Rohrleitung mit hohem Gefahrenpotential sind umfangreiche und kostenintensive Bestimmungen über die erste Betriebsprüfung, regelmäßige Betriebsprüfungen, Art der Überwachung, Revisionsfristen und Überwachungsmaßnahmen (Maßnahmen im Rahmen der wiederkehrenden Untersuchungen und Überprüfungen) sowie deren Dokumentation einzuhalten.

[0005] Anlagen mit geringem Gefahrenpotential sind von diesen strengen Regelungen ausgenommen und haben unter anderem den Vorteil, dass beispielsweise die Überwachung vom Betreiber selbst vorgenommen werden kann. Zu den Druckbehältern mit niedrigem Gefahrenpotential zählen etwa überhitzungsgefährdete Dampfkessel oder überhitzungsgefährdete Druckbehälter, deren Druckinhaltsprodukt kleiner als 200 [bar x 1] ist, oder, wenn sie aus Rohren mit Nennweiten bis maximal einschließlich DN 32 bestehen, deren Druckinhaltsprodukt kleiner als 350 [bar x 1] ist. Dazu zählen beispielsweise sogenannte „Schnelldampferzeuger". Schnelldampferzeuger liefern jedoch nur geringe Dampfmengen von meist geringer Qualität und sind daher für viele Anwendungen ungeeignet.

[0006] Dampferzeuger der eingangs genannten Art sind z.B. aus CH-349 997 oder DE-465 425 bekannt. Bei diesen Ausbildungen handelt es sich um herkömmliche Dampfkessel mit mehreren Wasserkreisläufen.

[0007] Es besteht jedoch ein Bedarf an kostengünstigen Dampferzeugern mit einem geringen Gefahrenpotential, welche auch große Mengen qualitativ hochwertigen Dampfes erzeugen können. Dies reduziert bei größtmöglicher Betriebssicherheit die Kosten für die Dampferzeugung erheblich.

[0008] Die gegenständliche Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Dampferzeuger der eingangs genannten Art, bei welchem jeder der Dampfkessel zur Erreichung eines niedrigen Gefahrenpotentials gemäß §5 der österreichischen Druckgeräteüberwachungs-Verordnung (DGÜW-V) aus Rohren bis einschließlich maximal DN 32 aufgebaut ist, wobei das Druckinhaltsprodukt (p x V) weniger als 350 [bar x 1] beträgt. Die erzeugbare Dampfmenge wird nicht durch eine Erhöhung von Kesselvolumen und Maximaldruck gesteigert, sondern sie bestimmt sich aus der Anzahl an Dampfkesseln, die über den Brennraum betrieben werden. Je nach Bedarf können die Dampfkessel als Naturumlauf-, Zwangsumlauf- oder Zwangsdurchlaufkessel ausgebildet sein. Zwangsdurchlaufkessel können beispielsweise wendelförmige Steigrohre aufweisen, die durch den Brennraum geführt sind. 1 /17

Bstereidissdiis KSieftis.Tif: AT511 485B1 2013-09-15 [0009] Vorzugsweise kann in einer Ausführungsform der Erfindung im Rauchgaskanal ein Wärmetauscher zur Speisewasservorwärmung angeordnet sein. Dies verbessert die Energieeffizienz des Systems.

[0010] Dabei kann der Wärmetauscher in vorteilhafter Weise Rohre aufweist, deren Rohrachsen im Wesentlichen in derselben Ebene wie die Rohrachsen des Dampfkessels angeordnet sind. Dies ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise von Dampfkessel und Wärmetauscher, wobei die Rohre des Wärmetauschers beispielsweise innerhalb eines von Steigrohr, Dampfablassrohr, Fallrohr und Verbindungsrohr gebildeten Rahmens angeordnet sein können. Mehrere flach nebeneinander angeordnete Wärmetauscher von mehreren nebeneinander angeordneten, flachen Dampfkesseln können in vorteilhafter Weise im gleichen Rauchgaskanal angeordnet sein. Leitbleche im Rauchgaskanal können den Strömungsweg des Rauchgases im Bereich der Wärmetauscher vergrößern und somit die Wärmeübertragung verbessern.

[0011] In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zur Kühlung der Brennraumwände zumindest ein weiterer Dampfkessel vorgesehen sein, dessen Steigrohre im Bereich der Brennraumwände angeordnet sind. Die Steigrohre solcher Brennraumwand-Dampfkessel können beispielsweise in den Bereichen, wo keine Steigleitungen der erstgenannten gleichartig aufgebauten Dampfkessel vorgesehen sind, käfigartig um die Brennraumwand angeordnet sein, sodass die Wand in allen Bereichen gekühlt und zur Dampferzeugung genutzt wird. Dies verbessert die Dampfausbeute und die Energieeffizienz des Systems und sorgt gleichzeitig für eine Kühlung der Brennraumwände.

[0012] Vorzugsweise können die von den jeweiligen Dampfentnahme-Anschlüssen der Dampfkessel wegführenden Dampfentnahmeleitungen in einer Dampfsammelleitung münden. Dies ist möglich, da die Dampfsammelleitung, aus sicherheitstechnischen Überlegungen heraus, nicht mehr zum Volumen der Dampfkessel zu zählen ist. Mehrere Dampfkessel, deren Dampf in eine gemeinsame Dampfsammelleitung eingeleitet wird, sind daher für die Auslegung der Sicherheitskriterien nicht als Gesamtvolumen, sondern jeweils einzeln zu betrachten. Somit ist es möglich, große Dampfmengen mit einem erfindungsgemäßen Dampferzeuger herzustellen, der hinsichtlich der Sicherheit und der gesetzlichen Betriebsbestimmungen einem Schnelldampferzeuger entspricht.

[0013] Andererseits können die von den jeweiligen Dampfentnahme-Anschlüssen der Dampfkessel wegführenden Dampfentnahmeleitungen, gegebenenfalls über jeweils einen Dampfstrahlverdichter, jeweils in ein im Brennraum angeordnetes Überhitzerrohr münden. Eine Dampfüberhitzung ist beispielsweise für die Beschickung von Dampfmotoren oder -turbinen günstig. Der erfindungsgemäße Dampferzeuger kann dadurch vorteilhaft zum Betrieb eines Kraftwerks, etwa zur Stromerzeugung aus Biomasse oder -gas, auch in verhältnismäßig kleinem Maßstab verwendet werden. Die Dampfstrahlverdichter können zur Speisung mehrstufiger Dampfmaschinen, beispielsweise einer Turbine oder eines mehrstufigen Axialkolbenmotors, verwendet werden, wobei aus dem Motor stammender, entspannter Abdampf einer Stufe im Dampfstrahlverdichter mit dem vom Dampfkessel zugeleiteten Frischdampf auf das jeweils gewünschte Druckniveau und im Überhitzer auf die erforderliche Temperatur für die nächste Stufe gebracht wird.

[0014] Die einzelnen Überhitzerrohre können in vorteilhafter Weise im Bereich des Brennraums schraubenlinienförmig gewunden und zylinderartig angeordnet sein. Dadurch kann der im Brennraum zur Verfügung stehende Platz optimal genutzt werden.

[0015] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Dampfkessel auf dem Betriebsniveau des Wasserspiegels ein horizontal angeordnetes Verdampferrohr aufweisen. Dadurch wird die Wasseroberfläche, an der der erzeugte Dampf aus dem Wasser entweichen kann, erheblich vergrößert. Die erzielbare Dampfqualität kann dadurch verbessert werden.

[0016] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann schließlich vorsehen, dass die Rohrachsen eines Dampfkessels im Wesentlichen in derselben, vorzugsweise vertikalen Ebene 2/17 österreichisches fKäteatamt AT511 485B1 2013-09-15 angeordnet sind. Durch die dadurch erzielte flache Konstruktion ist es möglich, mehrere Dampferzeuger auf engem Raum nebeneinander anzuordnen, sodass der im Brennraum verfügbare Platz optimal genutzt werden kann.

[0017] Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024]

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kesselbaugruppe in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 2 und 3 die Kesselbaugruppe der Fig. 1 in jeweils einer Seitenansicht und Fig. 4 die selbe Kesselbaugruppe in einer Draufsicht;

Fig. 5 einen der gleichartig ausgebildeten Dampfkessel in einer Seitenansicht und

Fig. 6 en Dampfkessel der Fig. 5 in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 7 einen Brennraumwand-Dampfkessel in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 8 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kesselbaugruppe, bei welcher die Dampfentnahmeleitungen in einer Dampfsammelleitung münden, und [0025] Fig. 9 die Kesselbaugruppe der Fig. 8 mit der Brennraumwand und den Rauchgaskanälen zeigt.

[0026] In der folgenden Beschreibung sind gleichartige Bauteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Sofern dies für die Beschreibung erforderlich ist, werden die Bezugszeichen von Bauteilen, die in einer Figur mehrfach vorhanden sind, durch Kleinbuchstaben ergänzt.

[0027] Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Dampferzeugers in schaubildlicher Darstellung (Fig. 1), in zwei Seitenansichten (Fig.2 und 3) und einer Draufsicht (Fig. 4). Zur besseren Sichtbarkeit der einzelnen Bauelemente wurde auf eine Darstellung der Wände des Brennraums und des Rauchgaskanals verzichtet. Die Figuren zeigen somit in erster Linie die Kesselbaugruppe 2 der Erfindung.

[0028] Die einzelnen Bauelemente sind auf einem Rahmen 18 montiert, wobei sich der Brennraum 1 in der Mitte der im Wesentlichen symmetrischen Konstruktion befindet. Auf beiden Seiten sind je fünf Dampfkessel angeordnet, wobei der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nur die Dampfkessel 3a bis 3e der rechten Seite mit Bezugszeichen versehen sind.

[0029] Der Aufbau der einzelnen Dampfkessel 3 wird nunmehr mit Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 näher erläutert. Der dargestellte Dampfkessel 3 ist ein Naturumlaufkessel, wobei das Speisewasser über eine Speisewasserzuführung 23 eingebracht und über einen Wärmetauscher 11 vorgewärmt wird, welcher sich im Rauchgaskanal 10 befindet. Gegenüber der Speisewasserzuführung 23 ist zur Regelung des Betriebsdrucks eine Druckmesseinrichtung 19 angeordnet. Der Rauchgaskanal 10 ist in Fig. 5 nur schematisch durch Strichlinien dargestellt, wobei im Inneren des Rauchgaskanals 10 mehrere Umlenkbleche 20 angeordnet sind, welche den Weg des Rauchgases im Bereich des Wärmetauschers 11 verlängern. Die Umlenkbleche 20 sind in Fig. 5 schräg angeordnet, sie können jedoch auch quer zu den Rohren des Wärmetauschers 11 verlaufen, wenn dies konstruktiv einfacher umzusetzen ist. Das Speisewasser steigt in den Rohren des Wärmetauschers 11 hoch, wird dabei bei gleichzeitiger Kühlung der Rauchgase vorgewärmt und wird im oberen Bereich des Steigrohrs 4 dem Wasserkreislauf zugefügt. Das Steigrohr 4 ist im Brennraum 1 angeordnet und verläuft darin vertikal entlang einer Brennraumwandung. (Eine entsprechende Brennraumwand ist beispielsweise in der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform gezeigt). Das Steigrohr 4 kann jedoch auch einen schrägen oder gewundenen Verlauf aufweisen, sofern dies die Anordnung der weiteren Dampfkessel nicht beeinträchtigt. Im oberen Bereich des Steigrohrs 4 befindet sich im Brennraum 1 eine Abzugsöffnung 21, über welche die Rauchgase aus dem Brennraum 1 in den Rauchgaskanal 10 eintreten. Die Zuleitung 22 für das Speisewasser aus dem Wärmetauscher 11 befindet sich knapp oberhalb dieser Abzugsöffnung 21. 3/17

steipscfefe; psieRtämt AT511 485B1 2013-09-15 [0030] Oberhalb der Zuleitung 22 verzweigt sich das Steigrohr 4 in ein horizontal angeordnetes Verdampferrohr 9 und ein parallel darüber liegendes Dampfablassrohr 5. Im Betrieb befindet sich der Wasserspiegel 8 in etwa in der Mitte des Verdampferrohrs 9, sodass die für das Ausdampfen zur Verfügung stehende Wasseroberfläche maximiert wird. Dies verhindert, dass Dampfblasen, die sich weiter unterhalb im Steigrohr 4 bilden können, beim Aufsteigen einen „Wasserpfropfen" bis zum Dampfentnahme-Anschluss 14 nach oben drücken, was die Qualität und die Trockenheit des entnommenen Dampfes beeinträchtigen würde. Im Verdampferrohr 9 kann hingegen der Dampf in einem breiten Bereich aus dem Wasser austreten und entweder über die Verlängerung des Steigrohres 4 oder über ein zusätzliches Ausdampfrohr 24 in das Dampfablassrohr 5 aufsteigen. Der Dampfentnahme-Anschluss 14, an dem der Dampf an eine Dampfentnahmeleitung 15 (Fig. 1 bis 4) abgegeben wird, befindet sich am Dampfablassrohr 5 an der obersten Stelle des Dampfkessels 3. Weiters ist am Dampfablassrohr 5 ein Sicherheitsventil 25 angeordnet.

[0031] Das Dampfablassrohr 5 mündet in einem vertikalen Füllstandsrohr 28, an dessen oberem Ende ein Füllstandssensor 26 eingesetzt ist, über den der Wasserspiegel kontrolliert werden kann.

[0032] Zusätzlich ist am Füllstandsrohr 28 in der Höhe des Betriebs-Wasserspiegels 8 ein Schauglas 27 zur Sichtkontrolle angeordnet. Das untere Ende des Füllstandsrohrs 28 mündet in ein Fallrohr 6, welches sich vom brennraumfernen Ende des Verdampferrohrs 9 nach unten erstreckt. Der Wasserkreislauf wird durch ein Verbindungsrohr 7 geschlossen, welches im unteren Bereich in den Brennraum 1 eintritt und in das Steigrohr 4 mündet. Am Verbindungsrohr 7 ist weiters im tiefstgelegenen Bereich des Dampfkessel ein Ablassventil 29 angeordnet, über welches das System entleert werden kann.

[0033] Um anstelle eines Naturumlaufs einen Zwangsumlauf vorzusehen, müsste lediglich zusätzlich eine Umwälzpumpe eingebaut werden, beispielsweise im Bereich des Fallrohrs 6 oder des Verbindungsrohrs 7. Dies kann von einem Fachmann konstruktiv ohne Weiteres umgesetzt werden.

[0034] Um die Erfindung mit Zwangsdurchlaufkesseln zu betreiben, wären etwas weitergehende konstruktive Änderungen erforderlich, die jedoch auch dem Können eines Durchschnittsfachmanns entsprechen. Ein Zwangsumlaufkessel würde kein Fallrohr 6 enthalten, sondern das im Wärmetauscher 11 vorgewärmte Speisewasser würde direkt über ein Verbindungsrohr dem Steigrohr 4 zugeführt.

[0035] Das Steigrohr 4 kann verlängert werden, indem es beispielsweise wendel- oder mäanderförmig im Brennraum 1 geführt wird. Dies kann vor allem bei Dampferzeugern ohne Vorwärmung oder bei Zwangsumlaufkesseln vorteilhaft sein. Die gewundenen Steigrohre mehrerer Dampferzeuger könnten in Form einer Mehrfachhelix übereinander gelegt im Brennraum eine Zylinderform ausbilden, wodurch sich eine gleichmäßige Erwärmung aller Steigrohre erzielen ließe. Es ist weiters nicht zwingend erforderlich, dass die Steigrohre vertikal und gerade ausgebildet sein müssen. Vielmehr können beispielsweise auch mäandrierende Rohre oder diagonal durch den Brennraum 1 verlaufende Rohre als Steigleitungen verwendet werden, sofern dies mit der Anordnung der anderen Dampfkessel vereinbar ist.

[0036] Wie in Fig. 6 gut zu erkennen ist, sind in der dargestellten Ausführungsform alle Rohre des Dampfkessels 3 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene angeordnet, sodass der im Wesentlichen rechteckige Dampfkessel 3 eine flache Form aufweist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, mehrere gleichartige Dampfkessel eng nebeneinander anzuordnen, wie dies beispielsweise in Fig. 1 zu sehen ist, in der auf beiden Seiten des Brennraums jeweils fünf Dampfkessel 3a-3e flach nebeneinander angeordnet sind.

[0037] Die dargestellte Ausführungsform des Dampfkessels ist ausschließlich aus genormten Rohren, beispielsweise mit einem Nenndurchmesser von DN 32 und DN 25, aufgebaut, sodass im Sinne der österreichischen Druckgeräteüberwachungsverordnung (DGÜW-V) ein aus solchen Rohren bestehender Dampfkessel erst ab einem Druckinhaltsprodukt von über 350 [bar x 4/17

ösferreech Iscites p3?e«l{irnt: AT511 485B1 2013-09-15 1] ein Dampfkessel mit hohem Gefahrenpotential darstellt. Bei der Verwendung größerer Rohrdurchmesser würde bereits ein Druckinhaltsprodukt von über 200 [bar x 1] ein hohes Gefahrenpotential des Kessels bedingen. Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform kann bei einer maximalen Höhe von etwa 190-200 cm und einer maximalen Breite von etwa 70-90 cm durch eine geeignete Dimensionierung der Rohre ein Dampfkesselvolumen von etwa 10 Liter erreicht werden. Bei einem maximalen Betriebdruck von 32 bar ergibt sich ein Druckinhaltsprodukt von ca. 320 [bar x 1], sodass dem Dampfkessel gemäß DGÜW-V ein geringes Gefahrenpotential zukommt.

[0038] Wieder unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ist zu erkennen, dass die zehn Steigrohre 4 der Dampfkessel 3 an zwei gegenüberliegenden Seiten des Brennraums 1 stabgitterartig angeordnet sind. Um auch die restlichen Seitenflächen des Brennraums zur Dampferzeugung zu nutzen und die Schamottverkleidung der Brennraumwände zu kühlen, sind zwei weitere Dampfkessel, die Brennraumwand-Dampfkessel 12, vorgesehen, deren Steigrohre 13 stabgitterförmig vertikal an den Seitenflächen der Brennraumwand verlaufen und neben der zusätzlichen Dampfausbeute eine Kühlung der Brennraumwände bewirken.

[0039] In Fig. 7 ist ein Brennraumwand-Dampfkessel 12 herausgelöst dargestellt. Der Brennraumwand-Dampfkessel 12 weist eine Vielzahl an parallelen Steigrohren 13 auf, die am Rahmen 18 befestigt sind und über Verteilerrohre 30 mit Speisewasser versorgt werden. Die Verteilerrohre 30 werden wiederum über ein Zuleitungsrohr 31 gespeist, an welchem eine Speisewasserzuführung 23 und eine Druckmesseinrichtung 19 vorgesehen sind. Weiters weist der Brennraumwand-Dampfkessel 12 ein vertikales Füllstandsrohr 28 mit einem Füllstandssensor 26 und einem Schauglas 27 auf. Das Schauglas 27 ist auf dem Niveau des Betriebswasserspiegels angeordnet. An ihrem oberen Ende münden die Steigrohre 13 in Sammelrohren 32, über welche der Dampf in ein Dampfablassrohr 5 geleitet wird, an dem sich ein Sicherheitsventil 25 und ein Dampfentnahme-Anschluss 14 befinden.

[0040] Die Steigleitungen 13 bilden zwei Gruppen, die jeweils in einer Ecke der Brennraumwand angeordnet sind. Die erste Gruppe der Steigleitungen 13a-13g sind jeweils gleich lang und erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Brennraumwand. Die Steigleitungen 13h-13o der zweiten Gruppe sind unterschiedlich lang, da an der Brennraumvorderseite ein Raum für eine Feuerungsöffnung 34 frei gehalten sein muss. Die Steigleitungen 13h bis 131 erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Brennraumwand, die Steigleitungen 13m bis 13o erstrecken sich hingegen zwischen einem oberhalb der Feuerungsöffnung befindlichen Zwischenrohr 35, das mit den zwei Steigleitungen 13k und 131 verbunden ist, und einem der oberen Sammelrohre 32. Beide Gruppen erstrecken sich an der Brennraumvorder- und -rückwand jeweils im Wesentlichen bis zur Hälfte des Brennraums, von wo aus die entsprechenden Steigleitungen des gegenüberliegenden Brennraumwand-Dampfkessels 12 beginnen. Somit wird im Wesentlichen die gesamte Brennraumwand zur Dampferzeugung genutzt.

[0041] Die beiden Steigleitungsgruppen eines Brennraumwand-Dampfkessels 12 sind voneinander beabstandet, wobei in der Lücke dazwischen die Steigleitungen 4 der fünf gleichartig ausgebildeten Dampfkessel 3 verlaufen. Am Rahmen 18 sind mehrere Aufnahmen 33 für die Steigrohre 4 der fünf gleichartig ausgebildeten Dampfkesseln 3 vorgesehen.

[0042] Der in Fig. 1 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Dampferzeuger ist in der Lage, überhitzten Dampf in zwölf verschiedenen Druckstufen einem Verbraucher zuzuführen. Als Verbraucher kann beispielsweise eine mehrstufige Turbine oder ein mehrstufiger Achsialkolbenmotor angetrieben werden. Zur Erzeugung der unterschiedlichen Dampfqualitäten dienen kaskadie-rend geschaltete Dampfstrahlverdichter 16, die oberhalb des Brennraums angeordnet sind. Jeder Dampfstrahlverdichter 16 wird über eine Dampfentnahmeleitung 15 mit dem in einem der zwölf Dampfkessel 3, 12 erzeugten Dampf beschickt, wobei der in jedem Dampfkessel erzeugte Dampf im Wesentlichen die gleiche Qualität aufweist, beispielsweise einen Druck von 32 bar und eine Temperatur von etwa 240° C (Sattdampf). Den zweite Eingang des Dampfstrahlverdichters 16 wird mit dem in der nachfolgenden Arbeitsstufe entspannten Dampf beschickt. 5/17 psiiötsnit AT511 485B1 2013-09-15

Dieser teilentspannte Dampf wird dann im Dampfstrahlverdichter 16 mit dem Frischdampf aufbereitet und in ein Überhitzerrohr 17 eingeleitet, in dem der Dampf auf beispielsweise etwa 420°C überhitzt und der nachgeschalteten Arbeitsstufe zugeführt wird. Wie in den Fig. 1 bis 4 zu erkennen ist, sind die Überhitzerrohre 17 der verschiedenen Stufen parallel übereinanderliegend wendelförmig angeordnet, sodass die Gesamtheit der Überhitzerrohre eine Zylinderform ausbilden.

[0043] Die dargestellte Ausführungsform kann Dampf in zwölf unterschiedlichen Druckstufen erzeugen. Es ist jedoch auch problemlos möglich, mehrere Stufen zusammenzufassen und beispielsweise mit je drei parallel zusammengeschalteten Dampfstrahlverdichtern 16 vier unterschiedliche Druckstufen zu erzeugen. Es könnten auch mehrere Dampfentnahmeleitungen 15 zusammengefasst einem Dampfstrahlverdichter 16 zugeleitet werden. Beispielsweise könnten zur Erzeugung von drei Druckstufen jeweils vier Dampfentnahmeleitungen zusammengefasst in einen von insgesamt drei Dampfstrahlverdichtern eingespeist werden. In Fällen, in denen keine unterschiedlichen Dampfstufen benötigt werden, könnte auf die Dampfstrahlverdichter auch gänzlich verzichtet werden, wobei der Dampf von den Dampfentnahmeleitungen 15 direkt in die Überhitzerrohre 17 eingeleitet würde. Es ist auch möglich unterschiedliche Dampfdrücke zu erzeugen, indem den Druck in den einzelnen Dampfkesseln unterschiedliche geregelt wird. Der erfindungsgemäße Dampferzeuger kann somit flexibel an unterschiedliche Bedürfnisse angepasst werden.

[0044] In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dampferzeugers dargestellt, der keinen Überhitzer aufweist. Diese Ausführungsform ist für alle Einsatzbereiche vorteilhaft, bei denen nicht überhitzter Sattdampf benötigt wird, etwa zur Dampfreinigung oder zur Temperaturregelung in der chemischen Industrie und der Nahrungsmittelindustrie (z.B. in Brauereien). Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, werden die einzelnen Dampfentnahmeleitungen 15 der zwölf Dampfkessel 3, 12 zu einer einzigen Dampfsammelleitung 36 zusammengefasst und dem Verbraucher zugeleitet. Die weiteren in Fig. 8 gezeigten Bauteile entsprechen im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, sodass keine weiter detaillierte Erläuterung erforderlich ist.

[0045] Fig. 9 zeigt den Dampferzeuger der Fig. 8, wobei jedoch in Fig. 9 auch die Brennraumwände 37 und der Rauchgaskanal 10 dargestellt sind. In den Brennraumwänden 37 ist eine Feuerungsöffnung 34 vorgesehen, in welche der Brenner eingesetzt wird. Die seitliche Öffnung im Rauchgaskanal 10 wird durch eine einfache angeschraubte Abdeckung verschlossen. 6/17 österreichisches AT511 485B1 2013-09-15 {KtfeftMt BEZUGSZEICHENLISTE:

Brennraum 1 Kesselbaugruppe 2 Dampfkessel 3 Steigrohr 4 Dampfablassrohr 5 Fallrohr 6

Verbindungsrohr 7

Wasserspiegel 8

Verdampferrohr 9

Rauchgaskanal 10 Wärmetauscher 11

Brennraumwand-Dampfkessel 12

Steigrohre 13 des Brennraumwand-Dampfkessels

Dampfentnahme-Anschluss 14

Dampfentnahmeleitungen 15

Dampfstrahlverdichter 16 Überhitzerrohr 17

Rahmen 18

Druckmesseinrichtung 19 Umlenkbleche 20 Abzugsöffnung 21 Zuleitung 22

Speisewasserzuführung 23 Ausdampfrohr 24 Sicherheitsventil 25 Füllstandssensor 26 Schauglas 27 Füllstandsrohr 28 Ablassventil 29 Verteilerrohre 30 Zuleitungsrohr 31 Sammelrohre 32 Aufnahmen 33 Feuerungsöffnung 34 Zwischenrohr 35 Dampfsammelleitung 36 Brennraumwände 37 7/17

Claims (9)

1. Österreichisches P'iimiiiatt AT511 485B1 2013-09-15 Patentansprüche 1. Dampferzeuger mit einem Brennraum (1), zumindest einem Rauchgaskanal (10) und einer Kesselbaugruppe (2), wobei jede Kesselbaugruppe (2) eine Vielzahl an einzelnen, gleichartig ausgebildeten Dampfkesseln (3) mit geschlossenem Wasserkreislauf aufweist, von welchen jeder eine Rohrkonstruktion aufweist, die zumindest ein durch den Brennraum (1) geführtes Steigrohre (4), ein Dampfablassrohr (5), ein Fallrohr (6) und ein von diesem zum Steigrohr (4) führendes Verbindungsrohr (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Dampfkessel (3) zur Erreichung eines niedrigen Gefahrenpotentials gemäß §5 der österreichischen Druckgeräteüberwachungs-Verordnung (DGÜW-V) aus Rohren bis einschließlich maximal DN 32 aufgebaut ist, wobei das Druckinhaltsprodukt (p x V) weniger als 350 [bar x 1] beträgt.
2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rauchgaskanal (10) ein Wärmetauscher (11) zur Speisewasservorwärmung angeordnet ist.
3. 3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11) Rohre aufweist, deren Rohrachsen im Wesentlichen in derselben Ebene wie die Rohrachsen des Dampfkessels (3) angeordnet sind.
4. 4. Dampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung der Brennraumwände (37) zumindest ein weiterer Dampfkessel (12) vorgesehen ist, dessen Steigrohre (13) im Bereich der Brennraumwände angeordnet sind.
5. 5. Dampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den jeweiligen Dampfentnahme-Anschlüssen (14) der Dampfkessel (3,12) wegführenden Dampfentnahmeleitungen (15) in einer Dampfsammelleitung (36) münden.
6. 6. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet; dass die von den jeweiligen Dampfentnahme-Anschlüssen (14) der Dampfkessel (3,12) wegführenden Dampfentnahmeleitungen (15), gegebenenfalls über jeweils einen Dampfstrahlverdichter (16), jeweils in ein im Brennraum angeordnetes Überhitzerrohr (17) münden.
7. 7. Dampferzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Überhitzerrohre (17) im Bereich des Brennraums schraubenlinienförmig gewunden und zylinderartig angeordnet sind.
8. 8. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfkessel (3) auf dem Betriebsniveau des Wasserspiegels (8) ein horizontal angeordnetes Verdampferrohr (9) aufweisen.
9. 9. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrachsen eines Dampfkessels (3) im Wesentlichen in derselben, vorzugsweise vertikalen Ebene angeordnet sind. Hierzu 9 Blatt Zeichnungen 8/17