CH156857A - Dampferzeuger mit Druckfeuerung. - Google Patents

Dampferzeuger mit Druckfeuerung.

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CH156857A
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Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/22Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion under pressure substantially exceeding atmospheric pressure

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Description


  Dampferzeuger mit     Druckfeuerung.       Die vorliegende Erfindung betrifft Dampf  erzeuger zur Erzeugung reinen Dampfes für  verschiedene Zwecke und von beliebigem  Druck, bei welchen der Brennstoff unter  einem den Atmosphärendruck überschreiten  den, gleichbleibenden Druck verbrannt wird.  Die hierfür erforderliche Druckerhöhung des       Brennstoff-Luftgemisches    erfolgt dabei durch  einen Verdichter, den eine Gasturbine an  treibt.

   Es bilden die Dampferzeuger, bei  denen Verdichter und Gasturbine einen wich  tigen Bestandteil der Anlage ausmachen,  einen Grenzfall für die Gasturbinen im all  gemeinen, indem hier den Feuergasen zum  Zwecke der Dampferzeugung mehr Wärme  entzogen wird als zur notwendigsten Ernie  drigung der     Treibgastemperaturen    und zur  Kühlung der Wände (aus Festigkeitsgrün  den)- erforderlich ist, so dass zur Energie  erzeugung in der Gasturbine schliesslich nur  noch so viel Wärmegefälle übrig bleibt, als  die Gasturbine zum Beispiel zum Antrieb  des Verdichters benötigt. Der Zweck der    Anlage ist eben die Erzeugung von- Dampf,  der zum Betrieb von Dampfturbinen- dient,  und nicht die Erzeugung nutzbarer Energie  durch eine Gasturbine.

   Bei den bisher vor  geschlagenen Dampferzeugern der beschrie  benen Art hielt man sich bisher trotzdem eng  an die Verhältnisse, wie sie für eine Gas  turbinenanlage die gegebenen sind. Man  wählte zum Beispiel sehr hohe Verdichtungs  drücke, oder man liess sich umgekehrt, durch  das Vorbild des     Aufladens    von     Brennkraft-          maschinen    verleiten und schlug vor, die Gas  turbine als reine Abgasturbine mit kleinem  Druckgefälle auszuführen und an das Ende  des     Reizgasstromes    zu setzen. In jedem  Falle trachtet man darnach, das in der Tur  bine ausgenutzte Druckgefälle möglichst  gleich dem im Verdichter erzeugten Druck  anstieg zu machen, das heisst man vermied  im eigentlichen Dampferzeuger jeden grösse  ren Druckabfall.

   Der Dampferzeuger unter  schied sich dann von einem gewöhnlichen,     öl-          oder    gasgefeuerten Dampferzeuger nur inso-      fern, als der höhere Verbrennungsdruck eine  andere Ausbildung des Feuerraumes und der       Feuergaszüge    mit sich brachte und durch die  Druckerhöhung auch eine gewisse Verkleine  rung der Heizflächen möglich war. Die  durch die Druckerhöhung erzielten Vorteile  blieben aber gering und wogen kaum die  Nachteile und Mehrkosten auf, die mit der  Erhöhung des Druckes in der     Brennkammer     und den hierzu     erforderlichen    Hilfsmaschi  nen verbunden waren. Es fanden daher die  druckgefeuerten Dampferzeuger mit Gastur  bine auch keine praktische Anwendung.  



  Grössere Bedeutung dürfen die druck  gefeuerten Dampferzeuger aber erlangen,  wenn neben -den Vorteilen, die aus der Ver  kleinerung der Heizflächen infolge der hö  heren Dichte der Heizgase erzielbar sind,  auch noch die Vorteile zunutze gemacht  werden, die sich ergeben, wenn man den  Druckunterschied zwischen Brennkammer  und Aussenluft zur Erzeugung sehr hoher  Strömungsgeschwindigkeiten der Heizgase  und damit zu einer noch wesentlicheren Er  höhung des Wärmeüberganges und Verringe  rung der     Heizgasquerschnitte        und    der Heiz  flächen verwendet.

   So ist schon vorgeschla  gen worden, hohe     Heizgasgeschwindigkeiten     zu erzeugen, indem man durch Verpuffung       geeigneter        Brennstoff-Luftgemische    in     Brenn-          kammern,    die durch Ventile abschliessbar  sind, hohe Drücke herstellte und die hoch  gespannten Gase dann durch die als Heiz  flächen dienenden Heizrohre abströmen liess;

    oder     man.    hat .durch einen Verdichter das       Brennstoff-Luftgemisch    in der     Brennkam-          mer    auf gleichbleibendem höherem Druck  gehalten und dauernd mit einer Geschwin  digkeit durch die Heizrohre getrieben, die  nahe an .die Schallgeschwindigkeit heran  kam, oder sie erreichte. Bei .der ersten Art  Dampferzeuger     ("Verpuffungs"-Dampferzeu-          ger)    hat man zum Antrieb eines Auflade  verdichters auch eine     Abgasturbine    vor  geschlagen, die von den abgekühlten, aber  teilweise noch hochgespannten Heizgasen  gespeist wird.

   Unmöglich ist dagegen bei  der zweiten Art, dem "Gleichdruck"-Dampf-    erzenger, der Betrieb einer Gasturbine mit  abgekühlten Heizgasen, da hier das Druck  gefälle allein vom Gebläse geliefert wird,  also das in der Gasturbine verfügbare Druck  gefälle schon an sich bedeutend niedriger ist  als der im Verdichter herzustellende Druck  anstieg und überdies noch die Heizgase ein  bedeutendes Druckgefälle aufzehren, wenn  sie mit ungefährer     Schallgeschwindigkeit     durch die Heizrohre fliessen sollen.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft nun       einen    Dampferzeuger mit     Druckfeuerung     nach Art der oben erwähnten     "Gleichdruck-          dampferzeuger",    bei welchem aber die Ver  wendung der Gasturbine dadurch möglich  gemacht werden soll, dass einerseits zwar  hohe     Heizgasgeschwindigkeiten    gewählt wer  den (etwa 200     m/Sek.),    diese aber um eini  ges unter der Schallgeschwindigkeit bleiben  und anderseits die Gasturbine dabei ,so in den       Heizgasstrom    eingeschaltet wird, dass das  Druckverhältnis der Entspannung in der  Gasturbine kleiner, höchstens<B>0,8</B> Mal so gross  ist .als das Druckverhältnis der Verdichtung  im Verdichter.

   Dieses Verhältnis wird bei  spielsweise ermöglicht, wenn die Gasturbine  derart in einer weder zu nahe am Beginn,  noch zu nahe am Ende des     Wärmeausnut-          zungsbereiches    der Rauchgase gelegenen  Temperaturzone vorgesehen wird, dass das  Temperaturgefälle der Rauchgase in der  Gasturbine trotz kleineren, zu verarbeitenden  Druckunterschiedes mindestens gleich wird  der Temperaturzunahme der Luft während  der Verdichtung. Damit verbleibt aber so  wohl vor der Gasturbine, wie nach der Gas  turbine ein     gewisses    Druckgefälle, das, ver  bunden mit der hohen Temperatur, den  Heizgasen hohe Geschwindigkeit (etwa 200       m/Sek.)    erteilt.

   Hierbei     wird    noch von dem  Umstand praktisch Gebrauch gemacht, dass  der Rohrwiderstand der Rohre noch dadurch  vermindert wird,     da.ss    der Wärmeentzug eine  Geschwindigkeitsminderung herbeiführt, die  eine Rückverdichtung der Heizgase zur Folge  haben kann. Zweckmässig wird die noch ver  bleibende hohe     Strömungsgeschwindigkeit    in  je einem an die Heizrohre     anschliessenden              Diffusor    in Druck zurückverwandelt. Es las  sen sich also mit verhältnismässig geringen  Druckunterschieden hohe Geschwindigkeiten  aufrecht erhalten, so dass     die    Abmessungen.  der Heizflächen und der     Rauchgaszüge    über  raschend klein werden.

   Da durch die Ver  kleinerung der sämtlichen Abmessungen  auch die Wassermassen verringert werden  und ferner durch Regelungsmöglichkeit des  Verdichters für die Brennluft und des zuzu  führenden     Brennstoffes    die Feuerführung  unmittelbar und kurzzeitig geregelt werden  kann, so kann der Dampferzeuger ohne  Sammler auskommen.  



  Die Abbildung zeigt     schematisch    den  Schnitt durch einen Dampferzeuger gemäss  der Erfindung. Es ist 1 die Brennkammer,  in welcher die bei 2 regelbar eintretende  Druckluft und der bei 3 regelbar zugeführte  Brennstoff, zum Beispiel Gas, 01 oder Koh  lenstaub, verbrannt wird. Der zylindrische  Teil der Kammer ist an der Wand mit Roh  ren 4 eng besetzt, um die .Strahlungswärme  von der druckfesten Zylinderwand 5 abzu  halten. Diese Rohre werden von dem zu ver  dampfenden Wasser durchflossen. Das Was  ser wird zu diesem Zwecke mit einer     Um-          wälzpunpe    (nicht sichtbar) bei 6 in den     ke-          geligen    Unterteil 7 gedrückt und verteilt sich  gleichmässig auf die einzelnen Rohre.

   Die  heissen Verbrennungsgase geben zunächst  durch Strahlung und Berührung einen Teil  ihrer Wärme an die Rohre 4 ab. Etwas ab  gekühlt treten sie dann durch eine     düsen-          förmige    Mündung bei 8 in die Heizrohre 9  ein.  



  Diese Heizrohre sind innerhalb der Was  serrohre 4 angeordnet und enden mit einer       diffusorartigen    Erweiterung 10, in dem Sam  melrohr 11, das mit der Gasturbine 12 ver  bunden ist. Die     Leitvorrichtung    der Gas  turbine ist so bemessen,  & ss der sich vor der       (sasturbine    einstellende Druck um mehrere  Meter Wassersäule niedriger ist als der  Druck in der Brennkammer. Dieser Druck  unterschied erteilt den mit hoher Temperatur  vor die Düsen 8 tretenden Heizgasen eine so    hohe Strömungsgeschwindigkeit, dass schon  verhältnismässig kurze Rohre genügen, um  an diesen den Grossteil des Dampfes zu er  zeugen und die Gase so weit abzukühlen,  wie es für den Betrieb in der Gasturbine  erforderlich ist.

   Die Höhe dieser Tempera  tur ist einerseits bestimmt durch die Lei  stung, die die     Gasturbine    zum Antrieb des  Verdichters aufbringen muss, anderseits durch  die Festigkeitseigenschaften des verwendeten       Schaufelbaustoffes.    Die     Entspannung    der  Gase in der Gasturbine geht jedoch nicht bis  zum atmosphärischen Gegendruck, sondern  nur bis zum Gegendruck, der hinreicht, um  auch den Abgasen noch eine grosse Strö  mungsgeschwindigkeit zu erteilen.

   Es ver  lassen die Gase also bei 13 die Gasturbine  mit Überdruck, gelangen in das     Verteilrohr     14 und durchströmen die ebenfalls in die  Wasserrohre verlegten Heizrohre 15 mit  hoher Geschwindigkeit, um dann durch die       Diffusoren    16 in das Sammelrohr 17 zu tre  ten, von wo sie durch     Anschlussrohr    18 ent  weder     unmittelbar    ins Freie, oder in einen  Wasser- oder     Luftvorwärmer    gelangen.  



  Der sieh bildende Dampf wird durch die  Strömung .des Umlaufwassers in den Raum  19 gerissen. Das     Dampf-Wassergemisch    tritt  durch die     Turbinenleitschaufeln    ähnlichen       Öffnungen    20, die dem Strom eine kreisende       Bewegung    erteilen,     in,den    Raum 21, wo sich  der Dampf ausscheidet und in das ebenfalls  als     Fliehkraftabscheider    ausgebildete Gefäss  22 übertritt. Das nicht verdampfte und das  bei 23 frisch zugeführte Wasser fliesst durch  Rohr 24 zur     Umwälzpumpe    zurück. Der  Dampf geht dagegen über Überhitzen 25 zur  Verbrauchsstelle.  



  Die     Arbeitsleistung    der Gasturbine wird  allein für     Hilfszwecke,    das heisst im wesent  lichen für die     Verdichtung    der Brennluft  verwendet. Es ist 26 der Verdichter. Durch  Rohr 27 gelangt die verdichtete Luft zum  Brenner 28. Das durch die Arbeitsleistung       in,der    Gasturbine verbrauchte und daher für  die Dampferzeugung fehlende Wärmegefälle  wird dem Wärmekreislauf durch die Luft in      Form von     Verdichtungswärme    nahezu voll  ständig wieder zugeführt. Voraussetzung ist  allerdings, ' dass im Verdichtungsvorgang  keine Wärmeabfuhr, zum Beispiel keine Küh  lung, stattfindet.

   Es soll daher die Kühlung  vermieden und aus diesem Grunde die Ver  dichtung nur so hoch getrieben werden, dass  die     Kühlung    entbehrt werden kann.  



  Die Anordnung der einzelnen Teile kann  natürlich auch     in    anderer Weise erfolgen.  So können zum Beispiel die Heizrohre auch  in     Verdampfergefässen,    die von der     Brenn-          kammer    getrennt sind,     verlegt    werden.

   Das  Wesen der Erfindung wird dadurch nicht  berührt, das darin besteht,     dass    die Gastur  bine, die nur Hilfsarbeit für den Dampf  erzeuger liefert, weder am Anfang noch am  Ende des     nutzbaren        Heizgastemperaturberei-          ches    gelegen ist und ein Druckgefälle ver  arbeitet, das kleiner ist als das Druckgefälle  des Verdichters, zum     Zwecke,    hohe Strö  mungsgeschwindigkeiten in den Heizrohren  zu erhalten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Dampferzeuger zum Erzeugen von Dampf beliebigen Druckes, bei welchem der regelbar zuführbare Brennstoff unter einem, den Atmosphärendruck übersteigenden, gleich bleibenden Druck verbrannt und dieser Druck durch einen Verdichter für die regel bar einführbare Verbrennungsluft hergestellt wird, der durch eine mit den Heizgasen des Dampferzeugers betriebene Gasturbine ange trieben wird, und bei welchem Dampferzeu ger ferner die Heizgase mit grosser Geschwin digkeit (w etwa 200 m/Sek.) durch die die Heizflächen des Dampferzeugers bildenden Heizrohre getrieben werden, dadurch gekenn zeichnet,
    dass die Gasturbine so in dem Heiz gasstrom angeordnet ist, dass das Druckver hältnis der Entspannung in -der Gasturbine kleiner, höchstens 0,8 Mal so gross ist als das Druckverhältnis der Verdichtung im Verdichter, zum Zwecke, sowohl vor der Gas turbine, als auch nach der Gasturbine ein genügendes Druckgefälle zum Erzeugen gro sser Strömungsgeschwindigkeiten (w etwa 200 m'Sek.) für die Rauchgase zu behalten. UNTERANSPRüCRE 1. Dampferzeuger nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Verdich tung der Brennluft nur so hoch vorgesehen ist, dass der Verdichter ohne Kühlung be trieben werden kann. 2.
    Dampferzeuger nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die grossen Strömungsgeschwindigkeiten noch in je an die Heizrohre anschliessenden Diffusoren in Druck zurückverwandelt werden.
CH156857D 1930-09-03 1931-08-12 Dampferzeuger mit Druckfeuerung. CH156857A (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2491434A (en) * 1947-04-25 1949-12-13 Bituminous Coal Research Combination power plant and heating system
DE857684C (de) * 1948-01-30 1952-12-01 Gustavsbergs Fabriker Ab Heizkessel mit von einem Wassermantel umgebener Verbrennungskammer
FR1081773A (fr) * 1952-11-24 1954-12-22 échangeur-vaporiseur
US2965079A (en) * 1956-07-11 1960-12-20 Lucas Rotax Ltd Water heating apparatus

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