DE1094426B

DE1094426B - Boiler for collective heating systems

Info

Publication number: DE1094426B
Application number: DEA22747A
Authority: DE
Inventors: Hans Rune Eriksson
Original assignee: SVENSKA JAERNVAEGSVERKSTAED
Current assignee: SVENSKA JAERNVAEGSVERKSTAED
Priority date: 1954-05-26
Filing date: 1955-05-25
Publication date: 1960-12-08

Description

Heizkessel für Sammelheizungsanlagen Die Erfindung betrifft einen Heizkessel für Saminelheizungsanlagen mit stehendem Wassermantel, einem oder mehreren Feuerräumen und diesen nachgeschalteten Heizflächen als Wärmetauscher mit Heizgas- oder Wasserrohren.Boiler for collective heating systems The invention relates to a Boilers for laminate heating systems with standing water jacket, one or more Fireplaces and these downstream heating surfaces as heat exchangers with heating gas or water pipes.

Bei einem Kessel dieser Art ist der Wärmetauscher über- und außerhalb des Feuerraumes angeordnet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel zu schaffen, bei dem gegenüber dem Bekannten der Wirkungsgrad des Wärmetauschers verbessert wird.In a boiler of this type, the heat exchanger is above and outside of the combustion chamber arranged. The invention is based on the object of a boiler to create in which compared to the known the efficiency of the heat exchanger is improved.

Demgemäß bringt die Erfindung in Vorschlag, daß der nachgeschaltete Wärmetauscher im wesentlichen senkrecht und wenigstens über einen Teil seiner Höhe in dem oder einem der Feuerräume oder in einem diesen nachgeschalteten Sturzzug des Kessels auswechselbar und derart angeordnet ist, daß die Heizgase den Wärmetauscher außen von oben nach unten und innen in umgekehrter Richtung beaufschlagen, und daß der Wärmetauscher in der Weise an dem Kesselwasserumlauf angeschlossen ist, daß in ihm Wasser und Heizgase in bekannter Weise wenigstens durch einen Teil seiner Höhe im Gleichstrom strömen.Accordingly, the invention proposes that the downstream Heat exchanger substantially vertically and at least over part of its height in one of the fireboxes or in a lintel downstream of the boiler is replaceable and arranged in such a way that the heating gases pass the heat exchanger act on the outside from top to bottom and inside in the opposite direction, and that the heat exchanger is connected to the boiler water circulation in such a way that in it water and heating gases in a known manner through at least part of its Altitude flow in direct current.

Dadurch, daß der Wärmetauscher wenigstens über einen Teil seiner Höhe in dem oder einem der Feuerräume angeordnet ist, wird seine Mantelfläche im Bereich des oder der Feuerräume von den Abgasen beaufschlagt (umspült). Die Heizfläche des Wärmetauschers ist gegenüber der bei der bekannten Ausführung größer, so daß der Wirkungsgrad ebenfalls größer wird. Dieser Vorteil ist bei dem bekannten Heizkessel mit über- und außerhalb des Feuerraumes angeordnetem Wärmetauscher nicht gegeben, da der Wärmetauscher nicht in den Feuerraum hineinragt, so daß auch seine Mantelfläche außen von den Abgasen nicht beaufschlagt (umspült) werden kann.In that the heat exchanger at least over part of its height is arranged in the or one of the combustion chambers, its surface area is in the area of the combustion chamber or chambers acted upon (washed around) by the exhaust gases. The heating surface of the The heat exchanger is larger than that in the known design, so that the Efficiency is also greater. This advantage is with the well-known boiler not given with a heat exchanger arranged above and outside the combustion chamber, because the heat exchanger does not protrude into the furnace, so that its outer surface can not be acted upon (washed around) outside by the exhaust gases.

Der Heizkessel nach der Erfindung kann sowohl in großen als auch in kleinen Sammelheizungsanlagen mit gleichem Vorteil eingesetzt werden.The boiler according to the invention can be used both in large and in small collective heating systems can be used with the same advantage.

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß der stehende Wassermantel und der Wärmetauscher in bekannter Weise je einen Wasserumlauf aufweisen, die an die Vor- und Rücklaufleitung derart einstellbar angeschlossen sind, daß die Temperatur des Vorlaufwassers zwecks Herabsetzens der Rauchgastemperatur niedriger oder höher als die Wassertemperatur im Wassermantel gehalten werden kann.The invention also proposes that the standing water jacket and the heat exchanger each have a water circulation in a known manner that is connected to the flow and return lines are connected so adjustable that the temperature of the supply water to lower the flue gas temperature lower or higher than the water temperature can be kept in the water jacket.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind bei Zusammenanordnung von zwei oder mehr mit je einem Feuerraum versehenen Heizkesseleinheiten, die einzeln oder gemeinsam befeuert werden können, die Kesseleinheiten mit ihren Heizgaszügen und nachgeschalteten Wärmetauschern derart zusammenschaltbar, daß zwei oder mehr gleichzeitig über den Wärmetauscher parallel geschaltete Feuerräume so miteinander verbunden werden können, daß bei Befeuerung einer der Kesseleinheiten auch die Wärmetauscher der angeschlossenen Kesseleinheiten von den Heizgasen beaufschlagt werden.In a further embodiment of the invention, when assembled together of two or more boiler units, each provided with a combustion chamber, which are individually or can be fired together, the boiler units with their heating gas flues and downstream heat exchangers can be interconnected in such a way that two or more Combustion chambers connected in parallel via the heat exchanger can be connected that when firing one of the boiler units and the heat exchanger of the connected boiler units are exposed to the heating gases.

Dadurch, daß man gemäß dieser Ausführungsform in einer Kesseleinheit heizen und die Heizgase durch alle Feuerräume der zusammen angeordneten Kesseleinheiten strömen lassen kann, ergibt sich der Vorteil einer großen Heizfläche, die etwa der Heizfläche aller gleichzeitig in Betrieb befindlichen Kesseleinheiten entspricht. Die Heizgase werden somit weitgehender ausgenutzt, als es nur in einer Kesseleinheit der Fall wäre.In that, according to this embodiment, in a boiler unit heat and the heating gases through all combustion chambers of the boiler units arranged together can flow, there is the advantage of a large heating surface, which is about the Corresponds to the heating surface of all boiler units in operation at the same time. The heating gases are thus used to a greater extent than in just one boiler unit would be the case.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zwischen den verschiedenen Feuerräumen mit Schieb-ern od. dgl. versehene Verbindungsleitungen von solchem Durchmesser angeordnet, daß der Widerstand in den Verbindungsleitungen kleiner als der Widerstand der nachgeschalteten Wärmetauscher ist.In a further embodiment of the invention are between the different Fireplaces with sliders or the like provided connecting lines of such a diameter arranged that the resistance in the connecting lines is less than the resistance is the downstream heat exchanger.

Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß bei ausgebautem, nachgeschaltetem Wärmetauscher das Wasser weiter nach dem Wassermantel dieser Kesseleinheit geleitet wird, während die Heizgase des Feuerraumes dieser Kesseleinheit nach dem Feuerraum einer benachbarten Kesseleinheit strömen.Finally, the invention proposes that with the dismantled, downstream Heat exchanger passed the water further to the water jacket of this boiler unit is, while the heating gases of the combustion chamber of this boiler unit after the combustion chamber flow from an adjacent boiler unit.

Durch diese Ausführungsformen wird ermöglicht, daß man für Instandsetzungs-, Entrußungs- und ähnliche Arbeiten eine Kesseleinheit in einfacher Weise abstellen und die übrigen in Betrieb halten kann und der Heizwasserumlauf nicht unterbrochen wird. Die betreffende Kesseleinheit wird hierfür durch Schließen des einen oder anderen Schiebers od. dgl. in den zwischen den Feuerräumen vorgesehenen Verbindungsleitungen abgestellt.These embodiments make it possible for maintenance, De-sooting and similar work park a boiler unit in a simple manner and can keep the others in operation and the heating water circulation is not interrupted will. the relevant boiler unit is closed by closing the one or the other slide or the like. In the provided between the combustion chambers Connection lines shut down.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Heizkessel im senkrechten Mittelschnitt nach der Linie 1-I in Fig. 2, Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, F ig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Bauart im senkrechten Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4, Fig. 4 mehrere nebeneinander angeordnete Heizkesseleinheiten im waagerechten Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 ein gemeinsames Saugzuggebläse für die Rauchgase, Fig. 6 eine gegenüber den Fig. 1 und 2 oder 3 und 4 abgeänderte Bauart eines Heizkessels im senkrechten Schnitt, Fig. 7 eine weitere Bauart eines Heizkessels, insbesondere für kleinere Anlagen, im senkrechten Schnitt, Fig. 8 einen Heizgasschieber im Schnitt und Fig. 9 den Anschluß der Vor- und Rücklaufrohre bei nebeneinander angeordneten Heizkesseleinheiten in schematischer Darstellung im Grundriß.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, namely Fig. 1 shows a boiler in the vertical center section along the line 1-I in Fig. 2, Fig. 2 shows a horizontal section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 shows a type modified from FIG. 1 in a vertical section according to FIG Line III-III in Fig. 4, Fig. 4 several heating boiler units arranged next to one another in the horizontal section along the line IV-IV in Fig. 3, Fig. 5, a common induced draft fan for the flue gases, Fig. 6 a compared to Figs. 1 and 2 or 3 and 4 modified Construction of a boiler in vertical section, Fig. 7 shows a further construction of a Boiler, especially for smaller systems, in vertical section, Fig. 8 a Heizgassschieber in section and Fig. 9 the connection of the flow and return pipes side by side arranged boiler units in a schematic representation in plan.

Wie Fig. 1 zeigt, ist zwischen dem Feuerraum 1 und dem Heizgaszug 2 eine feuerbrückenartige, wasserführende Wand 3 mit einer Durchtrittsöffnung 4 oben für die Verbrennungs- oder Heizgase angeordnet. Der Wassermantel 6, 7, 8 und die wasserführende Wand 3 können in an sich -bekannter Weise auch aus Wasserrohren bestehen. Die Vor- und Rücklaufleitungen des Kessels sind mit 12, 13 bezeichnet. In dem Heizkessel kann fester, flüssiger oder gasförrniger Brennstoff verfeuert werden. Für die Verfeuerung von festem Brennstoff kann in an sich bekannter Weise eine Kohlenbeschickungsvorrichtung 14 und ein Kettenrost 14a vorgesehen werden, wie in den Fig. 1 bis 3 angedeutet ist.As FIG. 1 shows, a fire bridge-like, water-bearing wall 3 with a passage opening 4 at the top for the combustion or heating gases is arranged between the furnace 1 and the heating gas flue 2. The water jacket 6, 7, 8 and the water-bearing wall 3 can also consist of water pipes in a manner known per se. The boiler feed and return lines are labeled 12, 13. Solid, liquid or gaseous fuel can be burned in the boiler. For the combustion of solid fuel, a coal charging device 14 and a chain grate 14a can be provided in a manner known per se, as indicated in FIGS. 1 to 3.

Der stehende Wassermantel 6, 7, 8 und die Wand 3 umschließen den Feuerraum l und den nachgeschalteten Heizgas- oder Sturzzug 2. Gemäß den Fig. 1 bis 5 und 7 ist ein Wärmetauscher 9 wenigstens über einen Teil seiner Höhe im wesentlichen senkrecht in di:m Sturzzug 2 angeordnet. Der Wärmetauscher 9 besteht aus Heizgasrohren in einem Mantel 15, der als zylindrischer Behälter das die Heizgasrohre umgebende Kesselwasser aufnimmt. Dieser Wasserraum besitzt unten einen Wassereinlaßstutzen 17 und oben einen Wasserauslaßstutzen 18, die an die Rück- oder Vorlaufleitungen 13 und 12 der Sammelheizungsanlage angeschlossen und in ihrem Durchtrittsquerschnitt derart einstellbar sind, daß die Temperatur des Vorlaufwassers zwecks Herabsetzens der Rauchgastemperatur niedriger oder höher als die Wassertemperatur im Wassermantel gehalten werden kann.The standing water jacket 6, 7, 8 and the wall 3 enclose the combustion chamber l and the downstream heating gas or lintel 2. According to FIGS. 1 to 5 and 7 is a heat exchanger 9 substantially over at least part of its height arranged vertically in di: m lintel pull 2. The heat exchanger 9 consists of heating gas pipes in a jacket 15, which surrounds the heating gas pipes as a cylindrical container Absorbs boiler water. This water space has a water inlet nozzle at the bottom 17 and above a water outlet port 18, which is connected to the return or flow lines 13 and 12 connected to the collective heating system and in their passage cross-section are adjustable so that the temperature of the flow water for the purpose of lowering the flue gas temperature is lower or higher than the water temperature in the water jacket can be held.

Der Weg der Heizgase ist mit Pfeilen angedeutet. Der Wärmetauscher ruht mit einem Flansch oder einem Vorsprung 16 auf der Kante der Einbauöffnung des Kessels. Die Wasseranschlußstutzen 17 und 18 sind mit Schraubverbindungen versehen, die gelöst werden können, wenn die vor- oder nachgeschalteten Absperrvorrichtungen 20, 21 geschlossen sind. Der an den Wärmetauscher oben angeschlossene Rohrkrümmer 15a oder das in Fig. 3 strichpunktierte dargestellte, gerade Rohr 15 b ist ausbaubar. Diese Rohre ausgebaut, kann der Wärmetauscher, z. B. zwecks Instandstezung und/oder Umtausch, vom Kessel abgehoben werden. Hierdurch wird gegenüber den bekannten Kesseln der Vorteil erreicht, daß der Kessel für einen solchen Umtausch nur kurze Zeit außer Betrieb zu nehmen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nach dem Ausbau des Wärmetauschers das Kesselinnere leicht zugänglich ist.The path of the heating gases is indicated with arrows. The heat exchanger rests with a flange or a projection 16 on the edge of the installation opening of the boiler. The water connection pieces 17 and 18 are provided with screw connections which can be loosened when the upstream or downstream shut-off devices 20, 21 are closed. The pipe bend 15a connected to the top of the heat exchanger or the straight pipe 15b shown in phantom in FIG. 3 can be removed. Expanded these pipes, the heat exchanger, for. B. for the purpose of repair and / or exchange, be lifted from the boiler. This has the advantage over the known boilers that the boiler only has to be taken out of service for a short time for such an exchange. Another advantage is that after removing the heat exchanger, the inside of the boiler is easily accessible.

Für größere Anlagen können zwei oder mehrere Heizkesseleinheiten zusammen angeordnet werden, wie Fig. 4 und 5 zeigen. Wie die einzelnen Kesseleinheiten im übrigen angeordnet sind, geht aus Fig.3 hervor. Ein Kennzeichen solcher zusammen angeordneten Kesseleinheiten besteht darin, daß die Feuerräume einschließlich der Heizgaszüge derart züatmmenschaltbar sind, daß die Heizflächen sämtlicher Kesseleinheiten ausgenutzt werden können. unabhängig davon, welcher oder welche Kesseleinheiten geheizt werden. Die Verbindungsleitungen 23 (Fig. 4) zwischen den Feuerräumen 1 der Kesseleinheiten sind mittels Schiebern22 od. dgl. absperrbar. Ein solcher Schieber 22 ist in Fig. 8 dargestellt, welche einen senkrechten Schnitt durch die Verbindungsleitung 23 zeigt.For larger systems, two or more boiler units can be combined 4 and 5 show. Like the individual boiler units in the The rest are arranged, can be seen from Fig.3. A hallmark of such together arranged boiler units is that the combustion chambers including the Heating gas flues can be züatmmenschaltbar in such a way that the heating surfaces of all boiler units can be exploited. regardless of which boiler unit or units be heated. The connecting lines 23 (FIG. 4) between the combustion chambers 1 the boiler units can be shut off by means of slides22 or the like. Such a slider 22 is shown in Fig. 8, which is a vertical section through the connecting line 23 shows.

Gemäß Fig. 3 können die Heizgasrohre des Wärmetauschers am Mantel 15 über den Rohrkrümmer 15a oder über ein gerades Rohrstück 15 b an ein Saugzuggebläse 25 am Schornsteinanschluß 26 angeschlos sen sein.According to Fig. 3, the heating gas pipes of the heat exchanger on the jacket 15 via the pipe bend 15a or via a straight pipe section 15b to an induced draft fan 25 be ruled out at the chimney connection 26.

Bei der Anordnung nach Fig.5 sind die Mäntel 15 mehrerer Wärmetauscher in an sich bekannter Weise an ein gemeinsames Saugzuggebläse 25 angeschlossen. Wahlweise können der Mantel oder die Mäntel an einen Schornstein angeschlossen sein, dessen Selbstzug für den Kessel genügt, so daß das Gebläse wenigstens in gewissen Fällen entfallen kann.In the arrangement according to FIG. 5, the jackets 15 are a plurality of heat exchangers connected to a common induced draft fan 25 in a manner known per se. Optional the jacket or jackets can be connected to a chimney, of which Self-draft for the boiler is sufficient, so that the fan at least in certain cases can be omitted.

Wenn beispielsweise eine seitliche' Kesseleinheit der Anordnung nach den Fig.4 und 5 befeuert wird, werden die Heizgase im wesentlichen gleichmäßig auf alle vier Wärmetauscher 15 verteilt, was darauf beruht, daß die Verbindungsleitungen 23 einen solchen Durchmesser besitzen, daß der Widerstand in den Verbindungsleitungen 23 im Verhältnis zum Widerstand in den Rohren der Wärmetauscher klein ist.For example, if a side boiler unit is arranged according to the arrangement 4 and 5 is fired, the heating gases are essentially evenly all four heat exchangers 15 distributed, which is based on the fact that the connecting lines 23 have such a diameter that the resistance in the connecting lines 23 is small in relation to the resistance in the tubes of the heat exchanger.

Die Wasserräume jedes Feuerraumes, jedes Heizgaszuges und jedes Wärmetauschers zusammen angeordneter Kesseleinheiten sind je für sich absperrbar.The water spaces of every furnace, every heating gas flue and every heat exchanger Boiler units arranged together can each be shut off individually.

In Fig. 9 sind die Strömungsrichtungen des umlaufenden Heizwassers mit Pfeilen angedeutet. Von diesen zweigen zwei nach den Mänteln 15 der Wärmetauscher und zwei nach je einer der Kesseleinheiten ab. Die Rücklaufleitung ist mit R und die Vorlaufleitung mit S bezeichnet. Durch die Aufteilung der Wasserräume kann die Wassertemperatur in den Wärmetauschern den gestellten Anforderungen angepaßt und dadurch die Heizgastemperatur unterhalb gewisser Grenzen unabhängig von der Wassertemperatur in den Vor- und Rücklaufleitungen gehalten werden. Die Wassertemperatur im Wasserumlauf der Wärmetauscher kann z. B. unabhängig von der Belastung konstant gehalten werden.In Fig. 9 are the flow directions of the circulating heating water indicated with arrows. Of these two branch after the jackets 15 of the heat exchanger and two after one of the boiler units. The return line is marked with R and the supply line is designated by S. By dividing the water spaces, the Water temperature in the heat exchangers adapted to the requirements and This means that the heating gas temperature is below certain limits regardless of the water temperature be held in the supply and return lines. The water temperature in the water circulation the heat exchanger can e.g. B. be kept constant regardless of the load.

Der Erfindungsgedanke kann auch bei Heißwasser-und Dampfkesseln angewandt werden. Anstatt der Heizgasrohre in dem Mantel 15 können selbstverständlich auch Wasserrohrregister eingesetzt werden. Der Wärmetauscher kann ferner von der Seite her in den Kessel eingeführt werden.The concept of the invention can also be applied to hot water and steam boilers will. Instead of the heating gas pipes in the jacket 15 can of course also Water pipe registers are used. The heat exchanger can also be viewed from the side be introduced into the boiler.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Boiler for collective heating systems with standing Water jacket, one or more combustion chambers and these downstream heating surfaces as Heat exchanger with heating gas or water pipes, characterized in that the downstream Heat exchanger (9) essentially perpendicular and at least over part of it Height in the or one of the combustion chambers (1) or in one of them downstream Lintel (2) of the boiler is replaceable and arranged in such a way that the heating gases pressurize the heat exchanger on the outside from top to bottom and inside in the opposite direction and that the heat exchanger is connected to the boiler water circulation in such a way that in it water and heating gases in a known manner through at least part of its Altitude flow in direct current.

2. Boiler according to claim 1, characterized in that that the standing water jacket and the heat exchanger (9) in a known manner each one Have water circulation that can be adjusted to the flow and return lines (12, 13) in this way are connected that the temperature of the supply water for the purpose of reducing the Flue gas temperature lower or higher than the water temperature in the water jacket can be held.

3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that that when two or more boiler units each provided with a combustion chamber are arranged together, which can be fired individually or together, the boiler units with their Hot gas flues and downstream heat exchangers can be interconnected in such a way that that two or more combustion chambers connected in parallel via the heat exchanger can be connected to each other in such a way that when fired one or the other Boiler unit also the heat exchangers of the connected boiler units from the Heating gases are applied.

4. Boiler according to claim 3, characterized in that that between the various fireplaces (1) with slides (22) or the like. Provided Connecting lines (23) are arranged of such a diameter that the resistance in the connecting lines smaller than the resistance of the downstream heat exchanger (9) is (Figs. 4, 8).

5. Boiler according to claim 3 or 4, characterized in that that with removed, downstream heat exchanger (9) the water only after Water jacket of this boiler unit is passed while the heating gases of the combustion chamber flow from this boiler unit to the combustion chamber of an adjacent boiler unit. Documents considered: German Patent No. 318 066; french Patent No. 815 066.