DE1264450B

DE1264450B - Trommelloser Naturumlaufdampferzeuger

Info

Publication number: DE1264450B
Application number: DE1961ST017303
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Stipernitz
Original assignee: FRANZ STIPERNITZ DR ING
Current assignee: FRANZ STIPERNITZ DR ING
Priority date: 1961-01-02
Filing date: 1961-01-02
Publication date: 1968-03-28

Description

Trommelloser Naturumlaufdampferzeuger Die Erfindung betrifft einen trommellosen Naturumlaufdampferzeuger mit Einrichtungen zur Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches in mehreren Stufen, wobei das abgetrennte Wasser über eine als Fallrohr ausgebildete Flasche den Heizflächen wieder zugeführt wird.
Bei bekannten trommellosen Umlaufkesseln erfolgt die Gemischtrennung in mehreren Abscheidestufen, wobei die in der letzten unmittelbar vor der Dampfentnahme angeordneten Abscheidestufe (Endabscheider) der vom Dampf noch mitgeführte Wasserstaub ausgeschieden wird. Endabscheider mit einem gleich guten Abscheidegrad wie der große Dampfraum einer Trommel arbeiten mit großen Dampfgeschwindigkeiten. Sie haben zwar kleine Abmessungen, verursachen jedoch einen hohen Druckabfall. Damit das darin abgeschiedene Wasser gegen den auf dem Wasserspiegel des Dampferzeugers lastenden Druck zurückfließen kann, werden sie um die dem Druckabfall entsprechende geodätische Höhe oberhalb des Wasserspiegels des Dampferzeugers angeordnet. Dies bedingt bei den bekannten trommellosen Dampferzeugern hochgesetzte, druckfeste Gehäuse für den Endabscheider.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit natürlichem Umlauf arbeitenden trommellosen Dampferzeuger zu schaffen, bei dem sämtliche zur Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches dienenden Abscheideeinrichtungen im Druckraum des eigentlichen Dampferzeugers untergebracht sind.
Die Erfindung ermöglicht es, den Endabscheider in der Ebene des Wasserspiegels anzuordnen, dadurch, daß das abgeschiedene Wasser unter den Wasserspiegel der in einem Fallrohr fließenden Wassersäule eingeführt wird. Dadurch kann der Druckabfall im Endabscheider mit der Geschwindigkeitshöhe im Fallrohr kompensiert und der Endabscheider als druckloser Körper mit kleinen Abmessungen im Druckraum .des trommellosen Dampferzeugers untergebracht werden. Dies wirkt sich als Verringerung der Herstellungskosten des Dampferzeugers aus und erniedrigt die Bauhöhe desselben.
In der Zeichnung zeigt F i g.1 den Aufriß eines trommellosen Naturumlaufkessels mit einer Brennkammer in Ansicht und einer als Fallrohr wirkenden Flasche im Schnitt, F i g. 2 den Grundrißschnitt nach I-I der F i g.1. Das durch den Stutzen 1 in den Verteiler 2 eintretende Umlaufwasser durchströmt die parallelen Rohrschlangen 6 der Brennkammer und gelangt als Dampf-Wasser-Gemisch in den Sammler 4. Eine Vorabscheidung des Dampfes kann bereits im Sammler 4 erfolgen, wobei der abgeschiedene Dampf über die Rohre 9, den Sammler 10 und durch den tangentialen Stutzen 5' zu der als Fallrohr wirkenden Flasche 7 geführt wird. Mit der Eigengeschwindigkeit des Dampf-Wasser-Gemisches wird durch die tangentialen Anschlußstutzen 5 bzw. 5' der Sammler 4 bzw. 10 an die Flasche 7 eine Schleuderwirkung erreicht, die das Wasser an die Innenwand der Flasche 7 drückt, von wo es in einer kreisenden Bewegung nach unten gelangt, während der Dampf nach oben steigt. Aus dem in der Flasche 7 sich ausbildenden Wasserspiegel treten im Gegensatz zum Dampfraum der bekannten Naturumlaufdampferzeuger keine Dampfblasen aus. Um eine zusätzliche Trocknung des Dampfes zu erreichen, kann in der Flasche 7 ein Abscheider 14 als Endabscheider vorgesehen werden, von dem das abgeschiedene Wasser unter den Wasserspiegel der Flasche 7 zurückgeführt wird. In den Wasserraum der Flasche 7 kann ferner eine Düse 11 eingebaut werden, in der das durch das Rohr 8 eintretende Speisewasser als Treibmittel der Druck des Wassers unterhalb der Düse 11 erhöht und der Wasserumlauf in den Heizflächen, die über das Rohr 1 und den Verteiler 2 an die Flasche 7 angeschlossen sind, verstärkt wird. In der Nähe des Bodens der Flasche 7 ist das Abschlämm- oder Dauerentsalzungsventil 12 angeschlossen. Die Beheizung erfolgt mittels des öl- oder Gasbrenners 13. Für die Verfeuerung fester Brennstoffe kann unterhalb des Verteilers 2 ein Rost vorgesehen werden.
Der Abscheider 14 kann beliebiger Bauart sein und mit hohen Dampfgeschwindigkeiten arbeiten. In jedem Fall ist der Druck innerhalb von 14 niedriger als außerhalb in der Flasche 7. Andererseits wird aber auch der Druck an der unterhalb des Wasserspiegels von 7 liegenden Einmündungsstelle der aus 14 abfließenden Wassersäule um die dortige Geschwindigkeitshöhe des in 7 fließenden Umlaufwassers verringert. Das in 14 abgeschiedene Wasser bildet mit dem Umlaufwasser eine zusammenhängende Säule, deren Höhe von der Differenz - Druckabfall in 14 minus Geschwindigkeitshöhe in 7 -abhängt. Ist beispielsweise bei der üblichen Wassergeschwindigkeit im Fallrohr von 2 m/s die Geschwindigkeitshöhe rund 0,2 m WS so würde, wenn der Druckabfall in 14 gleich hoch ist, der -Spiegel des aus 14 ablaufenden Wassers auf gleicher Höhe stehen wie der Wasserspiegel in 7. Mit der Düse 11 kann die Geschwindigkeitshöhe im Fallrohr beträchtlich erhöht werden. Mit einem lichten Durchmesser der Düse gleich dem halben Fallrohrdurchmesser würde die Geschwindigkeitshöhe in der Düse bereits das 16fache, das ist 3,2 m WS, erreichen, entsprechend 0,3 bis 0,2 at bei dem zugehörigen Sattdampfdruck. Es ist dabei belanglos, wie tief die Einmündungsstelle des in 14 abgeschiedenen Wassers unterhalb des Wasserspiegels in 7 liegt bzw. die Düse 11, in die das abgeschiedene Wasser eingeführt wird, angeordnet ist. Die Wirkung der Düse 11 kann noch mit dem durch das Rohr 8 eintretenden Speisewasser verstärkt werden, was besonders bei Dampferzeugern mit kleiner Wasserumlaufgeschwindigkeit, z. B. Höchstdruckdampferzeugern, vorteilhaft ist. Da bei einem Naturumlaufkessel mit der Dampfleistung auch die Geschwindigkeit des Umlaufwassers zunimmt, kann der Druckabfall im Endabscheider 14 bei allen Kesselleistungen durch die Geschwindigkeitshöhe des Umlaufwassers kompensiert und der Endabscheider mit seinen kleinen Abmessungen in der Ebene des Wasserspiegels und innerhalb des Druckraumes des trommellosen Dampferzeugers untergebracht werden.

Claims

Patentansprüche: 1. TrommelloserNaturumlaufdampferzeuger mit Einrichtungen zur Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches in mehreren Stufen, wobei das abgetrennte Wasser über eine als Fallrohr ausgebildete Flasche (7) den Heizflächen wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem als letzte Stufe wirkenden Abscheider abgeschiedene Wasser unter den Wasserspiegel der Flasche (7) eingeführt wird.
2. Trommelloser Naturumlaufdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Wasserspiegels der Flasche (7) eine Düse (11) zur örtlichen Erhöhung der Wassergeschwindigkeit vorgesehen ist.
3. Trommelloser Naturumlaufdampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in vorhergehender Stufe die Abscheidung des Dampfes aus dem Dampf-Wasser-Gemisch durch tangential am Umfang der Flasche (7) angeordnete Stutzen (5, 5') erfolgt.
4. Trommelloser Naturumlaufdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorabscheidung des Dampfes an den Gemischsammler (4) ein zweiter, darüberliegender Sammler (10) angeschlossen ist, der ebenfalls über tangentiale Stutzen (5) mit der Flasche (7) verbunden ist.
5. Trommelloser Naturumlaufdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einführung des Speisewassers in die Düse (11) der Flasche (7) als Treibmittel der Druck des Wassers unterhalb der Düse (11) erhöht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 763 235; britische Patentschrift Nr. 642 157; französische Patentschrift Nr. 793 483.