Röhrendampferzeuger. Die Erfindung betrifft einen Röhren dampferzeuger mit einer Trommel und mit einem in den Wasserumlauf eingeschalteten, zur Abstützung der Heizflächen dienenden Rohrgerüst und ermöglicht, einen im Auf bau und in der Herstellung einfachen, auch für verhältnismässig kleine Dampfleistung geeigneten Dampferzeuger zu schaffen.
Dampferzeuger ähnlicher Bauart hat man bisher mit und auch ohne Trommel ausgerü stet. Eine Trommel wurde vorzugsweise bei solchen Dampferzeugern angeordnet, bei de nen es auf grossen Wasserinhalt zur Über brückung von Leistungsschwankungen an kam. Dampferzeuger ohne Trommel haben den Vorzug, dass sie schnell hochgefahren werden können und in kürzester Frist Dampf abgeben können, sie sind aber bei stark schwankender Kesselbelastung ungeeignet.
Erfindungsgemäss sind die obern und untern Quer- und Längsverbindungen des Rohrgerüstes durch in den Ecken des Gerü stes angeordnete, unbeheizte Rohre mitein ander verbunden und von diesen Eckrohren dienen mindestens zwei als Kurzschlussrohre, indem durch sie in den obern Verbindungs rohren des Gerüstes abgeschiedenes Umlauf wasser unmittelbar zur Heizfläche zurückge führt wird.
Ein Dampferzeuger mit der vorgesehlage- nen Anordnung der Kurzschlussrohre hat den Vorzug, dass er ausserordentlich elastisch ist und schnell hoehgefahren werden kann, da den Heizflächen dank der Kurzschlussrohre ständig Umlaufwasser von Siedetemperatur zugeführt wird. Nach Aufwärmung des ge samten Wasserinhaltes der Trommel auf Siedetemperatur können auch Schwankungen des Dampfbedarfes aus dem gespeicherten Wärmevorrat leicht überbrückt werden.
Zudem kann der Dampfraum der Trom mel wesentlich höher belastet werden, da das erzeugte Dampfwassergemisch bereits einer Vorabscheidung unterworfen wurde, und die aus dem Dampf abzuscheidende Flüssigkeits menge nur klein ist. Dies wirkt sich so aus, dass der, Wasserraum im Verhältnis grösser gewählt werden kann, so dass dadurch auch die Speicherwirkung vergrössert wird.
Da ein Teil des Umlaufwassers unmittelbar über die in den Ecken des Rohrgerüstes angeordneten Rohre -unter Umgehung der Trommel in das beheizte Rohrsystem zurfckfliessen kann, ergibt sich ferner der Vorzug, dass die An zahl und die Querschnitte der wasserseitigen Anschlüsse des Fallrohrsystems an die Trom mel verringert werden können.
Dampferzeuger nach der Erfindung sind in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 10 schematisch dargestellt.
In Fig. 1 ist das Rohrsystem eines Dampf erzeugers mit der Trommel dargestellt. Die Feuerung und Ummantelung des Dampf erzeugers wurde der Deutlichkeit wegen fort gelassen. Die Fig. 2 zeigt den zugehörigen Quer schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1.
Wie aus den beiden Figuren ersichtlieh, be steht das Gerüst des Kessels aus den vier senk rechten Eckrohren 1, den untern Querverbin dungen 2 und Längsverbindungen 3, sowie der obern Querverliindung 4 und Längsverbin dungen 5. In diesem vom Kesselwasser durch- flossenen, aus Rohren bestehenden Gerüst sind die Eekrohre 1 unbeheizt, während die Verbindungsrohre 2, 3, 4 und 5 beheizt sein können, da hier eine Dampfbildung für den Wasserumlauf unschädlich ist. Dieses Gerüst dient nun gleichzeitig zum Tragen der Ver dampferheizflächen, bestehend aus den Stirn wandrohren 6, Rückwandrohren 7, Bündel rohren 8 und Seitenwandrohren 9. Wie ersichtlich, besteht die Verdampferheizfläche nur aus geraden Rohren oder ist, aus geraden Rohrteilen zusammengesetzt.
Das Rohrbündel 8 besteht aus mehreren, parallelen Rohrtafeln. Die geraden Rohre je der Rohrtafel münden ein in die Stirnwand rohre 6 und Rückwandr ohne 7. Es ist zweek- mässig und auch am billigsten, die Rohrver bindung durch Schweissen herzustellen. Die Rohre 6 sind zwischen den vordern Querver bindungen 2 und 4 der Eekrohre 1 einge schweisst. Die Rohre 7 gehen von der hintern Querverbindung 2 aus und gehen dann über in die parallelen Rohre einer Rohrtafel des Verdampferbündels B. Durch die Verschluss stopfen 10 können die Rohre des Bündels 8 mechanisch gereinigt werden. Die Reini gungsöffnungen für die Rohre 6 und 7 be finden sich in den Querverbindungen 4 und 2.' Sie sind nicht besonders dargestellt.
Die Seitenwandrohre 9 sind zwischen den untern und obern Längsverbindungen 3 und 5 ein geschweisst und können durch nicht gezeich nete Reinigungsöffnungen in der Längsver bindung 5 befahren werden. Oberhalb des Verdampferbündels 8 können weitere Heizflä chen angeordnet sein, z. B. ein Überhitzer 11 und ein Speisewasservorwärmner 12. Das Rohr- gerüsst ist dampf- und wasserseitig mit der Trommel 13 verbunden. Die wasserseitige Ver bindung wird hergestellt durch die Leitungen 14 und die dampfseitige Verbindung durch die Leitungen 15. Das in der Heizfläche erzeugte Dampfwassergemisch wird den obern Verbin dungsrohren 4l und 5 der Eekrohre zugeführt. Hier tritt bereits eine V orabscheidung ein.
Das abgesehiedene Wasser wird durch die Eckrohre 1 auf schnellstem Wege der Ver- dampfungsheizfläehe wieder zugeführt. Der erzeugte Dampf und die in ihm noch enthal tene Flüssigkeit werden durch die Leitungen 15 zur vollständigen Trennung der Trommel 13 zugeführt. Zum Ersatz des verdampften oder in die Trommel mitgeführten Wassers fliesst aus dem Wasserraum der Trommel 13 über die Leitungen 14 Trommelwasser dem Rohrsystem zu.
Eine andere Ausführungsform eines Dampferzeugers nach der Erfindung zeigt Fig. 3.
Auch hier wird das Kesselgerüst aus den Eekrohren 1, den untern Querverbindungen 2 und Längsverbindungen 3, sowie der obern Querverbindung 4 und Längsverbindungen 5 gebildet. Das Verdampferbündel besteht in diesem Falle aus den beiden Rohrgruppen 16 und 17. Zwischen diesen beiden Rohrgruppen kann ein Überhitzer 11 angeordnet sein. Die Stirnwandrohre 6 gehen in die Rohrgruppe 17 über und sind an die Querrohre 2 und 4 angeschlossen. Die Rüekwandrohre 7 gehen in die RohrgiLippe 16 über.
Auch diese Rohre sind an eine Querverbindung \? der Eckrohre angeschlossen, stehen aber am obern Ende über das Sammelrohr 1.8 und Leitung 19 unmittelbar mit der waagrechten Trommel 13 in Verbindung. Die Seitenwandrohre 9 gehen von der untern Längsverbindung 3 aus und münden ein in eine weitere obere Längsver bindung 20. Die Verdampferrohre weisen in diesem Falle zum Teil Krümmungen auf, so dass der Dampferzeuger nur für gutes Speise wasser geeignet. ist.
Es bereitet aber keine Schwierigkeiten, die Ileizflä.ehe nur aus gera den Rohrteilen zusammenzuschweissen und mit Versehlussstopfen zu versehen, so dass auch eine mechanische Reinigung der Rohre ohne weiteres möglich ist, wenn\ unaufberei- tetes Speisewasser zur Verwendung kommt. Die Trommel 13 ist wieder über Leitungen 14 und 15 mit dem untern und obern Teil der Eckrohre 1 verbunden. In diesem Falle dienen die Eckrohre 1 nur für die Seitenwandrohre 9 und für die Rohrgruppe 17 als Kurzschluss rohre, während die Rohre 7 und 16 das erzeugte Dampfwassergemisch unmittelbar in die Trommel 13 abführen.
Diese Anordnung ist dann von Vorteil, wenn bei hoelhbelasteten Kesseln der Gesamtquerschnitt der Eckrohre allein nicht ausreichen würde, das gesamte Dampfwassergemisch aufzunehmen und nach V orabscheidung wesentlicher Wassermengen in die Trommel überzuleiten. Auch in diesem Falle bilden die Eckrohre mit ihren Quer- und Längsverbindungen das Stützgerüst des Dampferzeugers.
Mit den Eckrohren verbunden ist die Trommel 13, die als Wärmespeicher wirkt und Belastungsspitzen so weit aufnehmen kann, dass plötzlicher Druckabfall verhindert wird. Begünstigt durch die Anordnung der Eck- rohre, die als Fallrohre das Kesselwasser auf dem kürzten Weg unter höheren, statischen Druck führen, gelingt es so, Umlaufstörungen zu vermeiden.
In Fig. 4 ist ein Dampferzeuger dar gestellt, bei dem die Trommel 13 selbst als obere Querverbindung der beiden hintern Eckrohre 1 dient. Das Rohrbündel 8 besteht aus Rohrtafeln, die im Rauchgasstrom hinter einander liegen und quer zur Längsachse des Kessels angeordnet sind. Die obern und untern Sammelkästen 21 und 22 sind an die Längsverbindungen 5 und 3 der Eckrohre 1 angeschlossen. Die Eckrohre 1 führen als Fallrohre nicht nur das aus dem erzeugten Dampfwassergemisch abgeschiedene Umlauf wasser zurück, sondern auch gleichzeitig un mittelbar aus der Trommel 13 selbst das erforderliche Zusatzwasser. Die Stirnwand rohre 6 und Seitenwandrohre 9 sind ähnlich angeordnet wie in den vorhergehenden Bei spielen.
Dem Verdampferbündel 8 können rauchgasseitig weitere Heizflächen, wie Speise wasservorwärmer oder Luftvorwärmer nach geschaltet sein. Überhitzerrohre können zwi schen den Rohren des Verdampferbündels an- geordnet sein. Durch Lenkwände können die Rauchgase gezwungen werden, den durch Pfeile angedeuteten Weg zu nehmen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sich von dem gezeigten Beispiel in Fig. 1 dadurch, dass die Berührungsheiz fläche 23 über den von den Eckrohren 1 be grenzten Kesselquerschnitt hinausgeführt ist. Durch diese Bauweise wird an Höhe gespart und bei unveränderter Rohrzahl eine grössere Heizfläche erreicht. Der Deutlichkeit wegen sind die Lenkwände fortgelassen, der Rauch gasweg ist wieder durch Pfeile angedeutet.
Ein besonders einfacher Aufbau eines Dampferzeugers ist in Fig. 6 veranschaulicht. Die Eckrohre 1 bilden mit den Längsver bindungen 3 und 5 zwei Rahmen, die quer durch die untern Verbindungen 24, 25 und die obern Verbindungen 4, 27 gegeneinander abgestützt sind. Auf diesem Rohrgerüst ist die Trommel 13 gelagert. Innerhalb dieses Rahmens ist die Verdampferheizfläche ange ordnet. An die Querverbindung 24 sind die Stirnwandrohre 6 angeschlossen, welche in die Querverbindung 27 münden. Zwischen den obern Querverbindungen 27 und 4 sind die Deckenrohre 26 eingesetzt. Das Rohrbündel 8 ist an die Querverbindung 25 angeschlossen.
Es besteht aus einer Reihe von Rohrtafeln, deren Rohre von untern Verteilerrohren 28 ausgehen. Am obern Ende münden die Rohre unmittelbar in die Deckenrohre 26 ein. Die Seitenwandrohre 9 sind wie bisher wieder an die Längsverbindungen 3 und 5 der Eck- rohre 1 angeschlossen. Das erzeugte Dampf- wassergemiseh wird von der Querverbindung 4- aus durch die hintern Eckrohre 1 und die i.''.berströmrohre 19 der Trommel 13 zugeführt.
Sämtliche Verdampferrohre sind gerade und können ohne weiteres mechanisch gereinigt werden, wenn für die einzelnen Rohre ent sprechende Verschlussöffnungen vorgesehen werden. Das Verdampferbündel 8 ist hinter dem Feuerraum angeordnet und wird von den Rauchgasen in Pfeilrichtung durch strömt.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind sämtliche Verdampferrohre gerade und daher ausnahmslos auch mechanisch reinig- bar. Das Heizflächenbündel 8 besteht aus Rohrtafeln, deren Rohre unten in Sammel rohre 27 und oben in Sammelrohre 29 ein münden. Die Rohre 27 sind mit Querrohren 25 verbunden, während die Sammelrohre 29 unmittelbar in die Trommel 13 einmünden. Die Seitenwandrohre 9 verbinden die untere Längsverbindung 3 mit der obern Längsver bindung 5.
Das erzeugte Dampfwassergemiseh wird überwiegend vollständig der Trommel 13 zu geführt. Lediglieh aus dem aus den Seiten- wandirohren 9 kommenden Gemisch kann Kes selwasser abgeschieden und über die hintern Eckrohre unmittelbar in den Kreislauf zurückgeführt werden. Die Hauptmasse des Umlaufwassers muss aus dem Wasserraum der Trommel entnommen und über die vordern Eckrohre 1 dem beheizten Rohrsystem zuge führt werden, da auch die Stirnwandrohre 6, tusgehend von der untern Querverbindung 24 unmittelbar in die Kesseltrommel 13 aus münden. Diese Bauart erfordert zwar eine grössere Trommel als bisher notwendig war, hat aber den Vorteil, dass das Verdampfer bündel 8 nur an zwei Orten, nämlich der Trommel 13 und der untern Querverbindung 25 abgestützt ist.
Dadurch ist dass Bündel elastischer abgestützt, und die einzelnen Rohr tafeln können leichter ausgebaut werden. In Querrichtung sind Lenkwände eingebaut, die die Rauchgase zwingen, das Rohrbündel etwa in Pfeilrichtung zu durchströmen. Der Ab stand der Verdampferrohre kann so gewählt werden, dass dazwischen noch Überhitzer rohre angeordnet werden können, falls Heiss dampf gewünseht wird. Das Verdampfer bündel 8 ist in einem abwärts und einem auf wärts gerichteten Zug angeordnet. Beide parallel zueinander liegenden Kesselzüge sind innerhalb des vom Rohrgerüst umgrenzten Raumes angeordnet. Hinter dem Verdampfer bündel 8 können weitere Heizflächen ange ordnet sein.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 zeigt, dass das Verdampferbündel 8 auch ausserhalb des von den Eckrohren begrenzten Kessel- querschnittes angeordnet werden kann, wobei das V erdampferbündel auch wieder aus senk rechten Rohrtafeln besteht.
Zwei Ausführungsbeispiele für Kessel grö sserer Leistung oder hohen Druckes, bei de nen gute Speisewasserpflege vorausgesetzt ist, zeigen Fig. 9 und 10.
Der Dampferzeuger nach Fig. 9 hat auch wieder ein Stützgerüst, bestehend aus den Eckrohren 1 und den untern Verbindungen 3, 24, 25 sowie als einzige obere Querverbin dung die Kesseltrommel 13. Die Stirnwand rohre 6 und Seitenwandrohre 9 sind aus- g'pekröpft, so dass sie elastischer sind und Wärmespannungen besser aufnehmen können.
Das V erdampferbüncdel besteht aus den beiden Rohrgruppen 30 und 31. Die V er- dampferrohre 30 gehen aus von den mit. dem Querrohr 25 verbundenen Verteilerrohren 32 und münden ein in die Rückwandrohre 33 des Feuerraumes. Von diesen Rohren aus gehen die Rohre 31 ab, die wieder in die Sammelrohre l34 einmünden. Diese Rohre 34 bilden gleich zeitig die Decke des Feuerraumes und leiten das erzeugte Dampf-Wassergemiseh unmittel bar in die Trommel 13 ein. Für die Seiten wandrohre 9 dienen die Eekrohre 1 als Kurz- sehlussrohre; im wesentlichen aber dienen sie als Fallrohre für das Trommelwasser. Die untere Längsverbindung 3 der Eckrohre kann, wie gezeigt, abgeknöpft werden.
Es ist dann möglich, eine nachgesehaltete Heizfläche 35, z. B. einen Speisewasservorwärmer, auf diese Rohre aufzulagern, so dass das gekühlte Kes selgerüst nicht nur zur Abstützung der Ver- damnpferheizfläehe, sondern auch aller son stigen Heizflächen dient. Der Raum zwischen den Verdampferrohrbündeln 30 und 31 kann zur L?nterbrin-ung eines Cberhitzers 36 die nen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist der Aufbau des gekühlten Kesselgerüstes etwa der gleiche wie in dem vorhergehenden Beispiel. Wieder bilden die Eckrohre 1 zu sammen mit. den Längsverbindungen 3, 5 und den Querverbinclungen 21, 25 mit der 'l'rommel 13 das Stützgerüst. Der wesentliche Unterschied zu demn vorherigen Beispiel liegt in der Anordnung und Schaltung der Bündel heizflächen.
Die Rohre der Vorheizfläche 37 und die Rohre der Nachheizfläche 38 sind wasserseitig parallel geschaltet., während sie vorher wasserseitig hintereinander geschaltet waren. Ausserdem ragt die Nachheizfläche 38 über den Kesselquerschnitt, der von den vier Eckrohren 1 begrenzt wird, hinaus. Die Bau art ist besonders geeignet für Wanderrost feuerung. Zwischen den beiden Verdampfer- heizflächetn ist eine Überhitzerheizfläche 36 angeordnet. Weitere Heizflächen können in einem abwärts gerichteten Zug - wie in der Abbildung angedeutet - untergebracht sein.
Die Stirnwandrohre 6 und die Bündelrohre 37 münden unmittelbar in die Trommel ein, während die Verdampferrohre 38 und die Seitenwandrohre 9 an das Eckrohrsystem angeschlossen sind. Für diese Rohre dienen die Eckrohre als Kurzschlussrohre. Der erzeugte Damnpf aus demn Bündel 38 wird durch die Überströmrohre 39 in den Dampf raum der Trommel 13 geleitet.