Dampferzeuger Die vorliegende Erfindung hat einen Dampferzeu ger zum Gegenstand.
In allen Rohrbündel aufweisenden Dampferzeugern, mit Ausnahme jener für grosse Flüssigkeitsvolumina, strömt die Flüssigkeit mit grosser Geschwindigkeit zwischen dem Boden und dem Kopfteil des Dampf erzeugers.
Dieser Umlauf wird durch Diaphragmen oder kurze Fallrohre oder durch andere Mittel gedrosselt, weil es nicht gelingt, den Umlauf gleichmässig auf die Fallrohre zu verteilen, oder, falls der Umlauf sich selbst überlassen werden würde, der Sammelkasten sehr grosse Abmessungen haben müsste, um die grössere Menge der umgewälzten Flüssigkeit abzu scheiden.
Die gesteigerte Forderung nach höheren Betriebs drücken bedingt hingegen einen kleineren Durch messer der besagten Sammler und demzufolge eine stärkere Drosselung des Umlaufs der erhitzten Flüssig keit, mit der Gefahr, dass die Rohre durchbrennen.
Der erfindungsgemässe Dampferzeuger löst diese Probleme und ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen Hauptsammler-Dampfabscheider und wenigstens ein aus einer Reihe von Siederohren und einer Reihe von Fallrohren gebildetes Element aufweist, wobei eine jede Rohrreihe in wenigstens zwei mindestens annähernd horizontale Sekundärsammler mündet, und zwar einen oberen Sammler, in den die oberen Enden der Rohre beider Rohrreihen einmünden, und einen unteren Sammler, in den die unteren Enden der Rohre beider Rohrreihen einmünden, wobei der obere Se kundärsammler über eine oder mehrere Leitungen mit dem Hauptsammler-Dampfabscheider verbun den ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der beiliegenden Zeichnung schematisch veranschaulicht. Fig. 1 ist die Vorderansicht eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels des Dampferzeugers.
Fig. 2 ist die entsprechende Seitenansicht.
Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 11I-111 von Fig. 1.
Fig. 4 und 5 zeigen in Längsrichtung zwei weitere Ausführungsbeispiele des Dampferzeugers.
In Fig. 1 bis 3 sind mit A die Siederohre eines Dampferzeugers bezeichnet, die eine Rohrreihe bilden und die heissere Flüssigkeit nach oben führen. Mit B sind die Fallrohre bezeichnet, die ebenfalls eine Rohrreihe bilden und die kältere Flüssigkeit nach unten führen. Die Siederohre A, die sich im dar gestellten Beispiel längs einer Erzeugenden berühren, sind unmittelbar der Hitze des Feuerraums ausge setzt, dessen eine Wand durch diese Rohre A gebildet wird, während die Fallrohre B in einem zweiten Rauchzug von den heissen Verbrennungsgasen bestri chen werden. Es ist natürlich selbstverständlich, dass die Siederohre A wenigstens teilweise auch einen ge wissen Abstand untereinander aufweisen können und dass anderseits die Fallrohre B einander auch teilweise berühren können.
Im dargestellten Beispiel gemäss Fig.l bis 3 weisen die Siederohre A am oberen Ende 1 eine Ver jüngung und eine bogenförmige Krümmung auf, so dass diese Rohre A in einer gegenüber der Vertikalen geneigten Richtung in einen oberen, mindestens an nähernd horizontalen Sekundärsammler C einmün den. Im dargestellten Beispiel ist die Anschlussrichtung der oberen Enden 1 der Siederohre A im wesentli chen horizontal.
Die Fallrohre B haben ihrerseits ihr unteres Ende 2 verjüngt und bogenförmig gekrümmt und münden in einen unteren, mindestens annähernd horizontalen Sekundärsammler D ebenfalls in geneigter Richtung in bezug auf die Vertikale ein. Im dargestellten Bei spiel ist die Anschlussrichtung der unteren Enden 2 der Fallrohre B im wesentlichen horizontal. Die an deren Enden 3 und 4 der Rohre<I>A_</I> und<I>B</I> sind hin gegen mit dem betreffenden Rohr<I>A</I> bzw.<I>B</I> gefluchtet und münden in den entsprechenden Sammler D bzw. C in im wesentlichen vertikaler Richtung ein.
Die Krümmungen der Rohrenden 1 und 2 bieten einen ersten grossen Vorteil, der durch die Elastizität des beschriebenen Elements gegeben ist, so dass auch eine beträchtliche Teil- oder Überlast zu thermischen L;ä.n- Qenänderungen führen, die im wesentlichen durch die Elastizität der gekrümmten Rohrenden 1 und 2 auf genommen werden, wodurch jede Bruchgefahr prak tisch ausgeschlossen ist.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die heisse, in den Siederohren A geführte Flüssigkeit sich in den Sammler C an einer Stelle ergiesst, die höher liegt als die Einmündung der Enden 4 der Fallrohre Bin die sen Sammler C, da diese Enden 4 in den untersten Teil des Sammlers C einmünden.
Dies ergibt eine gute Abscheidung des Dampfes, der dann vom Se kundärsammler C über eine oder mehrere vertikale Leitungen 5 zum nicht dargestellten Hauptsammler geführt wird - der auf ebenfalls nicht dargestellte Weise mit den Fallrohren B verbunden ist -, wäh rend die Flüssigkeit durch die Fallrohre B nach unten fliesst; auf diese Weise wird ein intensiver Unilauf und eine gute Dampfabscheidung erreicht.
Durch die soeben beschriebene, im Sekundärsammler C vor genommene Abscheidung wird der nicht dargestellte Hauptsammler weitgehend von der Aufgabe einer Dampfabscheidung entlastet, die zahlreiche Rohr verbindungen mit dem Sammler C nötig machen und unbedingt den Umlauf verlangsamen würde.
Um die Wirkung des Flüssigkeitsumlaufs und der Darnpfabscheidung zu verbessern, können die En den 1 der Rohre A wenigstens teilweise tiefer in das Innere des Sammlers C hineinragen.
Die Verjüngung der Enden 1 und 2 der Rohre A und B gestattet nicht nur eine bequemere Ver- schweissung der Rohrenden mit den entsprechenden Sammlern C und D, sondern steigert auch die Elastizi tät des Systems und erleichtert das Abbiegen der Rohrenden.
In Fig. 1 ist die Speisewasserleitung des Dampf erzeugers mit 6 bezeichnet. Im dargestellten Beispiel ist auch das untere Ende 3 der Siederohre A verjüngt, während das obere Ende 4 der Fallrohre B nicht ver jüngt ist, um den Abfluss der kälteren Flüssigkeit zu verbessern.
Die lichte Weite der Rohrenden beträgt im allge meinen nicht mehr als 501;o- der lichten Weite der Rohre selbst.
In dem beschriebenen Dampferzeuger erreicht man somit in den Rohren<I>A</I> und<I>B</I> und in den Sammlern C und D einen raschen und vollständigen Flüssigkeitsumlauf, während aus diesem raschen Kreislauf ein Teil der gleichen Flüssigkeit zwischen dem Sekundärsammler C und dem nicht dargestellten Hauptsammler abgeleitet wird, wobei letzterer sich im wesentlichen ausserhalb des Feuerraums befindet.
Im Beispiel nach Fig. 4, in der die Teile, welche den bereits beschriebenen entsprechen, mit den glei chen Bezugszeichen, doch mit einem hinzugefügten Strich bezeichnet sind, münden die Siederohre A' in einen oberen Sammler<B>C</B>, und zwar in dessen unteren Teil, und dringen darin bis zu einer gewissen Höhe ein, um die vom Dampf zu trennende Flüssigkeit in eine höhere Lage als die der abfliessenden Flüssig keit zu bringen, die über die Fallrohre B' in den Kreis lauf zurückkehrt. In den Fallrohren B' ist ein hori zontaler Zwischensammler E eingebaut.
Von dem oberen Sammler C und dem Zwischensammler E gehen die Rohre 5' bzw. 8 aus, die in den aus einer Mehrzahl von horizontalen Rohren, mit Rohrquer stücken als gegenseitige Verbindung bestehenden Hauptsammler-Dampfabscheider F einmünden.
Der intensive Flüssigkeitsumlauf stellt sich in den Rohren <I>A'</I> und<I>B'</I> und in den Sekundärsammlern C'und <I>D</I>ein, mit Abscheidung des Dampfes im Sammler C, während sich zwischen dem Sammler C, dem Hauptsammler F und dem Zwischensammler E eine sekundäre Zirku lation einstellt. Es genügen wenige Rohre 5' bzw. 8 zur Verbindung des Sammlers<B>C</B> bzw.
E mit dem Hauptsammler F, und bei Instandhaltungsarbeiten können die Rohre 5' und 8 wahlweise abgetrennt werden, und eine der beiden Rohrreihen des Ele ments<I>A', B',</I> C, <I>D'</I> kann auch ganz ersetzt werden.
In Fig. 5 sind die Teile, die den bereits beschrie benen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen, doch mit einem beigefügten Doppelstrich bezeichnet. Die Wand des Feuerraums ist aus den Siederohren A" von zwei Elementen<I>A", B", C", D"</I> gebildet, wobei das Element rechts demjenigen gemäss Fig. 1 bis 3 und das Element links im wesentlichen demjenigen nach Fig.4 entspricht. Die beiden Sekundärsamm ler C" sind über Rohre 5" mit dem oberen Teil des Hauptsammler-Dampfabscheiders F" verbunden, der aus einem einzigen zylindrischen Gefäss besteht. Die Rohre 5" sind ausserhalb des Feuerraums des Dampf erzeugers angeordnet.
Der untere Teil des Hauptsammlers F" ist über die Rohre 8" mit den Fallrohren B" des Elements links verbunden. Die unteren Sekundärsammler D" werden mit aus der Leitung 9 kommender Flüssig keit gespeist. Eine weitere Einspeisung in den Haupt sammler F" ist über eine Leitung 10 vorgesehen. Der Dampf wird über ein Rohr 11 dem Dampferzeuger entnommen.
Die durch den beschriebenen Dampferzeuger erreichten Vorteile sind in der Hauptsache wie folgt: Sofortige Aufnahme der thermischen Lasten, weil bei ihrer Zunahme automatisch die Umwälzung der erhitzten Flüssigkeit zunimmt.
Kleine Abmessungen der Sekundärsammler, die sich demzufolge besser für hohe Drücke eignen. Im Falle von Instandhaltungsarbeiten, Ersatz von Teilen usw., leicht vom Flüssigkeitsumlaufsystem aus zuschaltende Sekundärsammler.