-
Dampferzeuger, insbesondere Abhitzekessel, mit einem druckfesten,
zylindrischen Mantel Die Erfindung bezieht sich auf Dampferzeuger, insbesondere
Abhitzekessel, mit einem druckfesten, zylindrischen Mantel und mit innerhalb des
Mantels in einem Raum von viereckigem Querschnitt angeordneten, aus Rohrschlangen
mit im wesentlichen in lotrechten Ebenen liegenden Windungen gebildeten, einzelnen
Heizflächengruppen, welche zusammen mit der Mantelinnenwand nicht unter Arbeitsmitteldruck
stehende, segmentförmige Räume begrenzen.
-
Es ist bekannt, bei Überdruck der Rauchgase den äußeren Mantel zylindrisch
auszubilden und die Heizfläche dieser Form dadurch anzupassen, daß man die einzelnen
Rohrlagen spiralförmig gebogen hat. Bei großen Gasmengen weist diese Bauform erhebliche
Nachteile auf, da die Spiralform der Rohre mit zunehmendem Durchmesser immer schwieriger
herzustellen ist und außerdem die Unterschiede in der Wärmeaufnahme in den einzelnen
im Gasstrom hintereinanderliegenden Spiralen auch dann nicht mehr ausgeglichen werden
können, wenn die Zuteilung der entsprechenden Wassermenge über Drosselorgane am
Rohranfang erfolgt.
-
Es ist auch bekannt, Rohrleitungen für die Zu-und Ableitung des Arbeitsmittels
zu und von Heizflächengruppen, die in Spiralform gewunden sind, in teilweise innerhalb
eines Mantels und außerhalb der Heizflächen gelegenen, im wesentlichen sich über
die Länge des Mantels erstreckenden Räumen anzuordnen und diese Leitungen als Träger
für ungekühlte, mit ihnen verschweißte Profileisen zu benutzen, die als Auflager
für die Heizflächen dienen. An den Zu- und Ableitungen sind die Mantelbleche befestigt.
Die Zu- und Ableitungen, die an diesen befestigten Profileisen und die Mantelbleche
unterliegen jeweils verschiedenen Dehnungen.
-
Weiter ist bekannt, die Heizflächenrohre als im Gasstrom nebeneinanderliegende
Rohrschlangen mit lotrechter Windungsebene anzuordnen, so daß die Heizfläche innerhalb
des zylindrischen Mantels einen viereckigen Querschnitt ausfüllt. Hierbei entstehen
zwischen dem von Heizflächen eingenommenen Raum und dem zylindrischen Mantel freie,
im Querschnitt segmentförmige Räume. Es wurde ein Abhitzekessel gemäß der obigen
Gattung bekannt, bei dem die Heizflächenrohre in gegenüberliegenden Blechwänden
mit ihren Umkehrbogen gehalten sind, wobei senkrecht dazu stehende und mit den erstgenannten
verbundene Blechwände an den Verteilern und Sammlern der Heizflächengruppen abgestützt
sind. Die Verteiler und Sammler sind hierbei durch den Zylindermantel geführt. Bei
bekannten Dampferzeugern mit einem zylindrischen Mantel bestehen Verbindungen zwischen
den beheizten, das Arbeitsmittel führenden Teilen und dem Mantel, wodurch auf Grund
deren unterschiedlicher Dehnung Schwierigkeiten entstehen. Ferner erschweren diese
Verbindungen den Ein- und Ausbau von Heizflächen. Ein weiterer Nachteil bekannter
Dampferzeuger liegt darin, daß für die Zu-und Ableitungen zu und von den Heizflächen
eine Vielzahl von Manteldurchbrechungen notwendig sind, die nicht nur den Mantel
schwächen, sondern auch besonderer Maßnahmen zur Abdichtung bedürfen.
-
Bei einem weiteren bekannten Dampferzeuger dient ein zylindrischer
Mantel der Abstützung der Dampfabscheidetrommel.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger zu schaffen,
bei dem die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten nicht auftreten. Es wird
angestrebt, die bisher ungenutzten, freien, segmentförmigen Räume zu nutzen, eine
voneinander unabhängige Dehnungsmöglichkeit für den Mantel und das Rohrsystem zu
schaffen, einen einfachen Ein- und Ausbau des Rohrsystems zu ermöglichen, mit einer
möglichst geringen Zahl von Manteldurchbrechungen auszukommen und die Vornahme kleinerer
Reparaturen bzw. Reinigungsarbeiten ohne Ausbau der Heizflächen zu ermöglichen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird für einen Dampferzeuger der eingangs
genannten Gattung vorgeschlagen, daß die Rohrleitungen für die Zu- und Ableitung
des Arbeitsmittels zu und von einer Dampftrommel und'oder den Heizflächengruppen
in diesen segmentförmigen Räumen angeordnet und als Träger für die Heizflächen in
der Weise ausgebildet sind, daß Mantel und Rohrleitungen sich unabhängig voneinander
dehnen können.
Demgemäß bestehen bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten
Dampferzeuger keine Verbindungen zwischen beheizten Rohrteilen und dem Mantel, so
daß eine voneinander unabhängige Dehnungsmöglichkeit besteht. Ferner können so die
Blechschüsse des Mantels in einfacher Weise abgenommen werden, was eine Reinigung
oder Reparatur der Heizflächen wesentlich erleichtert.
-
Die Rohre der Heizflächengruppen können sich unmittelbar gegen Verteiler
und Sammler abstützen, die mit den Zu- und.!oder Ableitungen verbunden sind. Damit
können ungekühlte Trageinrichtungen vermieden werden und die Trageinrichtungen sind
vom Mantel unabhängig. Um ein Umströmen der Heizflächen von den Gasen durch die
freien, segmentförmigen Räume zu vermeiden, werden in diesen an sich bekannte Gasablenkbleche
angeordnet, die entweder an dem zylindrischen Mantel oder an den Rohrleitungen für
die Zu- und Ableitung des Arbeitsmittels befestigt sind. Der zylindrische Mantel
kann als Traggerüst für die Trommel dienen, an der dann die Heizflächen hängend
angeordnet werden.
-
Der Erfindungsgegenstand ist an Ausführungsbeispielen erläutert. In
diesen zeigt F i g. 1 einen Abhitzekessel für Naturumlauf in einem lotrechten Schnitt,
F i g. 2 einen waagerechten Schnitt nach Linie II-II in F i g. 1 und F i g. 3 einen
lotrechten Schnitt nach Linie 111-11I in F i g. 1; F i g. 4 ist ein lotrechter Schnitt
durch einen Abhitzekessel für Zwangumlauf, F i g. 5 ein waagerechter Schnitt nach
Linie V-V in F i g. 4 und F i g. 6 ein lotrechter Schnitt nach Linie VI-VI in Fig.4.
-
Der Abhitzekessel ist von einem zylindrischen Mantell umgeben. Die
Berührungsheizfläche besteht aus den drei Verdampferbündeln 2, 3 und 4. Die Verdampferrohre
jedes Bündels gehen von den Verteiler n5 aus und münden in die Sammler 6 ein. Die
Rohre selbst sind mit in lotrechten Ebenen liegenden Windungen schlangenförmig gebogen,
wobei die einzelnen Windungen leicht ansteigen. Die Heizflächen füllen innerhalb
des zylindrischen Mantels einen rechteckigen Querschnitt aus (F i g. 2). Es verbleiben
zwischen den Heizflächen und dem zylindrischen Mantel die Räume 7 und 8 mit segmentförmigem
Querschnitt. In den Räumen 7 sind die beiden Fallrohre 9 und die beiden Dampf-Wassergemischableitungsrohre
10 angeordnet, die am oberen Ende in die Trommelll einmünden. Am unteren Ende sind
die Fallrohre durch ein waagerechtes Rohr 13 miteinander verbunden, so daß die Fallrohre
und Ableitungsrohre einen U-förmigen Rahmen bilden, der an der Trommel
11 hängt. Die Verteiler 5 sind mit den Fallrohren 9 und die Sammler 6 mit
den Ableitungsrohren 10 verbunden. Das gesamte beheizte Rohrsystem wird von den
beiden U-förmigen Rahmen getragen, die aus den Fallrohren 9 und den Ableitungsrohren
10 gebildet sind. Die Trommel l ist auf dem starkwandigen, zylindrischen
Mantel 1 abgestützt. Zu diesem Zweck sind auf der Haube 14 Konsolen 15 angeschweißt,
auf denen die Trommel 11 mit den Pratzen 16 ruht. Diese Ausbildung des Abhitzekessels
gibt die Möglichkeit, daß sich der zylindrische Mantel und das beheizte Rohrsystem
unabhängig voneinander dehnen können. Die Abgase treten durch den unteren Stutzen
17 in Pfeilrichtung in den Kessel ein und durch den oberen Stutzen 18 wieder
aus. Um zu verhindern, daß der erzeugte Dampf den Wasserinhalt der Trommel
11
durchdringen muß, ist auf den Ableitungsrohren 10 innerhalb derTrommel
11 ein Aufsatz 19 angebracht, der das Dampf-Wassergemisch bis oberhalb
des Wasserspiegels führt. Damit die Abgase die Heizflächen nicht durch die segmentförmigen
Räume 7 und 8 umgehen, sind diese mit einer Reihe von Gasablenkblechen 20 versehen.
Diese Bleche sind in den Räumen 8 unmittelbar an dem zylindrischen Mantel 1 befestigt,
in den Räumen 7 jedoch an den Fallrohren 9 und Ableitungsrohren 10. Nach
Lösen der Haube 14
kann mit der Trommel 11 die ganze Heizfläche nach oben
ausgebaut werden.
-
Im Beispiel der F i g. 4 bis 6 sind die Trommel und die Umwälzeinrichtung
des Zwangumlaufdampferzeugers nicht dargestellt. Sie können getrennt vom Kessel
aufgestellt werden.
-
Die Heizfläche des Kessels besteht aus dem überhitzerbündel21 und
den beiden Verdampferbündeln 22 und 23. Die überhitzer- und Verdampferrohre bestehen
aus gleich langen Rohren, die ebenfalls schlangenförmig mit lotrechter Windungsrichtung
gebogen sind. Sie nehmen innerhalb des den Kessel umgebenden zylindrischen Mantels
1 einen im Querschnitt viereckigen Raum ein, so daß wieder zwischen den Heizflächenbündeln
und dem Mantel freie, im Querschnitt segmentförmige Räume 7 und 8 verbleiben. In
den Räumen 7' sind die Zu- und Ableitungen des Arbeitsmittels zu und von den Heizflächen
untergebracht. Das Umwälzwasser wird in die Druckleitung 24 gedrückt. Von
dieser Leitung gehen die Wasserverteiler 25 und 26 für die Verdampferbündel 22 und
23 aus. Sie sind dann mit einer Abbiegung waagerecht in den Raum 8' verlegt. In
ähnlicher Weise sind die ebenfalls im Raum 8' liegenden Sammler 27 und 28 mit der
im Raum 7" liegenden Dampf-Wassergemischableitung 29 verbunden. Auch die Anschlüsse
für die Überhitzerrohre sind ähnlich ausgebildet, jedoch liegen der Verteiler
30 und Sammler 31 in dem gegenüberliegenden Raum 8". Die Sattdampfleitung
besteht aus dem senkrechten Rohrstück 32 in Raum 7', das am oberen Ende durch ein
waagerechtes Rohrstück 33 (F i g. 6) mit dem senkrechten Rohrstück 34 in Raum 7"
verbunden ist. Von diesem Rohrstück 34 geht der Verteiler 30 ab. Unmittelbar hinter
dem Verteiler ist das Rohrstück 34 durch eine eingeschweißte Scheibe 35 unterbrochen.
Der untere Teil 36 steht mit dem Heißdampfsammler 31 in Verbindung und dient als
Heißdampfableitung. Durch diese Anordnung der Zu- und Ableitungen zum Verdampfer
und überhitzer ist es möglich, sie als Träger für die Heizflächen auszubilden. Zu
diesem Zweck sind zwischen Rohrteilen 24 und 29 einerseits und den Rohren 32 und
34 andererseits T-Eisen 37 verlegt, auf denen die Heizflächenbündel gelagert sind.
Das aus den genannten Rohren gebildete Traggerüst ist außerhalb des zylindrischen
Mantels 1 auf dem Fundament 38 abgestützt. Hierdurch wird auch in diesem Fall erreicht,
daß sich der zylindrische Mantel und das unter Druck stehende Rohrsystem unabhängig
voneinander dehnen können. Gasablenkbleche 20 sorgen auch in diesem Fall
dafür, daß die Rauchgase die Rohrbündel nicht umgehen können. Diese Bleche sind
an dem Mantel oder an dem Rohrsystem befestigt. Die Rauchgase treten durch den
unteren
Stutzen 39 ein und durch den oberen Stutzen 40 aus.