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Zwangdurchlaufkessel Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Zwangdurchlaufkessel,
dessen vorzugsweise hinterein.andergeschaltete Heizflächengruppen je aus mehreren
parallelgeschalteten Rohren bestehen und in Schwachlastgruppen und andere Heizflädhengruppen
unterteilt sind.
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Hierdurch wird die Sicherung der ausreichenden Kühlung der insbesondere
bei Schwachlast stärkst beheizten Heizflächengruppen erreicht, ohne den Strömungsdruckverlust
im Kessel bei hoher Last über das bisher zugelassene Maß ansteigen zu lassen.
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Erfindungsgemäß soll in weiterer Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes
auch für andere Heizflächengruppen die ausreichende Kühlung sichergestellt werden,
soweit bei diesen Gruppen während des Betriebs die Gefahr eintreten kann, daß das
zugeführte Arbeitsmittel eine geringere Strömungsgeschwindigkeit annimmt, als in
Anbetracht der äußeren Beheizung zulässig ist. Es werden hierzu bei Kesseln mit
zwei oder mehreren Teillastbrenukammern, wie sie im Hauptpatent beschrieben wurden,
neben den Heizflächen der Schwadhlastbrennkammer bzw. der bei Schwachlast am stärksten
beheizten Rohrgruppen auch die Heizflächengruppen der größeren Teillasthrennkammer
bzw. Brennkammern mit kleinerem Strömungsquerschnitt versehen und mit einer regelbaren
Umführungsleitung ausgerüstet werden.
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Da bei diesen größeren Teillastkammern die Gefahr mangelnder Innenkühlung
nicht so groß ist wie bei der Schwachlastbrennkammer, so wird,der Strömungsquerschnitt
nicht so klein bemessen werden wie bei der Schwachlastbrennkammer, und die die regelbare
Umführurngsleitung passierenden Arbeitsmittelmengen werden verhältnismäßig geringer
sein als bei dien Heizflädhengruppen der Schwadhlastbrennkammer.
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Die vorliegende Zusatzerfindung ist nicht beschränkt auf Kessel mit
zwei oder mehreren Teillastbrennkammern, sondern kann (unter gewissen Umständen)
auch bei Kesseln mit nur einer Brennkammer Verwendung finden, wenn nur die Beheizung
bestimmter Heizflächengruppen bei niederer Kessellast ebenso groß ist wie bei Vollast,
während zugleich die Strömungsgeschwindigkeit infolge der geringeren Menge des Arbeitsmittels
unter den erforderlichen Mindestwert absinkt. Diese Möglichkeit besteht bei jeder
Gas-, Ö-1- oder Kohlenstaubfeuerung mit großem Feuerraum, deren Brenner in verschiedenen,
örtlich begrenzten Gruppen betrieben werden oder bei der der Flammenkern bei Kesselteillast
bestimmte Teile des Feuerraumes und seiner Kühlrohrgruppen stärker beaufschlagt
als andere.
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Demgemäß können auch bei Kesseln mit mehreren Brennkammern z. B. die
Heizflächen der größeren Teillastbrennkammer im Arbeitsmittelweg hinter die Heizflächen
der Schwachlastbrennkammer geschaltet werden. Es können jedoch auch Fälle auftreten,
bei denen diese verschiedenen Heizflächengruppen bei Kesselhochlast parallel zueinander
geschaltet werden. Dabei wäre es auch möglich, nur eine der beiden vorhandenen Umführungsleitungen
für die beiden parallel geschalteten Heizflächengruppen gemeinsam zu verwenden.
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Normalerweise wird in jede der beiden Umführungsleitungen je ein getrenntes
Regelorgan eingebaut, das in der bereits vorgeschlagenen Weise abhängig von der
Kesselgesamtleistung und vorzugsweise unmittelbar durch den Strömungsdruckabfall
in der jeweils umgangenen Heizflächengruppe gesteuert wird.
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Die vorgenannten Regelorgane in den beiden Umführungsleitungen können
auch durch ein kombiniertes Regelorgan mit drei Rohrleitungsanschlüssen ersetzt
werden, von denen der eine mit der Eintrittsleitung der Schwachlastbrennkammer (d.
h. gleichzeitig mit der Kesselgesamtspeisewasserleitung) verbunden ist und allein
von dort her mit Wasser versorgt wird, während einer der beiden restlichen Anschlüsse
für die Arbeitsmittelzufuhr zu den Heizflächen der größeren Teillastbrennkammer
und der andere mit der zugehörigen Umführungsleitung verbunden ist.
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Die Konstruktion dieses kombinierten Regelorgans kann den dafür geeigneten,
bisher bekannten Formen entsprechen. Es kann z. B. auch eine Ventilspindel den Arbeitsmittelzufluß
von der Gesamtspeisewasserleitung vom Eintritt der Schwac'hlastgruppen her steuern,
und eine andere gemeinsame Spindel kann die Verteilung dieser Arbeitsmittelmenge
auf die Heizflächen der größeren Teillastkammer und auf deren Umführungs leitung
übernehmen.
Bei geeigneter Bemessung der Strömungsquerschnitte bzw.
Strömungswiderstände in den verschiedenen Teillast-Heizflächengruppen und deren
Umführungsleitungen gelingt es somit, den Gesamtdruckverlust des Kessels bei Hochlast
ebenso groß oder sogar kleiner zu halten als bei den bisher üblichen Durdhlaufkesseln,
deren Schwachlastgrenze weitaus höher lag.
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In Abb. 1 und 2 ist schematisch die Schaltung der verschiedenen Heizflächengruppen
gemäß der Erfindung veranschaulicht.
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Die Schwachlastbrennkammer wird durch die Gruppen 11, 12, 13 und 14
gekühlt, während die Gruppen 23, 24 und 25 die größere Teillastbrennkammer auskleiden.
Die Gruppen 21 und 22 dienen, wie im Hauptpatent, beispielsweisse zur Kühlung der
nachgeschalteten Nachbrenn- bzw. Strahlungskammern oder als im Rauchgaszug liegende
Heizflächen. Die Speisepumpe 15 verteilt das gesamte Kesselspeisewasser auf die
Leitungen 16 und 18, wobei der Zweig 16 durch die Schwaehlastbrennkammerheizflächen
strömt und der Zweig 18 dieselben umgeht. Die beiden Zweige vereinigen sich über
das Regelorgan 19 und die Verbindungsleitung 26 wieder miteinander und treten in
die Heizflächen 23, 24, 25 der größeren Teillastkammer ein, nachdem ein regelbarer
Teil über die Umführungsleitung28 mit dem Regelorgan29 abgezweigt wurde. Das gesamte
Arbeitsmittel strömt dann über die Leitung 27 weiter zu den Gruppen 21 und 22 ff.
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In Abb.2 ist angedeutet, wie ein die beiden getrennten Regelorgane
19 und 29 ersetzendes gemeinsames Regelorgan 30 angeordnet ist. Dasselbe
ist über die Umführungsleitumg 18 der Schwachlastbrennkammerheizflächen an die Hauptspeiseleitung
16 angeschlossen und wird von dort aus - wenn überhaupt -mit Wasser versorgt. Es
verteilt die ihm zugeführten Wassermengen auf die beiden Leitungen 26 und 28 und
hat somit zwei Aufgaben zu erfüllen; nämlich zunächst die gesamte Umführungsmenge
der Schwachlastbrennkammerheizflächen 11 bis 14 zu bemessen und darüber
hinaus den Heizflächen 23 bis 25 der größeren Teillastkammer zusätzliches Wasser
durch die Leitung 26 zuzuführen und das dort nicht aufzunehmende Wasser bzw. Arbeitsmittel
durch die Leitungen 28 und 27 den nachgeschalteten Heizflächen 21, 22 ff. unmittelbar
zuzuleiten. Es ist hierbei möglich, dieses kombinierte Regelorgan 30 beispielsweise
mit zwei getrennt voneinander zu steuernden Spindeln auszurüsten, von denen die
eine etwa in Abhängigkeit vom Druckverlust in den Sdhwachlastbrennkammerheizflächen
11 bis 14 gesteuert wird, während die andere Spindel, die die Verteilung des eingeströmten
Arbeitsmittels auf die Leitungen 26 und 28 vornimmt, vorteilhaft in Abhängigkeit
vom Strömungsdruckverlust in den Heizflächengruppen 23, 24 und 25 der größeren Teillastkammer
verstellt wird.
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Für die Parallelschaltung der Rohrgruppen 11 bis 14 und 23 bis 25
bei Kesselhodhlast öffnet gemäß Abb. 1 das gestrichelt eingezeichnete Zweiwegeventil
31 den Durchtritt zur ebenfalls gestrichelten Kurzschlußleitung 32, so daß das gesamte
Arbeitsmittel aus den Gruppen 11 bis 14 unmittelbar zum Knotenpunkt
33 und den Hauptgruppen 21, 22 ff. gelangt. Die kurze Verbindungsleitung 34 ist
durch das Zweiwegeventil geschlossen. Das Regelventil 19 ist geöffnet, während
das andere Regelventil 29 - wie vorher schon erwähnt - vorzugsweise in Abhängigkeit
vom Druckabfall in den Rohrgruppen 23 bis 25 die Umgehungsleitung 28 mehr oder weniger
öffnet bzw. schließt. Vorteilhaft werden hierfür die Strömungswiderstände in den
somit parallel geschalteten Heizflächengruppen 11 bis 14 einerseits und 23 bis 25
andererseits annähernd gleich groß bemessen.
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Der Vorteil dieser Schaltung liegt in einer zusätzlichen Verringerung
des Druckverlustes bei Hochlast.