Grenzdampfer zeuger. Unter einem Grenzdampferzeuger ist ein Dampferzeuger zu verstehen, in welchem das Arbeitsmittel ohne Aufnahme von Ver- dampfungswärme gewissermassen durch einen Grenzübergang aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zustand übergeht. Es wird ihm durch eine Pumpe mindestens der kri tische Druck aufgepresst und seine Tem peratur wird bis mindestens zur kritischen Temperatur gesteigert. Der Grenzdampf erzeuger wird gewöhnlich als reiner Röhren kessel ohne Trommel ausgebildet, durch den das Arbeitsmittel zwangläufig durch eine Pumpe hindurchgedrückt wird.
Der Kessel ist dabei in zwei Hauptteile unterteilt, näm lich in einen Teil, in welchen die Wärme durch Strahlung übertragen wird (Strah lungsteil) und in einen zweiten Teil, in welchen die Wärme durch Berührung der heissen Gase mit den Kesselrohren übertra gen wird (Berührungsteil). Bei den bis herigen Konstruktionen des Grenzdampf- erzeugers liegt die Umwandlungszone, in welcher das Arbeitsmittel aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zustand übergeht, innerhalb des Strahlungsteils.
Bei sehr hohen Wärmebelastungen des Strahlungsteils zeigt es sich nun, dass, wenn Störungen auftreten, diese merkwürdiger weise nicht im Gebiet der höchsten Tem peraturen vorkommen, sondern in etwas tie fer liegenden Temperaturgebieten, und zwar etwa dort, wo die Umwandlungszone von Flüssigkeit in Dampf liegt. Die Erscheinun gen, welche die Ursache hierfür sind, konn ten noch nicht restlos geklärt werden. Man kann aber annehmen, dass sie die Folge einer Störung in der Wärmeübertragung sind. Es entstand die Aufgabe, die bisher verwen deten Konstruktionen des Grenzdampferzeu- gers in .der Weise abzuändern, dass die Stö rungen in der Umwandlungszone vermieden werden.
Als Lösung hierfür wurde gefunden, das Rohrsystem derart zu bemessen, dass die Zone des Überganges des Arbeitsmittels aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zu stand im Berührungsteil liegt. Die Um wandlungszone wird also dem Einfluss der strahlenden Wärme entzogen. Betriebserfah rungen mit diesem Aufbau des Grenzdampf- erzeugers haben gezeigt, dass sich hierdurch die früher beobachteten Störungen beheben lassen.
Man ist nicht gezwungen, nun die weitere Wärmeübertragung, die erforderlich ist, um den gewünschten Endzustand des Dampfes herzustellen, im Berührungsteil vorzunehmen, sondern man kann das Rohr- system wieder in den Strahlungsteil zurück führen.
Die Verlegung der Umwandlungszone in den Berührungsteil ermöglicht, weitere kon struktive Massnahmen zu treffen. Bekannt lich sind als Röhrenkessel ausgebildete Durchflusskessel sehr empfindlich gegen unreines Speisewasser. Es können sich mit der Zeit Ablagerungen bilden, die den Durch gangsquerschnitt verengen. Die Ablagerun gen sind wiederum eine Folge der Laugen konzentration. Man hat es zwar in vielen Anwendungsfällen des Grenzdampferzeugers in .der Hand, Speisewasser des gewünschten Reinheitsgrades zur Verfügung zu stellen, doch kann es in Sonderfällen vorkommen, dass unerwünschte Verunreinigungen in das Speisewasser hineingelangen.
Dieser Fall würde zum Beispiel vorliegen, wenn der Kondensator Leckstellen enthält, so dass sich das Kühlwasser mit dem Kondensat mischt. Die Laugenkonzentration ist nicht über den ganzen Kreislauf konstant, sondern nimmt nach der Umwandlungszone zu. Eine Selbst reinigung des Wassers wie beim normalen Kessel ist nicht möglich, denn es fehlen beim Grenz,dampferzeuger die Trommeln, in denen sich die Lauge anreichern könnte.
Auf Grund der Eigenart des Grenzdampfverfahrens lässt sich jedoch ein Weg finden, der eine Ab fuhr der angereicherten Lauge ermöglicht, und zwar beispielsweise durch Einschaltung einer Rohrerweiterung in oder nach der Um wandlungszone. Es ist dabei an die Ein fügung einer kleinen Trommel oder Flasche in den Strömungsweg gedacht, die infolge ihrer im Hinblick auf die hohen Drücke stur kleinen Abmessungen als Rohrerweiterung angesprochen werden kann. Man wird den Kessel im allgemeinen so betreiben, dass der Dampf in der Rohrerweiterung leicht über hitzt ist. Will man jetzt die konzentrierte Lauge abführen,. so wird, zum Beispiel durch Verminderung der Brennstoffzufuhr, die Temperatur der Gase im Berührungsteil er niedrigt.
Die Folge davon ist, dass auch die Temperatur des Inhaltes der Rohrerwei terung abnimmt. Da aber der kritische Druck des Rohrinhaltes unabhängig von der herrschenden Temperatur durch die Pumpe gehalten wird, so füllt sich die Rohrleitang wenigstens bis zur Rohrerweiterung mit einem Medium von kritischem Druck, aber unterkritischer Temperatur an, das heisst mit Flüssigkeit. Da nun, wie bereits erwähnt, die Laugenkonzentration nach der Verdamp- fungszone hin zunimmt, so ist es gerade die konzentrierte Lauge, die in die Rohrerwei terung gelangt.
Rüstet man diese mit einer Ablassvorrichtung aus, so wird es möglich, die konzentrierte Lauge aus dem Kessel zu entfernen. Durch Steigerung der Wärme zufuhr wird das Wärmeniveau wieder erhöht, und die Rohrerweiterung liegt wieder nach der Umwandlungszone im Dampfstrom. Un tersuchungen haben ergeben, dass man die Rohrerweiterung zweckmässig so bemisst, dass eine Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes von 0,5 m/sec. nicht überschritten wird. Die Rohrerweiterung wird zweckmässig so ange ordnet, dass sie der Einwirkung der Rauch gase entzogen ist.
Da man beim Röhrenkessel zur Erzielung einer guten Durchmischung des Inhaltes der einzelnen parallelen Rohre diese an Sammler anschliesst, von denen aus sie dann weiter geführt werden, so kann man unter Umständen auch einen dieser vorhan denen Sammler mit einer Ablassvorrichtung für die angereicherte Lauge ausrüsten, sofern der Sammler in einem Temperaturgebiet liegt, das durch Verminderung der Rauch gastemperatur unter die kritische Tempera tur abgesenkt werden kann.
Von der normalen Kesseltrommel unter scheidet sich die genannte Rohrerweiterung dadurch, dass sie dauernd in Dampfstrom liegt und nur zu gewissen Zeiten mit der ab zulassenden Lauge gefüllt wird, während die übliche Kesseltrommel in erster Linie zur Aufnahme von Flüssigkeiten dient.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Fig. 1 dargestellt. Diese zeigt einen beispielsweise durch eine Kettenrostfeuerung 1 beheizten Kessel, der eine Brennkammer 2 und zwei Rauch gaskammern 3a und 3b enthält.
Die auf dem Kettenrost 1 sich entwickelnden Flammen steigen zunächst in der Brennkammer 2 auf wärts, von der aus nach einer Umlenkung am obern Ende der Brennkammer die von der Flamme herrührenden: Rauchgase dann in der Kammer 3a abwärts steigen und nach Um lenkung am untern Ende der Kammer 3a schliesslich in der Kammer 3b aufsteigend durch das Gebläse 4 abgesaugt und in den Kamin 5 gefördert werden.
In den Kammern 2, 3a und 3b sind Rohrspiralen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 untergebracht, durch die nacheinan der mit Hilfe einer Pumpe 12 das Arbeits mittel in stetigem Fluss und unter stetig fort schreitender Erwärmung hindurchgedrückt wird. Der entstandene Dampf wird durch die Leitung 13 den Verbrauchern zugeführt. Da die Rohrspiralen 8 und 10 direkt von den Flammen des Rostes umspült werden, so erfolgt naturgemäss die Beheizung dieser Rohrteile vorwiegend durch Strahlung, wäh rend die in den Kammern 3a und 3b liegen den Rohrspiralen 6, 7, 9 und 11 durch Be rührung mit den heissen Rauchgasen beheizt werden.
Ist der Kessel im Betrieb, so wird das Arbeitsmittel, das die Pumpe nacheinan der durch die Rohrspiralen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 hindurchdrückt, solange flüssig bleiben, als es noch nicht die dem kritischen Druck zugeordnete kritische Temperatur angenom men hat. Sobald dies der Fall ist, wird die Flüssigkeit in den dampfförmigen Zustand übergehen. Diese Zone, in der sich die Um setzung der Flüssigkeit in den dampf- förmigen Zustand vollzieht, liegt erfindungs gemäss etwa innerhalb der durch die Klam mer und .die Bezugsziffer 14 angegebenen Rohrstrecke. Weiterhin lässt die Zeichnung erkennen, dass, in der Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen, hinter dieser Um wandlungszone 14 eine rohrförmige Erwei terung 15 vorgesehen ist.
Solange der Kes sel sich in normalem Betriebe befindet, liegt die Umwandlungszone 14 in der rauchgas- beheizten Kammer 3a und im Störungssinne vor der Rohrerweiterung 15. Um die an gegebene Entschlammung des Kessels durch führen zu können, ist es nur nötig, mit Hilfe der beiden Regler 16 und 17 die Drehzahl der beiden Motoren 18 und 19 so zu ver ändern, dass die Rauchgastemperaturen ab sinken, bis sich in der Rohrerweiterung 1 5 Flüssigkeit einstellt. Die Flüssigkeit, die hierbei in die Rohrerweiterung 15 gelangt, ist, wie bereits erläutert, besonders mit Sal zen angereichert. Sie kann mit Hilfe der Leitung 20 und des Ventils 21 abgelassen werden.
Hat man auf diese Weise die kon zentrierte Lauge aus dem Kessel entfernt, so verlegt man durch Verstärkung der Behei- ztung in einfacher Weise die Umwandlungs- zone wieder an eine Stelle vor der Rohr erweiterung in der Kammer 3a zurück. Die Fig. 1. zeigt noch, wie man hinter der Rohr erweiterung bezw. der Entschlammungszone das Rohr zweckmässig weiterführt.
Wie dar gestellt ist, kann man es wieder in die Strah lungskammer 2 zurückführen, wo dann die zur Überhitzung des in dem Rohrsystem strömenden Dampfes erforderliche Wärme zugeführt wird.
Anhand der Fig. 1 ist die Erfindung bei spielsweise an einem Kessel erläutert wor den, der nur einen Rohrstrang zeigt. Es steht indessen nichts im Wege, die Erfindung auch bei Kesseln mit mehreren Parallelsträngen zur Anwendung zu bringen.
Es wurde vorstehend beschrieben, dass man den Entschlammungsvorgang durchfüh ren kann nach vorhergehender Verminderung der Beheizung des Kessels. Es gibt aber no(@h einen zweiten Weg, die Entschlammung vor zunehmen, und zwar, indem man nicht die Beheizung des Kessels vermindert, sondern die Menge des zugeführten Arbeitsmittels erhöht. Auch in diesem Falle tritt eine Ver schiebung der Umwandlungszone in der Strömungsrichtung des Arbeitsmittels ein.
Von dieser Tatsache kann in der Weise Ge brauch gemacht werden, dass bei einem ges.3el mit einer Mehrzahl von parallelgeschalteten Rohrsträngen hinter der Umwandlungszone jedes Stranges eine Entschlammungsleitung angeschlossen wird, und durch Erhöhen der Durchflussmenge in dem zu entschlammenden Rohrstrang die Umwandlungszone so weit verschoben wird, dass an der Anschlussstalie der Entschlammungsleitung nicht mehr Dampf, sondern Flüssigkeit vorhanden ist,
so dass durch die betreffende Entschlam- mungsleitung die angereicherte Lauge abge führt werden kann. Weiterhin kann hinter der Abzweigstelle der Entschlammungs- leitung eine Einrichtung vorgesehen sein, aie ähnlich einem Rückschlagventil wirkt und verhindert, dass während des Entschlain- mungsvorganges das Arbeitsmittel aus an dern nicht zu entschlammenden Rohren zu rückfliesst.
Die Vorgänge, die sich beim Entschlam men abspielen, sind nachfolgend anhand der beigefügten Fig. 2 bis 5 näher erläutert. Wie zu erkennen ist, besteht die Heizfläche des Kessels nur aus Rohren. Diese sind zum Teil in einer Brennkammer 51, zum Teil in- den Rauchgaszügen 52 und 53 unterge bracht, so dass sie teils durch Strahlung, teils durch Berührung beheizt werden. Der Kessel wird beispielsweise durch eine Kett;@n- rostfeuerung 54 beheizt.
Die sich aus der Flamme entwickelnden Rauchgase werden zunächst im obern Teil der Kammer 51 um gelenkt und treten in die Kammer 52 ein, von der aus sie nach nochmaliger Umlenkung am untern Teil dieser Kammer schliesslich -die zweite Rauchgaskammer 53 nach oben aufsteigend verlassen. Das Arbeitsmittel wird zum Beispiel durch eine Pumpe 55, die von einem regelbaren Elektromotor 56 ange trieben wird, durch die Rohre hindur-,li- gepresst. In der Abbildung sind beispiels weise drei Parallelstränge dargestellt.
Wie zu erkennen ist, nimmt das Arbeitsmittel folgenden Weg: Aus der Hauptförderleitung 57 kommend, wird es zunächst von der Sam- melflasche 58 auf beispielsweise drei in der Rauchgaskammer 53 liegende Parallelstränge verteilt. Im weiteren Verlauf wird es dann wiederholt in Sammelflaschen gemischt und von neuem auf weitere Parallelstränge ver teilt. Es nimmt hierbei seinen Weg über die Sammelflaschen 59 bis 69.
Die Heizfläche soll dabei so bemessen sein, dass die Zone, innerhalb der die Umwandlung von Flüssig keit in Dampf erfolgt, etwa an der durch die Klammern und die Bezugszeichen 70, 71 und 72 gekennzeichneten Stelle liegt. Vor der Flasche 65, die, im Strömungssinne des Arbeitsmittels betrachtet, hinter der Um wandlungszone liegt, ist in jeden Strang eine Rückströmdrossel 73 bezw. 74 bezw. 75 ein geschaltet. Die Anordnung der Rückström- drossel und ihre Gestalt ist insbesondere ius Fig. 3 zu ersehen.
Unter einer Rückström- drossel wird eine Düse verstanden, die so im Strömungswege liegt, dass das Arbeits mittel bei normalem Betriebe an dem eng sten Querschnitt der Düse eintritt und aus dem weitesten Querschnitt austretend die Düse verlässt. Die Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit, die an der engsten Stelle der Düse entsteht, wird bei dieser Anordnung durch den diffusorartig wirkenden diver genten Teil wieder rückgängig gemacht. Bei normalem Betriebe des Kessels würde also die so eingebaute Düse einen praktisch nur unbedeutenden Druckverlust hervorrufen.
Das ist jedoch nicht der Fall, wenn sich die Strömungsrichtung umkehrt, das heisst wenn das Arbeitsmittel an der Stelle des grössten Querschnittes in die Düse eintritt und sie an der Stelle des engsten Querschnittes ver lässt; in diesem Fälle folgt auf den engsten Querschnitt kein als Diffusor wirkender Teil, so dass die Düse in dieser Strömungsrichtung stark drosselnd wirkt. Von dieser Tatsache wird, wie später gezeigt wird, Gebrauch ge macht.
Wie die Zeichnung weiter erkennen lässt, ist an die Rohrstränge 76, 77 und 78 an einer Stelle, die zwischen der Umwandlungszone und der Rückströmdrossel liegt, je eine Ent- schlammungsleitung 79, 80 und 81 ange schlossen. Am Ende dieser Entschlammungs- leitungen sind Drosselscheiben 82, 83 und 84 und Absperrventile 85, 86 und 87 vor gesehen.
Soll beispielsweise der Rohrstrang 76 des Kessels entschlammt werden, so spielt sich folgender Vorgang ab: Zunächst muss er reicht werden, dass die LTmwandlungszone 70, innerhalb der der Übergang von Flüssigkeit in Dampf erfolgt, soweit verschoben wird, dass die schlimm- oder salzhaltige Flüssigkeit mindestens bis an die Stelle gelangt, wo die entsprechende Entschlammungsleitung 79 an geschlossen ist. Im vorliegenden Falle soll die Verlegung der Umwandlungszone durch Erhöhen der Arbeitsmittelmenge, die durch den betreffenden Rohrstrang strömt, erreizht werden.
Greift man der Einfachheit halber zu einem Zahlenbeispiel, und nimmt man au, dass zur Verlegung der Umwandlungszone 70 in dem Rohrstrang 76 eine .doppelte Durch flussmenge durch diesen Rohrstrang erf@@r- derlich wird und die Pumpe die Arbeits- mittelmenge Q gefördert hat, so muss. bei drei Parallelsträngen die Förderung der Pumpe etwa auf die Menge % Q erhöht werden.
Gleichzeitig mit der Erhöhung der Förder- leistung der Pumpe wird, um die Lauge ab zulassen, das Absperrventil 85 geöffnet. Soll bei diesem Vorgang die erzeugte Dampf menge unverändert gehalten werden, so müsste man das Ventil.85 gerade soweit öffnen, da.ss '/3 Q durch die Entschlammungs- leitung 79 ausströmen kann.
Um die Ver hältnisse gegeneinander abzustimmen, wird vorgeschlagen, vor das Ventil 85 eine Dros selscheibe 82 zu setzen, die selbst bei ganz geöffnetem Ventil 85 die Durchflussmenge bei dem von vornherein festliegenden Pum pendruck von selbst etwa auf den Betrag QI3 begrenzt.
Fig. 4 zeigt diese Drossel stelle in grösserem M'assstabe. Hat man eine genügende Menge Flüssigkeit aus dem Rohr strang 76 auf diese Weise entfernt, so schliesst man das Ventil 85 und öffnet gleich zeitig eines der Ventile 86 oder 87 oder ver mindert, falls der Entschlammungsvorgang für die beiden Rohrstränge 77 und 78 vor angegangen ist, gleichzeitig die Pumpen leistung wieder bis auf den normalen Betrag Q. In diesem Zusammenhange wird die Be deutung der Rückströmdrosseln 73, 74 und 75 klar.
Wären diese Rückströmdrosseln nicht vorhanden, so würde während des Ent- schlammens eines Stranges von der Sammel flasche 65 her eine gewisse Menge an Ar beitsmittel zurückströmen. Da, wie oben be schrieben, die Düse oder Rückströmdrossel so eingesetzt ist, dass ein Zurückströmen weitgehend verhindert wird, so werden die der Sammelflasche 65 nachgeschalteten Rohre praktisch während des Entschlam- mens mit der gleichen Arbeitsmittelebene ge speist wie im normalen Betriebe.
Fig. 5 zeigt, wie man die beim Ent schlammen anfallende Lauge in einem ge schlossenen Behälter sammeln kann, aus dein der Schwadendampf bezw. der beim Ein dampfen der Lauge durch eine zusätzliche Beheizung entstehende Dampf noch nutz bringend einem Niederdruckverbraucher zu geführt werden kann.
Grenzdampfer generator. A limit steam generator is to be understood as a steam generator in which the working medium changes from the liquid to the vapor state through a limit transition, without absorbing evaporation heat. At least the critical pressure is applied to it by a pump and its temperature is increased to at least the critical temperature. The limit steam generator is usually designed as a pure tubular boiler without a drum, through which the working fluid is forced through a pump.
The boiler is divided into two main parts, namely a part in which the heat is transferred by radiation (radiation part) and a second part in which the heat is transferred when the hot gases come into contact with the boiler tubes (contact part ). In the previous constructions of the limit steam generator, the conversion zone in which the working medium changes from the liquid to the vapor state lies within the radiation part.
In the case of very high heat loads on the radiation part, it turns out that when disturbances occur, these strangely do not occur in the area of the highest temperatures, but in somewhat lower temperature areas, for example where the transition zone from liquid to vapor is . The phenomena that are the cause of this have not yet been fully clarified. But one can assume that they are the result of a disturbance in the heat transfer. The task arose of modifying the constructions of the limit steam generator previously used in such a way that the disturbances in the conversion zone are avoided.
The solution to this was found to dimension the pipe system in such a way that the zone of transition of the working medium from the liquid to the vaporous state lies in the contact part. The conversion zone is thus withdrawn from the influence of the radiant heat. Operating experience with this set-up of the limit steam generator has shown that this can eliminate the faults observed earlier.
You are not forced to carry out the further heat transfer that is required to produce the desired final state of the steam in the contact part, but you can lead the pipe system back into the radiation part.
The relocation of the conversion zone in the contact part enables further constructive measures to be taken. As is well known, flow-through boilers designed as tubular boilers are very sensitive to unclean feed water. Over time, deposits can form which narrow the cross-section of the passage. The deposits are, in turn, a result of the caustic concentration. It is true that in many applications of the limit steam generator it is up to you to provide feed water of the desired degree of purity, but in special cases it can happen that undesired impurities get into the feed water.
This would be the case, for example, if the condenser contains leaks so that the cooling water mixes with the condensate. The alkali concentration is not constant over the entire circuit, but increases after the conversion zone. A self-cleaning of the water as with a normal boiler is not possible, because the border steam generator lacks the drums in which the lye could accumulate.
Due to the peculiarity of the limit steam process, however, a way can be found that allows the enriched liquor to be removed, for example by including a pipe expansion in or after the conversion zone. It is thought of the insertion of a small drum or bottle in the flow path, which can be addressed as a pipe extension due to its stubbornly small dimensions in view of the high pressures. The boiler will generally be operated in such a way that the steam in the pipe expansion is slightly overheated. If you want to discharge the concentrated lye now. so, for example, by reducing the fuel supply, the temperature of the gases in the contact part is lowered.
The consequence of this is that the temperature of the contents of the pipe expansion also decreases. However, since the critical pressure of the pipe contents is maintained by the pump independently of the prevailing temperature, the pipe is filled with a medium of critical pressure but subcritical temperature, i.e. with liquid, at least up to the pipe widening. Since, as already mentioned, the alkali concentration increases towards the evaporation zone, it is precisely the concentrated alkali that gets into the pipe expansion.
If you equip this with a drainage device, it becomes possible to remove the concentrated lye from the boiler. By increasing the heat supply, the heat level is increased again, and the pipe widening is again located in the steam flow after the conversion zone. Investigations have shown that the pipe expansion is expediently dimensioned in such a way that a flow velocity of the steam of 0.5 m / sec. is not exceeded. The pipe expansion is expediently arranged in such a way that it is protected from the effects of the smoke gases.
Since, in the case of tubular kettles, in order to achieve good mixing of the contents of the individual parallel pipes, these are connected to collectors from which they are then passed on, one of these existing collectors can also be equipped with a discharge device for the enriched liquor, provided that the collector is located in a temperature range that can be lowered below the critical tempera ture by reducing the flue gas temperature.
The mentioned pipe expansion differs from the normal boiler drum in that it is constantly in the steam flow and is only filled with the caustic which is permitted from it at certain times, while the conventional boiler drum is primarily used to hold liquids.
An embodiment of the subject invention is shown in FIG. This shows a boiler heated, for example, by a chain grate furnace 1, which contains a combustion chamber 2 and two flue gas chambers 3a and 3b.
The flames developing on the chain grate 1 first rise in the combustion chamber 2 upwards, from which, after a deflection at the upper end of the combustion chamber, the flames originating from the flame rise in chamber 3a and after deflection at the lower end of the Chamber 3a finally ascending in chamber 3b are sucked off by the fan 4 and conveyed into the chimney 5.
In the chambers 2, 3a and 3b pipe spirals 6, 7, 8, 9, 10 and 11 are housed, through the nacheinan the with the help of a pump 12, the working medium is pushed through in steady flow and with steadily progressive heating. The resulting steam is fed through line 13 to the consumers. Since the pipe spirals 8 and 10 are washed around directly by the flames of the grate, the heating of these pipe parts is naturally carried out predominantly by radiation, while the spiral pipes 6, 7, 9 and 11 in the chambers 3a and 3b are in contact with the hot flue gases are heated.
If the boiler is in operation, the working fluid that the pump nacheinan pushes through the spiral tubes 6, 7, 8, 9, 10 and 11 will remain liquid as long as it has not yet accepted the critical temperature associated with the critical pressure . As soon as this is the case, the liquid will change to the vapor state. According to the invention, this zone, in which the liquid is converted into the vaporous state, lies approximately within the pipe section indicated by the bracket and the reference number 14. The drawing also shows that, viewed in the direction of flow of the working medium, behind this conversion zone 14, a tubular widening 15 is provided.
As long as the boiler is in normal operation, the conversion zone 14 is located in the flue gas-heated chamber 3a and, in the sense of interference, in front of the pipe extension 15. To be able to carry out the given desludging of the boiler, it is only necessary to use the two Controller 16 and 17 to change the speed of the two motors 18 and 19 so that the flue gas temperatures drop from until fluid is set in the pipe extension 1 5. As already explained, the liquid that enters the pipe expansion 15 is particularly enriched with salts. It can be drained with the aid of line 20 and valve 21.
Once the concentrated lye has been removed from the boiler in this way, the conversion zone is simply relocated back to a point in front of the pipe widening in chamber 3a by increasing the heating. Fig. 1. Still shows how to expand BEZW behind the pipe. the pipe expediently continues in the desludging zone.
As is shown, it can be fed back into the radiation chamber 2, where the heat required to overheat the steam flowing in the pipe system is then supplied.
With reference to Fig. 1, the invention is explained with example on a boiler the wor that shows only one pipe string. However, nothing stands in the way of applying the invention to boilers with several parallel lines.
It has been described above that the desludging process can be carried out after previously reducing the heating of the boiler. However, there is no (@h a second way of increasing the desludging, namely by not reducing the heating of the boiler, but increasing the amount of working medium supplied. In this case, too, there is a shift in the conversion zone in the direction of flow of the Work equipment.
This fact can be made use of in such a way that, in the case of a total 3el with a plurality of parallel-connected pipe strings, a desludging line is connected behind the conversion zone of each strand, and the conversion zone is shifted so far by increasing the flow rate in the pipe string to be desludged that there is no longer steam but liquid at the connection section of the desludging line,
so that the enriched lye can be discharged through the relevant desludging line. Furthermore, a device can be provided behind the branch point of the desludging line, which acts like a non-return valve and prevents the working fluid from flowing back from other pipes that are not to be desludged during the desludging process.
The processes that take place in Entschlam men are explained in more detail below with reference to the accompanying FIGS. As can be seen, the boiler's heating surface consists only of pipes. Some of these are housed in a combustion chamber 51 and some in the flue gas flues 52 and 53, so that they are heated partly by radiation and partly by contact. The boiler is heated by a chain grate furnace 54, for example.
The flue gases developing from the flame are first redirected in the upper part of the chamber 51 and enter the chamber 52, from which, after being redirected at the lower part of this chamber, they finally leave the second flue gas chamber 53 upwards. The working fluid is forced through the pipes, for example by a pump 55 which is driven by a controllable electric motor 56. In the figure, for example, three parallel lines are shown.
As can be seen, the working medium takes the following route: Coming from the main conveying line 57, it is first distributed from the collecting bottle 58 to, for example, three parallel lines located in the smoke gas chamber 53. In the further course, it is then repeatedly mixed in collecting bottles and again divided into other parallel lines. It takes its way via the collecting bottles 59 to 69.
The heating surface should be dimensioned in such a way that the zone within which the conversion of liquid into steam takes place lies approximately at the point indicated by the brackets and the reference numerals 70, 71 and 72. In front of the bottle 65, which, viewed in the direction of flow of the working medium, is located behind the order conversion zone, a return flow throttle 73 is respectively in each branch. 74 resp. 75 switched on. The arrangement of the return flow throttle and its shape can be seen in particular in FIG. 3.
A backflow throttle is understood to mean a nozzle which is located in the flow path in such a way that, during normal operation, the working medium enters at the narrowest cross section of the nozzle and exits the nozzle from the widest cross section. The conversion of pressure into speed, which occurs at the narrowest point of the nozzle, is reversed in this arrangement by the diffuser-like acting divergent part. During normal operation of the boiler, the nozzle installed in this way would cause practically only an insignificant pressure loss.
However, this is not the case when the direction of flow is reversed, that is, when the working medium enters the nozzle at the point of the largest cross section and leaves it at the point of the narrowest cross section; In this case, the narrowest cross section is not followed by a part acting as a diffuser, so that the nozzle has a strong throttling effect in this flow direction. As will be shown later, use is made of this fact.
As can also be seen in the drawing, a desludging line 79, 80 and 81 is connected to each of the pipe strings 76, 77 and 78 at a point between the conversion zone and the return flow throttle. At the end of these desludging lines, throttle disks 82, 83 and 84 and shut-off valves 85, 86 and 87 are provided.
If, for example, the pipe string 76 of the boiler is to be desludged, the following process takes place: First, it must be sufficient that the conversion zone 70, within which the transition from liquid to steam takes place, is shifted to such an extent that the salty or salty liquid at least until it reaches the point where the corresponding desludging line 79 is closed. In the present case, the relocation of the conversion zone is to be achieved by increasing the amount of working medium flowing through the relevant pipe string.
For the sake of simplicity, a numerical example is used and one assumes that, in order to lay the conversion zone 70 in the pipe string 76, a double flow rate is required through this pipe string and the pump has delivered the working medium Q, so must. with three parallel lines the delivery of the pump can be increased to approximately the amount% Q.
Simultaneously with the increase in the delivery rate of the pump, the shut-off valve 85 is opened in order to allow the lye to drain. If the amount of steam generated is to be kept unchanged during this process, then the valve 85 would have to be opened just enough so that ss' / 3 Q can flow out through the desludging line 79.
In order to match the ratios against each other, it is proposed to put a throttle disc 82 in front of the valve 85, which limits the flow rate by itself approximately to the amount QI3 even when the valve 85 is fully open.
Fig. 4 shows this throttle point on a larger scale. If a sufficient amount of liquid has been removed from the pipe string 76 in this way, the valve 85 is closed and at the same time one of the valves 86 or 87 is opened or reduced if the desludging process for the two pipe strings 77 and 78 has been started, at the same time, the pump output back to the normal amount Q. In this context, the meaning of the return throttles 73, 74 and 75 becomes clear.
If these return throttles were not present, a certain amount of working fluid would flow back from the collecting bottle 65 during the desludging of a strand. Since, as described above, the nozzle or backflow throttle is inserted in such a way that a backflow is largely prevented, the pipes downstream of the collecting bottle 65 are fed practically during desludging with the same working medium level as in normal operation.
Fig. 5 shows how you can collect the sludge when Ent lye in a ge closed container, from which the steam respectively. the steam produced when the liquor is evaporated by additional heating can still be brought to a low-pressure consumer in a useful manner.