DE1185197B - Naturumlauf-Dampferzeuger mit aus Schraegrohrgruppen gebildeter Beruehrungsheizflaeche - Google Patents

Description

• Naturumlauf-Dampferzeuger mit aus Schrägrohrgruppen gebildeter Berührungsheizfläche Die Erfindung betrifft einen Naturumlauf-Dampferzeuger mit einer Berührungsheizfläche, die aus mindestens zwei im Gaszug schräg- und im Rauchgasstrom hintereinanderliegend angeordneten Rohrgruppen besteht, deren einzelne Rohre parallel zueinander liegen und im Kühlmittelkreislauf parallel geschaltet sind und welche jeweils von eigenen lotrechten oder annähernd lotrechten Verteilern ausgehen und in ebenso angeordnete Sammler einmünden, wobei die Rohrgruppen getrennt für sich an einen oberhalb der Rohrgruppen quer zu diesen liegenden Zwischensammler angeschlossen sind.
• Bei solchen Schrägrohrheizflächen kann nun der Nachteil eintreten, daß der Wasserumlauf nicht immer einwandfrei gesichert ist. Es kann nämlich in den schwächer beheizten Rohren eine Rückzirkulation einsetzen, wobei in den verhältnismäßig flach liegenden Rohren sehr leicht eine Trennung des Dampfes von dem umlaufenden Wasser vor sich geht, indem der Dampf im oberen Rohrscheitel aufwärts strömt, während das Wasser den Restquerschnitt ausfüllt. Strömt nun das Wasser dem Dampf entgegen, so wird der Austrittsquerschnitt des Rohres von Wasser versperrt, und der Dampf bleibt vor dem Austritt so lange stehen, bis das mittlere spezifische Gewicht des gesamten Rohrinhalts durch den immer größer werdenden Dampfanteil klein genug wird, um das Rohr in ein Steigrohr zu verwandeln. Es gibt in solchen Rohren also einen periodischen Wechsel in der Wasserströmung. An den Stellen, an denen nun Dampfblasen hängenbleiben, führt es zu hoher Überhitzung des Rohrwerkstoffes. Diese Schäden treten in noch verstärktem Maß dann in Erscheinung, wenn die Schrägrohre von oben her beheizt sind.
• Diese Nachteile treten auch dann noch auf, wenn, wie mehrfach bekannt, die Ableitung des in den Schrägrohrheizflächen erzeugten Dampf-Wasser-Gemisches getrennt für sich erfolgt.
• Ein weiterer, bei der getrennten Ableitung zu beachtender Punkt ist die gegenseitige Beeinflussung der zugeführten Teilströme, wenn die Ableitungen an einen gemeinsamen Behälter angeschlossen sind, insbesondere wenn dieser Behälter ein Zwischensammler von relativ geringem Durchmesser ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorher geschilderten Nachteile zu beseitigen. Es soll erreicht werden, daß in den schrägliegenden Rohrgruppen in jedem Betriebszustand ein einwandfreier Wasserumlauf gesichert ist und die Gefahr einer Rückzirkulation in einzelnen Rohren beseitigt wird. Ferner soll auch die Möglichkeit zu einer gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen Rohrgruppen ausgeschaltet werden.
• Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Dampferzeuger der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß die Einmündungen der Rohrgruppensammler in den Zwischensammler für die schwächer beheizten Rohrgruppen höher liegen als die Einmündungen der stärker beheizten Rohrgruppen, wobei der Zwischensammler mit Verteilern für beheizte Rohrgruppen durch urbeheizte, am unteren Scheitel des Zwischensammlers angeschlossene Rücklaufrohre verbunden ist.
• Durch das Höherlegen der Einmündungen der schwächer beheizten Rohrgruppen gegenüber den Einmündungen der stärker beheizten Rohrgruppen wird der Gefahr begegnet, daß aus den stärker beheizten Rohrgruppen, die auch die größere Auftriebskraft haben, Wasser in die Einmündungen der schwächer beheizten Rohrgruppen hineingespült wird. Andererseits wird durch die an dem Zwischensammler angeschlossenen Rücklaufrohre, die Verteiler anderer Rohrgruppen mit Wasser versorgen, eine Saugwirkung auf das Wasser im Zwischensammler ausgeübt, die den Wasserstand in diesem Sammler niedrig hält. Durch das Zusammenwirken beider Merkmale wird ein einwandfreier Wasserumlauf in den Schrägrohrgruppen sichergestellt.
• Es ist ein Dampferzeuger mit Schrägrohrgruppen bekanntgeworden, bei dem die Ableitungen der Rohrgruppen getrennt an zwei Obertrommeln mit Dampf- und Wasserraum angeschlossen sind und die Einmündungen der schwächer beheizten Rohrgruppen höher liegen als die der stärker beheizten Rohrgruppen. Durch den Anschluß der Ableitungen an getrennte Obertrommeln kann eine gegenseitige Beeinflussung der Rohrgruppen nicht auftreten, im Gegensatz zu einem gattungsgemäßen Dampferzeuger mit Ableitung in einen gemeinsamen Zwischensammler. Da ein solcher im allgemeinen einen kleineren Durchmesser hat als einen Dampf-und Wasserraum aufweisende Trommeln, kommt sowohl der Höhe der Einmündungen wie dem schnellen Ableiten des Wassers erhöhte Bedeutung zu.
• Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar.
• A b b. 1 und 2 zeigen einen einzügigen Dampferzeuger in lotrechtem Längs- und Querschnitt und A b b. 3 einen mehrzügigen Dampferzeuger in lotrechtem Längsschnitt.
• Bei dem einzügigen Dampferzeuger besteht die Berührungsheizfläche aus den Rohrgruppen 1 und 2. Die schräg durch den Gaszug verlaufenden Rohre dieser Rohrgruppen gehen von den senkrechten Verteilern 3 und 4 aus und münden in die ebenso angeordneten Rohrgruppensammler 5 und 6 ein. Die Verteiler 3 und 4 sind mit den Querverteilern 7 und 8 verbunden, die beide an die Fallrohre 9 angeschlossen sind. Die Trommel 15 steht auf zwei Fallrohren 9, die von jedem Trommelende ausgehen.
• Die Rohrgruppensammler 5 und 6 werden getrennt für sich in den Quersammler 10 geführt. Der Quersammler 10 ist durch unbeheizte Rücklaufrohre 11, die an seinem unteren Scheitel angeschlossen sind, mit den unteren Längsverteilern 12 für die stark beheizten Seitenwandrohre 13 verbunden, so daß das sich im Sammler 10 ansammelnde Wasser sofort abgeleitet wird. Hierdurch wird eine etwaige Rückzirkulation in einzelnen Rohren der Rohrgruppen 1 und 2 vermieden. Die Sammelrohre 6 der Rohrgruppen 2 münden oberhalb der Rohrgruppensammler 5 in den Quersammler 10 ein. Da die Rohrgruppe 2 den kleineren Auftrieb hat und daher in dieser Rohrgruppe eher eine Rückzirkulation möglich ist, wird eine solche durch diese Maßnahme weiter erschwert. Von dem Quersammler 10 führen t:berströmrohre 14 zur Dampftrommel 15, die den Strömungs- und Abscheidevorgang in dem Quersammler 10 wesentlich verbessern. Die Seitenwandrohre 13 münden in die oberen Längssammler 16, die zweckmäßig auch mit dem Quersammler 10 verbunden sind. Um den Rücklauf in den unbeheizten Rücklaufrohren 11 zu unterstützen, ist es vorteilhaft, den Quersammler 10 annähernd in Höhe des Wasserstandes zu legen.
• Die Querverteiler 7 und 8 liegen unterhalb und quer zu den angeschlossenen Rohrgruppen. Durch den Zufluß von unten und die Ableitung des Gemisches nach oben werden ungefähr gleich lange Strömungswege durch die Rohrgruppe erreicht.
• Die Rohrgruppe 1 weist eine geringere Zahl von Rohrreihen auf als die weniger stark beheizte Rohrgruppe 2. Zwischen beiden Rohrgruppen ist ein Überhitzer 1-7 angeordnet.
• Der Dampferzeuger nach A b b. 1 und 2 ist für Ölfeuerung gedacht; jede andere Feuerung ist jedoch möglich. Die Rückwand 18 ist in dem Beispiel nicht von Rohren verkleidet. Man kann aber auch hier Rohre anordnen, die ebenfalls in die senkrechten Rohrgruppensammler 5 münden können oder eine eigene Ableitung haben. Bei dem Beispiel nach A b b. 3 sind die Rohrgruppen 1 und 2 in dem Abwärtszug 19 hinter dem Überhitzer 20 untergebracht. Bei einer solchen Ausführungsform ist die Anordnung gemäß der Erfindung von besonderer Bedeutung, weil die obersten Rohre, die die geringste Auftriebshöhe haben, den heißesten Gasen ausgesetzt sind.
• Die Arbeitsweise des Kessels nach A b b. 3 ist folgende: Von der Trommel 15 fällt das Wasser durch die Fallrohre 9 zu den unteren Längsverteilern 12 der Seitenwandrohre 13, dem Querverteiler 21 der Vorderwandrohre 22 und dem Querverteiler 23 der Rückwandrohre 24, die sämtlich stark beheizt sind. In dem Längssammler 25 und dem Quersammler 26 wird das Dampf-Wasser-Gemisch gesammelt und zur Trommel 15 übergeleitet, wofür noch überströmrohre 27 vorgesehen sind.
• Die Feuergase treten durch die oben auseinandergebogenen Rohre 24 aus dem Feuerraum aus und durchströmen dann den überhitzer 20. Im Abwärtszug 19 sind die Rohrgruppen 1 und 2 angeordnet. Ihnen wird das Wasser durch die Querverteiler 7 und 8 zugeteilt. Die Querverteiler 7 und 8 sind an Rücklaufrohre 28 angeschlossen. Von jeder Rohrgruppe 1 und 2 wird das Dampf-Wasser-Gemisch getrennt in den Quersammler 10 eingeleitet. Der Quersammler 10 steht durch den Sammler 25 bzw. dessen Verlängerung sowohl mit den Rücklaufrohren 28 wie mit der Dampfabscheidetrommel 15 in Verbindung. Außerdem sind noch weitere Rücklaufrohre 11 vorgesehen, die unmittelbar vom Sammler 10 zu den Verteilern der stark beheizten Rohrgruppen führen.
• Die Rohrgruppensammler 6 der schwächer beheizten Rohrgruppe 2 münden auch in diesem Fall oberhalb der Rohrgruppensammler 5 der stärker beheizten Rohrgruppe 1 in den Quersammler 10 ein. Dampfüberströmrohre 30 erleichtern das Abströmen des Dampfes von dem Quersammler 10.
• Die Zahl der parallel geschalteten Rohre in dir stärker beheizten Rohrgruppe 1 ist zweckmäßig kleiner als die in der schwächer beheizten Rohrgruppe 2.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Naturumlauf-Dampferzeuger mit einer Berührungsheizfläche, die aus mindestens zwei im Gaszug schräg- und im Rauchgasstrom hintereinanderliegend angeordneten Rohrgruppen besteht, deren einzelne Rohre parallel zueinander liegen und im Kühlmittelkreislauf parallel geschaltet sind und welche jeweils von eigenen lotrechten oder annähernd lotrechten Verteilern ausgehen und in ebenso angeordnete Sammler einmünden, wobei die Rohrgruppen getrennt für sich an einem oberhalb der Rohrgruppen quer zu diesen liegenden Zwischensammler angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündungen der Rohrgruppensammler (5, 6) in den Zwischensammler (10) für die schwächer beheizten Rohrgruppen (2) höher liegen als die Einmündungen der stärker beheizten Rohrgruppen (1), wobei der Zwischensammler (10) mit Verteilern (12) für beheizte Rohrgruppen (13) durch unbeheizte, am unteren Scheitel des Zwischensammlers (10) angeschlossene Rücklaufrohre (11) verbunden ist.
2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler (7, 8) der einzelnen Rohrgruppen (1, 2) quer zu diesen liegen und an unbeheizten Fall- (9) oder Rücklaufrohren (28) tiefer als die jeweiligen Rohrgruppen angeschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 438 278; USA.-Patentschrift Nr. 1580 776.