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Steigrohrverteiler für Wasserrohrkessel Die Erfindung betrifft einen
Steigrohrverteiler für Wasserrohrkessel mit zwangläufiger Wasserverteilung auf mehrere
aus demselben Verteiler herausgeführte, verschieden stark beheizte Steigrohrgruppen,
in dem mindestens ein mit radialen Öffnungen versehenes Wasserverteilrohr geringeren
Durchmessers als der Verteilerinnendurchmesser angeordnet ist, an dessen Außenseite
radiale Trennbleche fest angeordnet sind, die satt an der Innenwand des Verteilers
anliegen und den Zwischenraum zwischen dem Verteiler und dem Verteilrohr in voneinander
getrennte Verteilerzonen aufteilen.
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Wasserrohrkessel mit zentral angeordneten Feuerräumen weisen normalerweise
beidseitig des Feuerraums je einen oder mehrere untere Verteiler auf, von denen
aus die Steigrohre, die die Feuerraumberohrung und die nachgeschalteten Kesselzüge
bilden, zur Obertrommel geführt sind.
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Die Steigrohre werden gemäß ihrer Anordnung und rauchgasseitigen Beaufschlagung
unterschiedlich stark beheizt, so daß die sie durchströmende und kühlende Wassermenge
verschieden groß ist. Bei stark beheizten Feuerraumsteigrohren und weniger stark
beheizten sonstigen Steigrohren, die aus denselben Verteilern zur Obertrommel geführt
sind, kann sich in den Verteilern ein so starker Sog ausbilden, daß die letztgenannten
Steigrohre nur noch ungenügend mit Wasser beaufschlagt werden.
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Um jedem Rohr die zur Kühlung erforderliche Wassermenge zuzuleiten,
werden bei bestimmten Kesselbauarten, z. B. La-Mont- und Durchlaufkesseln, in die
Eintritte zu den einzelnen Steigrohren besondere Düsen oder Blenden eingebaut, die
entsprechend der unterschiedlich starken Beheizung verschieden bemessen sind. Da
aus den Verteilern normalerweise viele Steigrohre herausgeführt werden, ergibt sich
eine Vielzahl von Einbauelementen, die infolge ihrer verhältnismäßig engen, drosselnden
Durchflußöffnungen den Nachteil aufweisen, daß sie sich bei ungenügender Wasseraufbereitung
verhältnismäßig leicht verstopfen.
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Derartige Kessel setzen deshalb immer ein ungewöhnlich gut aufbereitetes
Speisewasser voraus, für Zwanglaufkessel oder für Kessel mit Druckstufen über 50
atü eine allerdings ohnehin für den ordnungsgemäßen Kesselbetrieb erforderliche
Maßnahme. Wasserrohrkessel mit niedrigeren Druckstufen und Leistungen bis etwa 50
t pro Stunde erfordern, auch wenn sie überhitzer für Heißdampftemperaturen bis etwa
475°C aufweisen, gegenüber den vorgenannten mir eine weniger aufwendige Wasseraufbereitung.
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Es ist auch eine Anordnung zur Strömungsregelung innerhalb der Verteiler
und Sammler von Dampferzeugern mit an die Verteiler und Sammler angeschlossenen
Steig- und Fallrohren bekannt, mit der eine Homogenisierung des Arbeitsmittels im
oberen Sammler beim Übertritt aus den Steigrohren in die Fallrohre und im unteren
Verteiler beim Übertritt aus den Fallrohren in die Steigrohre erreicht werden soll.
Dabei wird in dem Verteiler das Wasser den Steigrohren nicht in genau gleicher Menge
zugeführt, sondern es steigt in denjenigen Rohren mehr Wasser auf, die stärker beheizt
sind. Es kann sich sogar in dem Verteiler ein so starker Sog bilden, daß die weniger
stark beheizten Rohre nur noch ungenügend mit Wasser beaufschlagt werden. Das soll
mit dem Verteiler nach der Erfindung vermieden werden. Jedem Rohr soll die zu seiner
der Beheizung entsprechenden Kühlung erforderliche Wassermenge zugeteilt werden.
Das soll nicht dem Zufall überlassen bleiben.
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Es ist außerdem ein Verteiler zum gleichmäßigen Aufteilen eines Flüssigkeits-,
Dampf oder Gasstromes bekannt, zu dem ein mit radialen Öffnungen versehenes Verteilrohr
geringeren Durchmessers als der Verteilerdurchmesser angeordnet ist, an dessen Außenseite
radiale Trennbleche fest angebracht sind, welche satt an der Innenwand des Verteilers
anliegen und so den Zwischenraum zwischen dem Verteiler und dem Verteilrohr in voneinander
getrennte Verteilerzonen aufteilen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den verschieden stark
beheizten Steigrohren bzw. Steigrohrgruppen die zur Kühlung erforderliche Wassermenge
zwangläufig in noch mehr dem Einzelbedarf angepaßter Weise zuzuleiten und dadurch
eine noch betriebssicherere Fahrweise des Kessels und eine noch weitergehende Wirkung
des Verteilrohres zu erreichen, so daß die sehr stark unterschiedlich beheizten
Steigrohre in allen Temperaturbereichen ein
gleichtemperiertes Wasser
in den oberen Sammler liefern.
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Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verteilerzonen
durch zusätzliche axiale Trennbleche verschieden unterteilt sind und das Verteilrohr
im Bereich der einzelnen Verteilzonen mit unterschiedlichen Bohrungsanzahlen oder
Bohrungsweiten versehen ist, so daß den einzelnen Verteilerzonen unterschiedliche
Wassermengen zuströmen.
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Hierdurch steht den weniger stark beheizten, ungenügend beaufschlagten
Steigrohren ein größerer Ansaugquerschnitt zur Verfügung als den stark beheizten,
genügend beaufschlagten Steigrohren, so daß das .Wasser den Steigrohren mengenmäßig
nicht zwanglos, sondern zwangläufig, und zwar gewollt ungleichmäßig, zugeteilt wird,
nämlich entsprechend der unterschiedlich stärkeren Beheizung der einzelnen Rohre.
Dadurch werden auch die weniger stark beheizten Rohre genügend beaufschlagt. Dieser
Erfolg ist bisher nur dadurch erreichbar gewesen, daß in die Eintritte zu den einzelnen
Steigrohren besondere Düsen oder Blenden eingebaut wurden, die entsprechend der
unterschiedlichen Beheizung verschieden bemessen werden. Der technische Fortschritt
der Erfindung besteht darin, daß diese Vielzahl von Einbauelementen durch ein Element
ersetzt wird und außerdem Einbauelemente mit engen, drosselnden Durchflußöffnungen
vermieden werden, die leicht verstopfen.
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Eventueller Kesselwasserschlamm wird sich normalerweise in der unteren
Verteilerzone unterhalb des Verteilrohres absetzen. Beim Öffnen des am Verteiler
in üblicher Weise angebauten Abschlammventils wird er dann durch die dabei auftretende
intensive Durchspülung des Verteilers und Verteilrohres aus dem Verteiler entfernt.
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Außerdem kann das Verteilrohr mit den an ihm befestigten Trennblechen,
wie bei Kesselarmaturen an sich bekannt, nach einer Stirnseite des Verteilers hin
herausgezogen werden. Dies kann z. B. dann besonders vorteilhaft sein, wenn Verteiler
oder Verteilrohr einer eventuell erforderlichen, besonders gründlichen mechanischen
Säuberung unterzogen werden müssen oder wenn besondere, nicht vorhergesehene Betriebsbedingungen
eine nachträgliche Änderung der Wasserverteilung auf die Steigrohre erfordern oder
zweckmäßig erscheinen lassen.
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Es bleibt freigestellt, die Verteilrohre in die unteren Verteiler
von Wasserrohrkesseln einzubauen, wenn letztere als Warm- oder Heißwasserkessel
mit direktem Wasserdurchlauf als Heizungskessel arbeiten sollen. Bei einer derartigen
Betriebsweise ist es wesentlich, den Gesamtdruckverlust des Kessels möglichst gering
zu halten. Das erfindungsgemäße Verteilrohr gibt die Möglichkeit, den unterschiedlich
wirksamen Kesselheizflächen, die aus einem Verteiler herausgeführt sind, die erforderlichen
verschiedenen Teilwassermengen zwangläufig zuzuleiten und dabei den für die Verteilung
des Wassers notwendigen Druckabfall in minimalen Grenzen zu halten, da auch der
Druckabfall in den Steigrohren selbst gering ist. Der Erfindungsgegenstand ist in
der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 das
Verteilrohr mit aufgebrochenem Steigrohrverteiler schaubildlich und F i g. 2 die
Abwicklung des Verteilrohres mit den aufgeschweißten Trennblechen.
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An dem. Steigrohrverteiler 1 sind Steigrohre 2 angeordnet, die zur
Obertrommel des Kessels führen. Innerhalb des aufgebrochenen Verteilers liegt das
Verteilrohr 3, das an seinem Umfang verschiedene Bohrungen 4 aufweist. An dem Verteilrohr
3 sind die Trennbleche 5 und 6 fest angeordnet. Sie sind vorzugsweise an ihm angeschweißt,
während sie andererseits nur satt an der Innenwand des Verteilers 1 anliegen. Durch
die Trennbleche 5 und 6 wird der innere Raum des Verteilers 1 in bestimmte
Verteilzonen oder Bohrungsgruppen unterteilt. Das Kesselwasser wird von einer oder
von beiden Stirnseiten des Verteilrohres zugeführt, durchströmt dessen Bohrungen
4 und gelangt in die durch die Trennbleche 5 und 6 gebildeten Verteilzonen. Es tritt
von dort in die Steigrohre 2 jeder Zone ein. Da Anzahl und Weite der Bohrungen
4 beliebig unterschiedlich sind, wird den durch die Trennbleche gebildeten
Zonen und damit den Steigrohrgruppen die entsprechende Wassermenge zwangläufig zugeteilt.
Je nach Anordnung der Trennbleche 5 und 6 können die Steigrohre 2 in beliebige Gruppen
unterteilt werden.