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Wasserrohrkessel mit auf Fallrohren gelagerten Berührungsheizflächen
Die Erfindung betrifft einen Wasserrohrkessel mit Naturumlauf des Arbeitsmittels
und in einem hinter dem Feuerraum liegenden Kesselzug angeordneten Berührungsheizflächen,
die auf den Kesselzug durchquerenden Teilen von mehreren über die Zugbreite verteilten
Fall- oder Rücklaufrohren gelagert sind.
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Bei Kesseln dieser Art macht es unter Umständen besondere Schwierigkeiten,
den Wasserverteilern, die quer zum Gasstrom verlaufen, Kesselwasser zuzuführen.
Bisher wurden diese Verteiler meist von den Seiten her mit Kesselwasser versorgt.
Es mußten also von der Trommel Fallrohre zu diesen Verteilern gezogen werden. Die
Zuführung des Wassers allein von der Seite her bedingt aber große Abmessungen der
Fallrohre und auch der Verteiler, um nicht eine zu hohe Wassergeschwindigkeit in
diesen zu erhalten. Der Anschluß von mehreren seitlich gelegenen Fallrohren an die
Trommel ist baulich nicht einfach, da diese Fallrohre dann auf den Umfang der Trommel
verteilt werden müssen. Oft ist es auch erforderlich, die Fallrohre schräg zu verlegen
und mehrfach zu biegen, wodurch unter anderem die Isolierung des Kessels erschwert
wird.
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Es ist bekannt, Berührungsheizflächen auf besonders hierzu vorgesehenen
Steigrohren zu lagern, wobei diese Steigrohre im Gasstrom teils vor, teils hinter
den abzustützenden Heizflächen liegen.
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Es wurde auch bereits ein Kessel bekannt, bei dem von einer Obertrommel
zu einer unteren Trommel Fallrohre geführt sind, die über dem Feuerraum den Kessel
durchqueren und wobei die Fallrohre dann zur Auflagerung einer Überhitzerheizfläche
herangezogen werden. Hierbei sind die Fallrohre über die Länge der Trommeln verteilt.
Bei dieser bekannten Fallrohrführung werden die Fallrohre noch relativ stark beheizt,
wodurch sich Störungen im Wasserumlauf ergeben können, wozu erschwerend noch kommt,
daß der beheizte Fallrohrteil waagerecht liegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Querverteiler von Wasserrohrkesseln
mit Naturumlauf zusätzlich so mit Fall- oder Rücklaufrohren, die über die Länge
des Verteilers in bekannter Weise verteilt sind, zu verbinden, ohne daß in den den
Rauchgaszug durchquerenden Rohren eine nennenswerte oder gar den Umlauf beeinflussende
Dampfbildung auftritt. Insbesondere sollen hierbei aber komplizierte Ausbildungen
der Fallrohre vermieden werden, um auch diese Rohre als Stützglieder für ein die
Heizflächen tragendes Rohrgerüst verwenden zu können und die Anbringung der Isolierung
nicht zu erschweren.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Kessel
der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen; daß die die Berührungsheizflächen
tragenden Teile der Fall- oder Rücklaufrohre in GasströmunWchtung hinter der jeweils
aufgelagerten Berührungsheizfläche liegen und mit einem oder mehreren auf der dem
lotrechten Teil der Fall- oder Rücklaufrohre gegenüberliegenden Seite des abwärts
führenden Kesselzuges angeordneten Verteilern für beheizte Rohrgruppen verbunden
sind.
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Man erreicht durch eine solche Ausbildung, daß für die Fall- oder
Rücklaufrohre komplizierte Formen vermieden -werden, vielmehr bleiben diese gerade,
so daß sie als Stützglieder in'ein selbsttragendes Rohrgerüst eingeschaltet werden
können. Man ERP# reicht ferner, daß die den Gaszug durchquerenden Teile der Fall-
oder Rücklaufrohre durch die' irr Gasstrom vor diesen liegenden - Heizflächen -
vor Beheizung geschützt werden, womit die Gefahr etwa störender Danipfbildung beseitigt
wird und andererseits diese Teile in ihrer Temperatur nicht viel höher liegen als
andere von Fallwasser durchströmte Rohre, so daß Spannungen auf Grund verschieden
hoher Erwärmung des Materials nicht in ein tragendes Rohrgerüst eingebracht werden.
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Die den Gaszug durchquerenden Fall- oder Rücklaufrohre können in nur
einen unteren Verteiler auf der gegenüberliegenden Seite des Kesselzuges münden,
welcher wiederum durch edf seine Länge verteilte, urbeheizte oder schwach beheizte
Rohre mit einem über dem unteren liegenden weiteren Verteiler verbunden sind.
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Die Fall- oder Rücklaufrohre können auch 'von einem mit der Trommel
auf gleicher Höhe liegenden Quersammler ausgehen. Bei einer Mehrzahl von Fallrohren
können sowohl deren Abmessungen klein gehalten werden, wie auch die der angeschlossenen
Verteiler. Der Anschluß der Fallrohre macht keine
besonderen Schwierigkeiten,
da sie auf die Länge der Trommel bzw. Sammler verteilt werden und so genügend Platz
vorhanden ist, ohne daß dadurch die Wandstärke von Trommel und Sammler nennenswert
geschwächt wird. Die lotrechte Anordnung der Fall- oder Rücklaufrohre hat den Vorteil,
daß die einströmende Wassermenge auf einen den Trommeldruck übersteigenden Druck
gebracht wird, wobei der Überdruck etwa dem statischen Druck der im Fallrohr anstehenden
Wassersäule entspricht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Dampferzeugern mit starken
Lastschwankungen, weil bei lotrechter Anordnung der Fallrohre die Wasserteilchen
auf dem kürzesten Weg unter höheren Druck gelangen und eine Dampfbildung bei fallendem
Kesseldruck meistens vermieden werden kann, so daß keine Umlaufstörungen eintreten.
Die schwache Beheizung der Fallrohrteile, die den Kesselzug durchqueren, ist auch
insofern ungefährlich, als diese Teile unter dem vollen Druck der Wassersäule in
den lotrechten Fallrohrteilen stehen und eine Dampfbildung erst eintreten kann,
wenn die erhebliche Wassermenge so hoch vorgewärmt ist, daß die dem Überdruck entsprechende
Siedetemperatur erreicht wird.
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Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dar.
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A b b. 1 zeigt im Längsschnitt einen Wasserrohrkessel mit über der
Stirnwand liegender Trommel; A b b. 2 zeigt den zugehörigen Schnitt nach der Linie
I-I in A b b. 1; A b b. 3 zeigt im Längsschnitt einen Wasserrohrkessel mit über
der Rückwand liegender Trommel. Bei dem in A b b. 1 gezeigten Wasserrohrkessel mit
Naturumlauf gehen von der Trommel l Fallrohre 2 ab, die Kesselwasser in die Seitenwandverteiler
3 leiten. An die Fallrohre 2 ist der Querverteiler 4 für die Vorderwandrohre 5 angeschlossen,
die in den Quersammler 6 münden. Die Seitenwandrohre 7 gehen von den Seitenwandveateilern
3 aus und münden in die Seitenwandsammler B. An die Seitenwandverteiler 3
ist ebenfalls der Querverteiler 9 für die Rückwandrohre 10 angeschlossen,
die am Feuerraumende zu einer Berührungsheizfläche 11
auseinandergezogen sind
und im Quersammler 6
münden. Das anfallende Dampf-Wasser-Gemisch wird im Quersammler
6 entmischt und der anfallende Dampf durch Überströmrohre 12 zur Trommel
1
abgeleitet, während das abgeschiedene Wasser vorwiegend durch die Rücklaufrohre
13 zu den Seitenwandverteilern 3 zurückgeführt wird. Der Berührungsheizfläche
11 ist der überhitzer 14, der Nachverdampfer 15 sowie der Speisewasservorwärmer
16 nachgeschaltet. Der Nachverdampfer 15 ist mit seinem Querverteiler
17 an die Rücklaufrohre 18
angeschlossen, während der Quersammler 19
in die Seitenwandsammler 8 mündet. Im Rohr 18 kann oberhalb des Verteilers
17 eine Verschlußscheibe eingesetzt sein, so daß dieser Verteiler nur von
unten her Wasser bekommt. Das im Quersammler 19 anfallende Dampf-Wasser-Gemisch
wird entmischt; der anfallende Dampf wird durch die überströmrohre 20 zur
Trommel 1 geleitet, während das anfallende Wasser über die Rücklaufrohre
21 den Seitenwandverteilern 3 zugeleitet wird. Um bei den Kesseln größerer
Leistung die Rücklaufrohre 21 zu entlasten und um einen einwandfreien Wasserumlauf
sicherzustellen, sind zusätzliche über die Kesselbreite verteilte Rücklaufrohre
22 an den Quersammler 19
des Nachverdampfers 15 angeschlossen.
Die Rücklaufrohre 22 sind lotrecht nach unten geführt und liegen unbeheizt im Mauerwerk
der Rückwand des Kessels. Am unteren Ende schließt sich ein etwa waagerecht verlaufendes
Rohrstück an, das den Kesselzug durchquert und zu den Querverteilern 17 und
9 geführt ist. Auf den waagerecht geführten Rohrteilen ist der Speisewasservorwärmer
16 abgestützt.
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Aus A b b. 2 ist die Anordnung der Fallrohre 2
und Rücklaufrohre
13, 18 und 21 zu ersehen, die die Seitenwandsammler 8 mit den
Seitenwandverteilern 3 verbinden. Zwischen den Fallrohren 2 liegt
der Querverteiler 4 für die Vorderwandrohre 5: Die Rücklaufrohre
22 in der Rückwand des Kessels sind über die Zugbreite des Kessels verteilt.
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A b b. 3 zeigt einen Kessel, bei dem die Trommel 1
über der
Kesselrückwand angeordnet ist. Von der Kesseltrommel führen seitlich liegende Fallrohre
2
zu den Seitenwandverteilern 3. Zwischen diesen Fallrohren sind zusätzlich
wieder Fallrohre 22 angeordnet, die in diesem Fall von der Kesseltrommel
1 ausgehen und zunächst lotrecht nach unten verlaufen. Von diesen lotrechten Rohrteilen
gehen zwei waagerechte Rohrteile quer durch den Kesselzug zu den Wasserverteilern
23 und 17. An den Verteiler 23 sind die Rückwandrohre 10 des
Feuerraumes sowie die Rohre 24 und an den Verteiler 17 die Nachverdampferrohre
15 angeschlossen. Die beiden waagerechten Rohrteile dienen auch in diesem
Falle zur Abstützung der Rohrbündel des Speisewasservorwärmers 16.