DE1244802B - Steilrohrkessel mit OElfeuerung, insbesondere Schiffskessel - Google Patents

Description

• Steilrohrkessel mit Ölfeuerung, insbesondere Schiffskessel Die Erfindung betrifft einen Steilrohrkessel mit Ölfeuerung, insbesondere Schiffskessel, mit einer Obertrommel und einer Untertrommel, die beide quer zur Brennerachse und oberhalb derselben angeordnet sind, und mit die Feuerraumwände bedeckenden, parallel verlaufenden Kühlrohren, die am unteren Ende von mindestens einem Verteiler ausgehen und parallel zueinander an den Seitenwänden schräg nach oben geführt sind und im obersten Teil dicht nebeneinanderliegend in die Obertrommel einmünden.
• Bei einem bekannten Kessel dieser Art liegt zwar die untere Trommel oberhalb der Brennerachse, sie ist jedoch an der oberen Kante der den Feuerraum begrenzenden rückwärtigen Wand, also gegenüber dem Brenner, angeordnet. Dementsprechend verlaufen die die Obertrommel mit der Untertrommel verbindenden Verdampferrohre mit einem Gefälle von der Vorderwand des Feuerraumes zur Rückwand. Für die Kühlung der Feuerraumwände sind Kühlrohre von einem unteren Verteiler ausgehend zunächst in die Ebenen der Seitenwände abgebogen, verlaufen dann im Bereich der Verdampferrohre parallel zu diesen und sind schließlich an der Vorderwand in deren Ebene abgebogen und zur Obertrommel weitergeführt. Dieser Verlauf der Kühlrohre läßt jedoch sowohl an der Vorderwand als auch an der Rückwand des Feuerraumes große Flächen unabgedeckt. A n der Vorderwand macht das wenig aus, da hier keine zu hohen Temperaturen auftreten. An der Rückwand hingegen, an der die Feuergase nach oben umgelenkt werden, muß ein besonderer Kühlkreislauf mit parallel verlaufenden Mühlrohren und einem besonderen Verteiler vorgesehen werden. Diese Anordnung und Berohrung bedingt somit nicht nur einen größeren Aufwand an Rohrmaterial und Arbeitszeit zur Herstellung der Abbiegungen und Verbindungen, sondern die Kühlrohre werden auch ungleichmäßiger belastet und somit nicht rationell ausgenutzt.
• Bekannt ist auch ein Steilrohrkessei_, bei dem die Untertrommel senkrecht über dem Ölbrenner angeordnet ist. Hierbei sind jedoch der Boden und die Rückwand des Feuerraumes von parallel_ verlaufenden Kühlrohren und die Seitenwände von je einer Rohrtafel mit besonderem Verteiler und Sammler abgedeckt. Auch mit dieser Berohrung ist also keine gleichmäßige Wärmebelastung und entsprechend rationelle Ausnutzung des Rohrmaterials erreichbar. Das Herstellen der vielen Schweißverbindungen für meist höhere Drücke bedingt dazu einen erheblichen Arbeitsaufwand.
• Schließlich ist noch ein weiterer Kessel bekannt, in dem die Untertrommel unterhalb, und zwar auf der dem Brenner gegenüberliegenden Feuerraumseite bzw. -wand liegt. Diese wird also praktisch von den Verdampferrohren gebildet. Die Seitenwände und auch die Vorderwand sind von Kühlrohren abgedeckt, die unten an einen Verteiler und oben an die Obertrommel angeschlossen sind. Die Kühlrohre der Seitenwände sind oben mit geringerer Teilung bzw. kleinerem Abstand angeordnet als unten, und die Rohre der Vorderwand sind am oberen Ende etwa horizontal abgebogen, um so die Decke des Feuerraumes zu kühlen.
• Es dürfte ohne weiteres einleuchten, daß auch bei diesem Kessel die obenerwähnten Mängel auftreten müssen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beheben und einen Kessel mit höchster Leistungskonzentration in kleinstem Raume zu schaffen, was durch günstigere Anordnung der Berührungsheizflächen und durch weitgehend gleichmäßige Belastung der Kühlflächen erreicht werden soll, um dadurch vor allem für einen Schiffskessel geringstes Gewicht bei größter Dampfleistung zu erzielen.
• Die Erfindung besteht darin, daß die Untertrommel etwa über dem Brenner angeordnet ist und daß die Kühlrohre auf den Wandflächen so verteilt sind, daß die - vom Brenner aus betrachtet - am hinteren Ende des Verteilers angeschlossenen Kühlrohre hin gebogen sind und im unteren Teil über deren ganze Breite verteilt sind, wogegen sie im oberen Teil, parallel verlaufend, nur einen Mittelstreifen abdekken, und daß die vorderen Kühlrohre zunächst die geraden bzw. schrägen Teile der Seitenwände kühlen, weiter oben jedoch ebenfalls in die Ebene der Rückwand abgebogen sind und dort die an den Mittelstreifen angrenzenden Flächen bedecken.
• Mit der Anordnung der Untertrommel etwa über dem Brenner, und zwar quer zur Brennerachse, ergibt sich zwangläufig, daß die Verdampferrohre die Dekkenbegrenzung des Feuerraumes bilden und somit Kühlflächen hierfür entfallen. Ferner wird die Stirnseite des Feuerraumes sehr klein, so daß man hier auf die Anordnung zusätzlicher Kühlflächen in den meisten Fällen verzichten kann, zumal diese Wand vom Strahlungszentrum, d. h. dem Gebiet der höchsten Temperaturen, am weitesten entfernt ist. Bei einem Kessel nach der Erfindung sind auch besondere Kühlrohre für die Seitenflächen des Feuerraumes im allgemeinen entbehrlich. Die Kühlrohre für die Seitenflächen werden bei den bekannten Anordnungen meist zu schwach beheizt. Erfindungsgemäß wird aber zufolge der Abbiegungen sowohl in die Ebene der Seitenwände und in die der Rückwand ihre Länge in eben dem Maße vergrößert, daß ihre Oberfläche zumindest annähernd die gleiche Wärmeaufnahme wie bei den mittleren Rückwandrohren ermöglicht. Gegebenenfalls kann die wärmeaufnehmende Fläche der Seitenrohre besonders in den Schrägabschnitten noch durch Stege oder Flossen vergrößert werden. Es entfallen hierbei also auch zusätzliche, die Obertrommel mit dem Sammldr verbindende Kühlrohre an den Seitenflächen. Erfindungsgemäß sind demnach an derjenigen Feuerraumfläche, wo infolge der Nähe des Strahlungszentrums und möglicherweise infolge Berührung durch vorbeiströmende Feuergase mit stärkster Aufheizung zu rechnen ist, die Kühlrohre am dichtesten gelegt, wobei ihre Länge und damit ihre Oberfläche im mittleren Bereich dieser Fläche kleiner ist als die der äußeren Rohre. Dadurch wird die Energiezufuhr zum Kühlwasser ganz erheblich vergleichmäßigt; ein Vorteil, der sich nicht zuletzt auch auf den Ausdampfprozeß in der Obertrommel günstig auswirkt, weil das aus allen Kühlrohren in diese hineinströmende Kühlwasser nahezu gleiche Geschwindigkeit hat und nachteilige Bewegungen des Obertrommelinhalts durch Querströmungen, wodurch Wasserteilchen in den Dampfraum geschleudert werden können, vermieden werden.
• Die Abbiegungen der Kühlrohre in der Rückwand können nun - je nach der Richtung des vom Brenner kommenden Feuerstrahles - auf zwei im Winkel liegenden Geraden oder auf einer Parabel angeordnet sein, wobei die Schrägabschnitte dieser Rohre zweckmäßig parallel verlaufen.
• Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 einen Steilrohrkessel im Längsschnitt durch die Mittelebene, F i g. 2 die Ansicht der die Feuerraumrückwand bedeckenden Kühlrohrwand in Blickrichtung des Pfeiles A in F i g. 1 und F i g. 3 a und 3 b Schnitte durch die Schrägabschnitte der Kühlrohre im Schnitt III-111 der F i g. 1. mit verschiedenen Ausbildungen der die Rohroberfläche vergrößernden Elemente.
• Es bedeuten: 1 die Obertrommel und 2 die Untertrommel, die über dem Ölbrenner 3 auf der Stirnseite 4 des Kessels angeordnet ist. Beide Trommeln 1 und 2 liegen quer zur Brennerachse und sind durch die als Berührungsheizflächen wirkenden Verdampferrohre (mit Steig- und Fallrohren) miteinander verbunden. In die Zwischenräume der Steigrohre des Verdampferrohrbündels ist der überhitzer 6 eingebaut.
• Die Seitenwände des Feuerraumes 7 sind mit 8, und die Rückwand ist mit 9 bezeichnet. Die Feuergase durchströmen den Feuerraum 7 und die Verdampferrohre 5 in Richtung der eingetragenen Pfeile und gelangen durch den Fuchs 10 gegebenenfalls nach Beaufschlagung eines Luvos und/oder Ecos in die Atmosphäre.
• Die Seitenwände 8 sowie die Rückwand 9 des Feuerraumes 7 sind mit Kühlrohren 11 bzw. 12 bedeckt, die von Kühlwasser durchströmt und am oberen Ende mit der Obertrommel 1 und am unteren Ende mit einem Verteiler 13 verbunden sind, dessen Achse parallel zur Achse des Brenners 3 liegt. Die am hinteren Ende des Verteilers 13 angeschlossenen Kühlrohre 12 sind zur Rückwand 9 hin gebogen und im unteren Bereich über deren ganze Breite verteilt. Weiter oben sind sie dann mit Abbiegungen von etwa 3` eng zusammengeführt und bedecken - parallel verlaufend - nur einen Mittelstreifen der Rückwand 9.
• Die am vorderen Ende des Verteilers 13 angeschlossenen Kühlrohre 11 bedecken dagegen zunächst die geraden bzw. schrägen Teile der Seitenwände 8 und sind weiter oben ebenfalls in die Ebene der Rückwand 9 abgebogen, wo sie die an den Mittelstreifen der Rohre 12 angrenzenden Flächen bedecken.
• Die Scheitelpunkte der auf der Rückwand 9 befindlichen Abbiegungen liegen bei diesem Beispiel auf Geraden x und y. Außerdem verlaufen die Schrägabschnitte 11a der die Seitenwände bedeckenden Kühlrohre parallel zu den Steigrohren des Verdampferrohrbündels 5.
• Um in allen Kühlrohren die größtmögliche Wärmeaufnahme zu erzielen, werden sie vorteilhaft zur durch die Brennerachse gehenden, senkrechten Mittelebene spiegelbildlich angeordnet. Etwaige Unterschiede können dann durch Vergrößerung der wärmeaufnehmenden Oberfläche mittels bekannter Stege oder Flossen 14' bzw. 14", wie in F i g. 3 a und 3 b gezeigt, ausgeglichen werden, wobei diese Zusatzheizflächen Zweckmäßig auf der der Außenwand benachbarten Rohrseite befestigt werden.
• Zwecks Sicherung des infolge stärkerer Aufheizung erhöhten Kühlmittelumlaufes ist der Verteiler 13 durch unbeheizte Fallrohre 15 mit der Obertrommel 1 oder mit der Untertrommel 2 verbunden. Das gesamte Kühlrohrsystem bildet somit einen eigenen Kreislauf.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Steilrohrkessel mit Ölfeuerung, insbesondere Schiffskessel, mit einer Obertrommel und einer Untertrommel, die beide quer zur Brennerachse und oberhalb derselben angeordnet sind, und mit die Feuerraumwände bedeckenden, parallel verlaufenden Kühlrohren, die am unteren Ende von mindestens einem Verteiler ausgehen und parallel zueinander an den Seitenwänden schräg nach oben geführt sind und im obersten Teil dicht nebeneinanderliegend in die Obertrommel einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß die Untertrommel (2) in an sich bekannter Weise etwa senkrecht über dem Brenner (3) angeordnet ist und daß die Kühlrohre (11, 12) auf den Wandflächen so verteilt sind, daß die - vom Brenner aus betrachtet - am hinteren Ende des Verteilers (13) angeschlossenen Kühlrohre (12) zur Rückwand (9) hin gebogen sind und im unteren Teil über deren ganze Breite verteilt sind, wogegen sie im oberen Teil, parallel verlaufend, nur einen Mittelstreifen abdecken, und daß die vorderen Kühlrohre (11) zunächst die geraden bzw. schrägen Teile der Seitenwände (8) kühlen, weiter oben jedoch ebenfalls in die Ebene der Rückwand abgebogen sind und dort die an den Mittelstreifen angrenzenden Flächen bedecken.
2. 2. Steilrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbiegungen in der Rückwandebene etwa auf zwei im Winkel liegenden Geraden (x, y) angeordnet sind.
3. 3. Steilrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbiegungen in der Rückwandebene auf einer Parabel liegen.
4. 4. Steilrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (11, 12) zur durch die Brennerachse gehenden, senkrechten Ebene spiegelbildlich angeordnet sind.
5. 5. Steilrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaufnehmende Oberfläche derjenigen Kühlrohrteile, die mit größerer Teilung angeordnet sind, durch an sich bekannte Rippen oder Flossen (14', 14") vergrößert sind. In. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 919 588; britische Patentschrift Nr. 475 393; USA.-Patentschrift Nr. 2 244 451.