CH290701A - Dampferzeugungsanlage. - Google Patents

Dampferzeugungsanlage.

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CH290701A
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Folke Nordlund Karl
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/34Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes grouped in panel form surrounding the combustion chamber, i.e. radiation boilers

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Description


      Dampferzeugungsanlage.       An moderne Dampferzeuger werden heute       normalerweise    grössere     Anforderungen    ge  stellt als an ältere Konstruktionen dieser Art.  Unter anderem wird ein kleiner Raumbedarf,  speziell eine niedere Bauhöhe verlangt, um so  die Baukosten für den     Kesselraum    zu ernied  rigen. Dies bedingt einen grossen     Wirkungs-          grad    der Heizfläche.     Endlich    sollte mit mög  lichst wenig Mauerwerk auszukommen sein,  und dieses sollte durch     mit    Wasser gekühlte  Röhren geschützt werden.  



  Heute werden diese Forderungen am  besten durch     Wasserrohrkessel        mit    zwang  läufigem     Wasserumlaiü    erfüllt. Bei dieser Art  von Dampferzeugern werden das Wasser und  der Dampf durch Pumpen in den Siederohren  vorwärtsgedrückt.  



  Diese Röhren, welche in den älteren Was  serrohrkesseln mit     natürlichem    Umlauf ver  wendet wurden, besassen einen ziemlich gro  ssen Durchmesser (80-110 mm) und waren  gerade oder     nur    leicht gebogen. In Dampf  erzeugern mit zwangsweisem Wasserumlauf  werden sie oft als     vielfach    gebogene Rohr  schlangen ausgeführt.

   Wegen dem zwangs  weisen Wasserumlauf konnte man     diese    Röh  ren mit kleinerem     Innendurchmesser    (10 bis  40 mm) und     mit        wesentlich    grösserer Länge  vorsehen     als    in den älteren     Wasserrohrkes-          seln,    da angenommen wurde, dass der grössere       Durchflusswiderstand,    welcher sich bei dieser  Konstruktion ergibt, wohl leicht durch den  Pumpendruck überwunden werden kann,    aber nicht durch die     kleinen    Druckunter  schiede,

   welche bei     ältern        Dampfkesseln.    die  treibende Kraft des natürlichen Umlaufes  bilden.  



  Im weiteren wird eine bemerkenswert  grosse Konstruktionsfreiheit erreicht, da diese  Rohrschlangen auch bei grosser     Reizbean-          spruchung    den     Dampf-Wasser-Strom    sowohl  aufwärts wie waagrecht oder abwärts, in der       Strömungsrichtung    des     Dampf-Wasser-Ge-          misches    gesehen, führen     können.    Es ist in     die--          sein    Falle auch nicht nötig, die Anforderun  gen eines guten     natürlichen    Umlaufes bei der  Anordnung der Röhren zu berücksichtigen,

   da  das     Dampf-Wasser-Gemisch        durch    Pumpen  druck in den Siederohren     vorwärtsgepresst     wird: Die meisten     Kesselingenieure    betrach  ten dies als natürlich und beinahe selbstver  ständlich.  



  Diese Konstruktion der     Siederohre,    das  heisst der kleine Durchmesser, die grosse  Länge,     die    Form     als    Rohrschlange und die  Möglichkeit, die     Rohre    in jeder     Richtung    zu  führen, weist in Dampferzeugern mit zwangs  weisem Wasserumlauf verschiedene Vorteile  auf, die Dampferzeugern mit     natürlichem     Umlauf und von     gewöhnlicher    Bauart fehlen.  Diese     Vorteile        sind:     1.

   Relativ kleiner Raumbedarf, vor allem  die     Möglichkeit,    den Dampferzeuger einem  gegebenen Raum anzupassen und eine     niedere     Bauhöhe zu erreichen, so dass die Baukosten  für das     Kesselhaus    reduziert werden.      2. Relativ     niedrige    Herstellungspreise, da  die hier gebrauchten Röhren     mit    ihrem klei  nen Durchmesser billig kalt gebogen werden       können.     



  3. Grosse Einsparungen in bezug auf     die     Heizfläche, da die     Konvektionsheizfläche    die  ser     kleinkalibrigen    Rohre eine Wärmeübertra  gung aufweist, die 40-50% grösser ist als die  der Röhren mit weitem Durchmesser, welche  in den älteren Dampferzeugern     gebräuchlich     waren.  



  4.     Unempfindlichkeit    gegenüber plötz  lichen Temperatur- und Druckänderungen,  da Hitzedehnungen jeder     Art    leicht durch die  langen Rohrschlangen aufgenommen werden.  



  5. Grosse     Gewichtsersparnis,    speziell bei  hohen Dampfdrücken, wo Röhren     mit    dem  gewöhnlichen, weiten Durchmesser eine er  heblich grössere Wandstärke aufweisen müss  ten, als dies bei den     kleinkalibrigen    Rohr  schlangen nötig ist.  



  Nun stehen aber diesen grossen und ge  schätzten Vorzügen mehrere Unzulänglich  keiten gegenüber, die durch das Prinzip des  zwangsweisen Wasserumlaufes bedingt sind.  



  Der nach diesen Prinzipien gebaute  Dampferzeuger, welcher jetzt eine so     ausser-          gewöhnlich    grosse Verbreitung gefunden hat,  arbeitet mit     zwangsweisem    Wasserumlauf,  das heisst     die    Zirkulation     wird        durch    spezielle        < cZirkulations -Pumpen    erzeugt, welche     ledig-          lich    das im Dampferzeuger     befindliche    Was  ser zum Zirkulieren     bringen,    im Gegensatz zu  den Speisepumpen, welche das im Kessel ver  dampfte Wasser durch     eingepumptes    Frisch  wasser zu ersetzen haben.

    



  Aus     Sicherheitsgründen    sind zwei ver  schiedene, parallel geschaltete Pumpen nötig,  von denen     eine    durch einen Elektromotor, die  andere durch     eine        Dampfturbine    angetrieben       wird.    Jede     dieser    Pumpen muss     mit    drei,  manchmal     ziemlich    gross dimensionierten  Ventilen versehen sein, das heisst einem Saug  ventil, einem Druckventil und einem Rück  schlagventil auf der Druckseite.

   Falls die  elektrisch angetriebene Pumpe infolge Ver  sagens des Stromes ausfällt, muss die durch  die     Dampfturbine    angetriebene Pumpe auto-         matisch    anlaufen, damit die Dampf erzeugen  den Röhren des Kessels nicht überhitzt  werden.  



  Dies wird gewöhnlich durch ein elektro  magnetisch gesteuertes     Anlassventil    der  Dampfturbine erreicht, das natürlich absolut  zuverlässig sein muss. Das bedeutet aber, dass  eine ganze Maschinenanlage nötig ist, um die  oben erwähnten Vorteile zu erreichen. Auf  diese Weise stellen sich den erwähnten Vor  teilen folgende, durch die     Maschinenanlage     bedingte Nachteile gegenüber       ra)    Erhöhte Kosten, um die oben erwähnte  Pumpenanlage herzustellen.  



  b) Erhöhte Spesen durch Gebrauch     elek-          trischer    Energie und manchmal auch Dampf  für den Betrieb der Pumpenanlage.  



  c) Erhöhtes     Gewicht    und erhöhter Raum  bedarf wegen der Pumpenanlage.  



  d) Erhöhtes Risiko in bezug auf die Zu  verlässigkeit des zwangsweisen Wasserum  laufes, welches Risiko ganz von der korrekten  Funktion der Pumpenanlage abhängt, oder  erhöhte Spesen für das Überwachen dieser  Anlage.  



  Natürlich werden mindestens die in     Ziff.1,     2 und 5 erwähnten Vorteile durch die oben  erwähnten Nachteile weitgehend reduziert.  Daraus erfolgt, dass der Gewinn, welcher in  normalen Fällen durch den zwangsweisen  Wasserumlauf erreicht wird, beträchtlich her  abgesetzt wird.  



  In bezug auf     die    grosse Wertschätzung der  oben erwähnten Vorteile in der Industrie       würde    es     natürlich    einen grossen technischen       Fortschritt    darstellen, wenn ein Dampferzeu  ger mit all diesen Vorteilen konstruiert wer  den könnte, ohne durch den Gebrauch einer  komplizierten Pumpenanlage mit all ihren  Nachteilen behindert zu werden.  



  Die vorliegende Erfindung ermöglicht,  dieses Problem zu lösen. Sie betrifft eine       Dampferzeugungsanlage    für     natürlichen    Um  lauf, mit einem geschlossenen Kreislauf für  Wasser. und Dampf, die     erfindungsgemäss    da  durch gekennzeichnet ist, dass zur Dampf  erzeugung mittels äusserer Heizung dienende,  im Kreislauf parallel geschaltete Siederohre           als    Rohrschlangen ausgebildet sind, deren  Rohre mindestens zwei Biegestellen aufwei  sen, derart, dass jedes     Rohr    wenigstens drei  gerade, verschieden gerichtete     Teilstücke    be  sitzt,

   von denen wenigstens zwei     Teilstücke          reit    dem sie verbindenden Rohrbogen in einer  Horizontalebene liegen, wobei jede Rohr  schlange derart im     Kreislauf    geschaltet ist,  dass das eine Ende derselben, das Einlauf  ende, mit dem Wasserraum eines     Dampf-          abscheiders    und das andere Ende derselben,  das Mündungsende, ebenfalls mit dem     Dampf-          abscheider    verbunden ist, derart,

   dass der  höchste Punkt des zum     Dampfabscheider    zu  rückführenden Teils des Kreislaufes höher  liegt     als        die    freie Wasseroberfläche im     Dampf-          abscheider,    während die Rohre der verschie  denen Rohrschlangen parallel zueinander ver  laufen und annähernd an denselben     Stellen     ihre Richtung ändern, ferner dass die freie  Wasseroberfläche im     Dampfabscheider    eine  solche Höhe über den Einlaufenden der Rohr  schlangen besitzt, dass der Druck der entspre  chenden Wassersäule genügt, um einen natür  lichen Umlauf im gesamten Kreislauf zu  unterhalten, dessen Geschwindigkeit so gross  ist,

   dass ständig ein Überschuss von nicht ver  dampftem Wasser aus dem     Mündungsende     jeder Rohrschlange strömt, wobei der Kreis  lauf ferner so ausgebildet ist, dass die nicht  horizontalen     Teilstücke    der Siederohre wenig  stens annähernd     senkrecht    verlegt sind.  



  Zwei     Ausführungsbeispiele    des     Erfin-          dungsgegenstandes    sind auf der     beiliegenden     Zeichnung teilweise dargestellt.  



       Fig.    1 und 2 zeigen einen zweckmässigen  Einbau einer     Konvektionsheizfläche    in einen  horizontalen     Rauchgaskanal.     



       Fig.    3 und 4 zeigen die Auskleidung eines  Feuerraums.  



       Fig.    1 ist ein     senkrechter        Schnitt    durch  einen horizontalen     Rauchgaskanal    mit ein  gebauter     Konvektionsheizfläche    aus Rohr  schlangen. Das Wasser kommt aus dem       Dampfabscheider    33 und     fliesst        durch    das Fall  rohr 21 in den senkrechten Verteiler 22, von  wo die Rohrschlangen ausgehen.

   Das, eine    Ende jeder Rohrschlange, das Einlaufende,  ist     also    mit dem Wasserraum des     Dampf-          abscheiders    33     mittels    des     Fallrohres    21 und  des Verteilers 22     verbunden.    Die     Zirkulations-          richtung    wird     gewährleistet    durch den Wa.s  serabschluss 32 des Fallrohres     und    durch das  Ableitungsrohr 30 des Verteilers, welches die  Aufgabe hat, in den Verteiler     zufällig,    zum  Beispiel infolge pulsierender     Rückwärtsströ-          mung,

      in die     Siederohre    gelangenden Dampf  zum Dampfraum des     Dampfabscheiders    ab  zuleiten, damit dieser Dampf keine     schädliche     Wirkung auf     die    Verteilung des Umlaufwas  sers auf die verschiedenen Siederohre aus  üben kann. Wie man feststellen kann,     liegt     der     Dampfabscheider    nur     unwesentlich    höher       als    die Oberkante des Heizkanals.

   Die Rohr  schlangen     sind    durch     vertikale        Abschnitte    27  mit dem waagrechten Sammler 28 verbunden,  von wo das     Dampf-Wasser-Gemisch    durch  das     Steigrohr    29 in den     Dampfabscheider    33  geleitet wird. Die     Anschlusspunkte    der Rohr  schlangen am Sammler 28 stellen also die  Mündungsenden derselben dar. Der höchste.

    Punkt des zum     Dampfabscheider    zurückkeh  renden Teils des Kreislaufes     liegt    oben am  obersten horizontalen Teil des Steigrohres 29       und        liegt,        wie    in     Fig.    1 gezeigt, höher als     die     freie Wasseroberfläche im     Dampfabschei-          der    33.

   Das. ganze     Rohrschlangenbündel    und  so     also    auch der ganze     Rohrsatz    ruht auf dem       Rauchgasschirm    25 des Heizkanals, welcher,       wie    dargestellt ist, quer im Heizkanal an  geordnet ist und so die Rauchgase von der       darunterliegenden        Aschenkammer    trennt und  verhindert, dass das Gas auf einem     kürzeren     Wege neben der Heizfläche durchströmt. Der  Rauchschirm erstreckt sich auch in der Strö  mungsrichtung der Rauchgase und ermög  licht auf einfache Weise eine genügende  Unterstützung der     Rohrschlangen.     



       Wenn    der     senkrechte    Abstand zwischen  den waagrechten     Rohrschlangenlagen    dem  Aussendurchmesser der Rohre entspricht,  können sich die Rohrschlangen auf     einfache          Art    gegenseitig unterstützen. Da     die    waag  rechten Abschnitte der Rohrschlangen gegen  einander     zickzackförmig    verschoben sind,      ruhen sie mit den am Ende der geraden Rohr  abschnitte     angebrachten    Bogenstücken auf  einander.

   Die unterste Lage der waagrechten       Rohrschlangenabschnitte    liegt auf dem frü  her erwähnten     Rauchgasschirm    25, und die  darüber befindlichen Rohrabschnitte liegen       nacheinanderfolgend    aufeinander, schliesslich  auch auf der untersten Rohrlage und folglich  auf dem     Rauchgasschirm.    Ferner werden nur  kleine     Distanzstücke    oder     Ähnliches    benötigt,  um die     einzelnen    Rohrschlangen und Rohr  schlangenabschnitte in ihrer     Anordnung    zu       fixieren.     



  Abgesehen von der Projektion der     Fig.    1  ist die Form jeder     einzelnen    Rohrschlange  auch auf der perspektivischen Skizze von       Fig.    2 ersichtlich. Aus dem senkrechten Ver  teiler 22 erstreckt sich die Rohrschlange in  waagrechter Richtung     imd    verbleibt zuerst  ganz in einer waagrechten Ebene, welche sich  parallel zur Stromrichtung des Rauchgases  durch den     Befestigungspunkt    der Rohr-,       schlange    am Verteiler 22 erstreckt. Am An  fang besteht     die    Rohrschlange aus einer An  zahl gerader, waagrechter Abschnitte 31,  welche quer zur Strömungsrichtung des  Rauchgases liegen und an ihren Enden durch  Rohrbogen miteinander verbunden sind.

   Dar  auf führt die Rohrschlange mit dem Ab  schnitt 26     senkrecht    nach oben zu einer  höher gelegenen, waagrechten Ebene, in wel  cher sie wieder aus einer     Anzahl    waagrechter  Abschnitte 24 besteht, welche untereinander,  wie die untern waagrechten Abschnitte, durch  Rohrbogen verbunden sind. Endlich ist die  Rohrschlange durch den senkrechten Ab  schnitt 27     mit    dem waagrechten Sammler 28  verbunden. Jede     Rohrschlange    besitzt somit       mindestens    drei gerade, verschieden gerich  tete Teilstücke, von denen wenigstens zwei  mit dem sie verbindenden Rohrbogen in einer  Horizontalebene liegen.

   Aus den     Fig.    1 und 2  ist auch     ersichtlich,    dass die Rohre der ver  schiedenen Rohrschlangen parallel zueinan  der verlaufen und annähernd an denselben  Stellen ihre Richtung ändern.  



  Sowohl die senkrechten wie die waag  rechten,     geraden,        Abechnitte    der in     Fig.    1 ge-    strichelt gezeichneten Rohrschlangen sind,  wie aus der Zeichnung ersichtlich, so ange  ordnet, dass sie genau vor die     Zwischenräume     der entsprechenden Rohrabschnitte, welche  zu den ausgezogen gezeichneten Rohrschlan  gen gehören, zu stehen kommen. Es resultiert  daraus ein überall     zickzackförmig    angeord  neter Rohrsatz, was in Anbetracht der rela  tiv guten Hitzeübertragung einer solchen An  ordnung wünschenswert ist.  



  Bei einer solchen     Bauweise    können über  dies noch folgende Vorteile erreicht werden:  Der Hauptteil der Rohrschlange ist in Ebenen  angeordnet, welche     mit    der Strömungsrich  tung der Rauchgase parallel laufen. Ferner  sind die Rohrschlangen ungefähr gleich lang  und erhalten deshalb von den Rauchgasen  die gleiche Wärmemenge.  



  Diese Tatsache trägt wesentlich dazu bei,  eine einigermassen gleichförmige Verteilung  des Umlaufwassers auf die verschiedenen par  allelgeschalteten Rohrschlangen zu bewirken.  Die freie Wasseroberfläche im     Dampfabschei-          der    33 ist in eine solche Höhe über den Ein  laufenden der Rohrschlange verlegt, dass ein  natürlicher Umlauf im gesamten Kreislauf  unterhalten wird, dessen Geschwindigkeit so  gross ist, dass ein Überschuss von nicht ver  dampftem Wasser im Mündungsende jeder  Rohrschlange vorhanden ist, also auch in  jener Rohrschlange, welche im Verhältnis  zu dem in ihr erzeugten Dampf am wenigsten  Wasser erhält.

      Ferner sind die Rohrschlangen so ausgebil  det, dass die nicht horizontalen Teilstücke der  Siederohre wenigstens annähernd senkrecht  verlegt sind; damit die Aufwärtsströmung des  erzeugten Dampfes nicht nur in schwach ge  neigten Teilstücken erfolgen muss, was eine  Verminderung der zur Erzeugung des Um  laufes zur     Verfügung    stehenden     Treibkraft     bewirken würde.  



  Dies alles gilt auch im an und für sich sehr  ungünstigen Fall, dass die freie Wasserober  fläche im     DampfaIscheider    33 nicht höher als  der Sammler 28 liegt, vorausgesetzt, dass die  Länge der Rohrschlangen dem Druck der      entsprechenden     Wassersäule        arigepasst        wird.     Weiter findet der Aufstieg des erzeugten  Dampfes nur in     aufwärtsgerichteten    Teilen  der Siederohre (wie 26 und<B>27)</B> selbst statt,       weil    die Verbindung     zwischen    dem     Sammler     28 und dem     Dampfabscheider    hier keine auf  wärtsgehenden Teile, wie 29,

       aufweist.    Der  vortreibende Druck     für    die Zirkulation  stammt hierbei ganz aus den senkrechten,  geraden     Abschnitten    der Rohrschlange und  nicht aus dem 'Steigrohr des Sammlers. Wenn  diese senkrechten Abschnitte alle gleich lang  wären,     würde    der vortreibende Druck und  deshalb auch der     Zirkulationskoeffizient    in  allen Rohrschlangen gleich sein. Jedoch ist  dies nicht der Fall.

   Trotzdem kann man an  Hand der Zeichnungen feststellen, dass der  Höhenunterschied zwischen den Endpunkten  der obersten     Rohrschlange    grösser ist als die  Hälfte des entsprechenden Höhenunterschie  des der untersten Rohrschlange, was, zusam  men mit andern Umständen,     bewirkt,    dass  der höchste     Zixkulationskoeffizient    den nie  dersten um nicht mehr als etwa 50%     über-          trifft;        dies    ist ein Resultat, das im Vergleich  mit gewöhnlichen     Wasserrohrkesseln    mit na  türlicher Zirkulation als sehr brauchbar be  zeichnet wird.  



  Die Anordnungen auf den     Fig.    3 und 4 der  Zeichnung sind auf die oben gemachte Beob  achtung begründet, dass das Wasser in einer  waagrechten Rohrschlange im untern Teil des       Rohres,    der erzeugte Dampf im     obern    Teil  desselben Rohres     fliesst.    Der obere     Teil    des  Rohres wird dann, vorausgesetzt, dass der  innere Durchmesser des Rohres genügend  klein ist, zum     Beispiel    kleiner als 50 mm,  durch die Spritzer und Schaum gekühlt, die  beim Sieden des Wassers entstehen.

   Diese  Tatsache ermöglicht es, einen grossen Teil der  verschiedenen geraden Rohrabschnitte abso  lut waagrecht zu verlegen, was     die    Konstruk  tion einer     Feuerraumumgrenzung    mit     als     Rohrschlangen ausgebildeten Siederohren  sehr erleichtert.

   Diese     Anordnung    kann bei  allen     rechtwinkligen    Feuerräumen angewen  det werden, ohne durch den     Gebrauch    einer  grossen     Anzahl    langer Verteiler und     Sammler       mit der entsprechenden     Anzahl    von     Steig-          und    Fallrohren, wie sie .     für        gewöhnliche     Kessel mit     natürlicher        Zirkulation    nötig sind,       benächteiligt    zu werden.  



  Trotzdem die     Kühlung    an der Oberseite  der waagrechten Rohrabschnitte genügend  gross     ist,    um Rohrbrüche zu verhindern,     ist    es       augenscheinlich,    dass bei grosser Hitzezufuhr  oder bei     aussergewöhnlich    kleiner     Zirkulations-          geschwindigkeit    eine grössere     Verlässlichkeit     erreicht wird, wenn vor allem der untere Teil  des Rohres erhitzt     wird    und der obere     Teil     der Hitze gar nicht, oder doch weniger als der  untere, ausgesetzt wird.  



  In den Ausführungen nach     Fig.    3 und 4  wird diese     Möglichkeit    einer grösseren Zuver  lässigkeit dadurch erreicht, dass Rohrschlan  gen,     die    zur     Feuerraumumgrenzung    gehören,  von wenigstens einem im untern Teil einer  Wand des Feuerraumes angebrachten Ver  teiler ausgehen, nachher zwei oder mehr  Wände des Feuerraumes bilden und     schliess-          lich    die Innenseite der     Feuerraumdecke    in der  gleichen Art auskleiden und endlich     direkt     oder über einen Sammler mit dem     Dampf-          abscheider    verbunden sind,

   oder     vorher-noch     eine     Konvektionsheizfläche    in einem Rauch  kanal nach dem Feuerraum bilden. Der     Zir-          kulationskoeffizient    sinkt dabei in der Rohr  schlange     gleichmässigvomEinlass    der Schlange  bis zum Austritt, da in der Rohrschlange mehr  und mehr Dampf erzeugt wird.

   Die Gefahr  ungenügender Kühlung des     im        Feuerraum    ge  legenen     Rohrabschnittes    muss folglich in dem  dem Austrittsende am nächsten gelegenen       Rohrabschnitt    zufolge des kleinsten     Zirku-          lationskoeffizienten    am grössten     sein.    Wenn  sogar     dieser    Abschnitt     die    Innenseite der       Feuerraumdecke        bildet,    wo     die    Hitze haupt  sächlich der Unterseite des Rohres     zugeführt     wird, und wo die     Kühlung,

      wie oben     erwähnt,     zuverlässiger ist als auf der Oberseite des  Rohres, ist es möglich, einen kleineren     Zirku-          lationskoeffizienten        im        Dampferzeugerrohr    zu  erlauben, als sonst hätte gestattet werden  können. Daher können die ganzen- Rohr  schlangen länger gemacht werden und eine           sehr    sparsame Anordnung der     Feuerrauxn-          umgrenzung        wird    so     ermöglicht.     



  In den     Fig.    3 (auf die Zeichenebene aus  gebreitet) und 4 bedeutet 34 die     Stirnwand    20  des Feuerraumes mit den Absperrklappen 46,  35     die        linke    Seitenwand, 36 die Rückwand,  37 die rechte Seitenwand, 38 die Decke,  42 den Verteiler     für    die Rohrschlangen, welche  den     Feuerraum    auskleiden und die vom Ver  teiler     in    waagrechter     Richtung    ausgehen,  zuerst die     linke    Wand und die Rückwand bil  den, und dann die rechte     Seitenwand,

      wo sie  nach oben gebogen sind und     die        senkrechten          Rohrabschnitte    40 bilden. Darauf kehren sie  in waagrechter Richtung längs des obern     Teils     der rechten Seitenwand zurück,     bilden    darauf       die    Rückwand,     die        linke    Seitenwand und       schliesslich    die     Stirnwand    im angegebenen       Sinn.    Die Abschnitte 49 der Rohrschlangen,  welche den obern Teil der Rückwand 36 bil  den sollten,

   verkleiden die Rückwand des  Einlaufes     eines        senkrecht    abwärts führenden       Rauchgaskanals    54. Der oberste     Teil    der  Rückwand 36 des eigentlichen Feuerraumes  ist durch eine zum entsprechenden Rauch  gaskanal führende     Öffnung    für die Heizgase  ersetzt.

   Die     Rohrschlangen        bilden    somit die       Verkleidung    des     Einlaufes    dieses Rauchgas  kanals sowie der Verlängerung der Seiten  wände des Feuerraumes über diesem     Einlauf,     und auch des     obern        Teils    49 der Rückwand  dieses     Kanals.     



  Von der     Stirnwand    biegen die Rohrschlan  gen nach oben und bilden im weiteren mit  den horizontalen     Abschnitten    41 die Innen  seite der Decke, um nachher in den     Dampf-          abscheider    44 zu münden.  



  Wie aus den     Fig.    3 und 4 ersichtlich ist,  besitzt jede Rohrschlange wenigstens     drei     gerade, verschieden gerichtete Teilstücke,  von denen wenigstens zwei mit den sie ver  bindenden Rohrbogen in einer Horizontal  ebene     liegen.    Ferner verlaufen die Rohre der  verschiedenen Rohrschlangen parallel zuein  ander und ändern     ihre    Richtung annähernd  an denselben Stellen.  



  Der     Verteiler    42 erhält Wasser aus dem       Dampfabscheider    durch das Fallrohr 43. So-    mit sind die     Binlaufenden    der     Aohrschlangen,     die sich beim Verteiler     befinden,    mit dem  Wasserraum des     Dampfabscheiders    44 ver  bunden.

   Die Mündungsenden der Rohr  schlangen sind auch mit dem     Dampfabschei-          der    44 verbunden, und zwar auch hier so, dass  der höchste     Punkt    des zum     Dampfabschei-          der    44     zurückführenden    Teils des     Kreislaufes     höher liegt     als    die freie     Wasseroberfläche        in     demselben.

   Dieser     Höchstpunkt        befindet    sich  hier an den Rohrschlangen 41 selbst ganz  nahe deren     Anschlusspunkt    direkt am     Dampf-          abscheider.    Diese     Anschlusspunkte    sind des  halb hier     identisch    mit den Mündungsenden  der Rohrschlangen. Der Verteiler 42     ist    auch  mit einem     Überströmrohr    45 versehen, wel  ches die oben unter     Fig.    1 erwähnten Funk  tionen hat.  



  Ferner     wird    bemerkt, dass auch in diesem  Ausführungsbeispiel die freie Wasserober  fläche im     Dampfabscheider    44 in eine solche  Höhe über dem Verteiler 42 verlegt ist, dass  der Druck der Wassersäule im Niveau der  Einlaufenden der Rohrschlangen 40     vollkom-          men    genügt, um einen natürlichen Umlauf im.  gesamten     Kreislauf    43-42-40-39-41-44 zu  unterhalten, der so gross ist, dass     ständig        ein     Überschuss von nicht     verdampftem    Wasser  aus dem Mündungsende jeder Rohrschlange  strömt.  



  Ferner sind die Rohrschlangen so ausge  bildet, dass die nichthorizontalen Teilstücke  der Siederohre     wenigstens    annähernd senk  recht verlegt     sind,    damit eine Aufwärtsströ  mung des erzeugten Dampfes nicht nur in  schwach geneigten Teilstücken der Rohr  schlangen erfolgen muss, was eine Herabset  zung der zur Verfügung stehenden     Treibkraft          zur        Bewirkung    des Umlaufes zur Folge hätte.  



  Im     abwärtsführenden        Rauchgaskanal    54  ist     eine        Konvektionsheizfläche    angebracht,  welche aus den Rohrschlangen 47 besteht,  welche vom Verteiler 51     gespiesen    werden  und in den Sammler 52 münden. Der Ver  teiler 51 erhält     zirkulierendes    Wasser aus dem       Fallrohr    50 und das Steigrohr 53 führt das       Dampf-Wasser-Gemisch    aus dem Samm  ler 52 in den     Dampfabscheider    44.

   Die Rohr-      schlangen im     Rauchgaskanal    54 sind, wie aus  der Zeichnung ersichtlich, zur     Rauchgasrieh-          tung    im Gegenstrom angeordnet. Dadurch  wird erreicht, dass die dem     Verteiler    zunächst  gelegenen Rohrabschnitte dem bereits an  gekühlten Rauchgas ausgesetzt sind. Diese  Abschnitte erhalten deshalb     einen    kleineren  Anteil der totalen     Wärmeübertragung    auf die  Heizfläche als die andern     Abschnitte    dieser  Rohrschlange. Daraus erfolgt, dass die     grösste     Dampf Bildung in den dem Sammler 52 zu  nächst gelegenen Rohrabschnitten erfolgt.

    Diese Tatsache reduziert die Möglichkeit des       Zurückströmens    von Dampf in den Verteiler  wesentlich. Mit Rücksicht auf plötzliche  Dampferzeugung im Fallrohr und Sammler  durch plötzliche     Druckschwankungen    im  Dampferzeuger ist dieser Sammler, ebenso  wie die oben erwähnten     Sammler,    mit einem  Ableitungsrohr versehen (in der Zeichnung  nicht angegeben).    In     sämtlichen    beschriebenen Ausführungs  beispielen ist es möglich, zu einer günstigeren  und billigeren Konstruktion zu kommen,  wenn man nicht nur die Kühlung der Siede  rohre durch das umlaufende Wasser berück  sichtigt, sondern auch die Kühlwirkung des  schnell strömenden, in den Rohren erzeugten  Dampfes in Rechnung zieht.

   Experimente  haben gezeigt, dass die Dampfgeschwindig  keit in     wirksamer    Weise zur Kühlung der  Rohrwandung beitragen kann, wenn der       Quotient    zwischen der Länge und dem innern  Durchmesser der ganzen Dampferzeuger  röhre grösser ist als 200.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Dampferzeugungsanlage für natürlichen Umlauf, mit einem geschlossenen Kreislauf für Wasser und Dampf, dadurch _gekennzeich- net, dass zur Dampferzeugung mittels äusserer Heizung dienende, im Kreislauf parallel ge schaltete Siederohre als Rohrschlangen aus gebildet sind, deren Rohre mindestens zwei Biegestellen aufweisen, derart, dass jedes Rohr wenigstens drei gerade, verschieden ge richtete Teilstücke besitzt,
    von denen wenig- stens zwei Teilstücke mit- dem sie verbinden den Rohrbogen in einer Horizontalebene lie gen, wobei.<B>j</B>ede Rohrschlange derart im Kreis lauf geschaltet ist, dass das eine Ende dersel ben, das Einlaufende, mit dem Wasserraum eines Dampfabscheiders, und das andere Ende derselben;
    das Mündungsende, ebenfalls mit dem Dampfabscheider verbunden ist, derart, dass der höchste Punkt des zum Dampf- abscheider zurückführenden Teils des Kreis laufes höher liegt als die freie Wasserober fläche im Dampfabscheider, während die Rohre der verschiedenen Rohrschlangen par allel zueinander verlaufen und annähernd an denselben Stellen ihre Richtung ändern, fer ner,
    dass die freie Wasseroberfläche im Dampf- abscheider eine solche Höhe über den Einlauf enden der Rohrschlangen besitzt, dass der Druck der - entsprechenden Wassersäule ge nügt, um einen -natürlichen Umlauf im ge samten Kreislauf zu unterhalten, dessen Ge schwindigkeit so gross ist, dass ständig ein Überschuss von nicht verdampftem Wasser aus dem Mündungsende jeder Rohrschlange strömt, wobei der Kreislauf ferner so aus gebildet ist, dass die nicht horizontalen Teil stücke der Siederohre wenigstens annähernd senkrecht verlegt sind.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Dampferzeugungsanlage nach- Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die totale Länge des der Hitze ausgesetzten Teils jedes Siederohres wenigstens dem 200fachen Innendurchmesser des Rohres entspricht, wo bei der in ihm erzeugte Dampf am Ende des Rohres eine solche Geschwindigkeit erreicht, dass das betreffende Rohr während des Be triebes durch den Dampf gekühlt wird. 2.
    Dampferzeugungsanlage nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Abschnitte der Rohrschlangen, die in gemeinsamen waagrechten Ebenen liegen, in einem wenigstens angenähert waagrechten Rauchgaskanal eine Berührungsheizfläche bilden.
    3. Dampferzeugungsanlage nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen prismatischen FeuerräuYn aufweist, des sen Wände mit Rohrschlangen ausgekleidet sind, die von einer Wand des Feuerraumes in waagrechter Richtung zur benachbarten Wand weitergeführt sind und in der Ecke zwi schen den beiden Wänden einen Rohrkrüm mer aufweisen.
    4. Dampferzeugungsanlage nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wände des Feuerraumes auskleidenden Rohrschlangen weitere Rohrteile aufweisen, welche die Decke des Feuerraumes ausklei den, wobei diese Rohrteile in der Strömungs richtung des Kreislaufes den die Wände be kleidenden Rohrschlangen nachfolgen.
    5. Dampferzeugungsanlage nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Dampferzeugerrohr zwei Rohrschlangen auf weist, von denen jede in der ihr zugehörenden waagrechten Ebene liegt und die miteinander durch einen senkrechten Rohrteil zu einem zusammenhängenden Siederohr verbunden sind.
    6. Dampferzeugungsanlage nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Wände und die Decke des Feuerraumes von ein und demselben Rohr schlangensystem ausgekleidet sind, dessen Rohrschlangen von wenigstens einem nahe am untern Teil einer Feuerraumwand an gebrachten Verteiler so ausgehen, dass jede Rohrschlange von einer Feuerraumwand zur nächsten übergeht und endlich auch die Decke auskleidet.
    7. Dampferzeugungsanlage nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlangen, die die Feuerraumwand aus kleiden, auch den Einlauf eines Rauchgas kanals bekleiden, und zwar so, dass die Rauch gase die Möglichkeit haben, nach dem betref fenden Kanal zu strömen. B. Dampferzeugungsanlage nach Patent anspruch, bei welcher die Siederohre von einem gemeinsamen Verteiler ausgehen, da durch gekennzeichnet, dass der Verteiler mit einem zum Dampfraum des Dampfabschei- ders führenden Ableitungsrohr versehen ist, das am Verteiler oberhalb der Einlauföffnun- gen der Siederohre angebracht ist.
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