DE1401928A1 - Gekuehlter Brenner - Google Patents

Description

L* C STEINMÖLLER GUMMERSBACH

^{G- n}' ^b' ^H' TELEFON 2851 UND MASCHINENFABRIK ~'Tj

Ht/ Ley Patent- und Gebrauchsmuster Hilfsancieldung

"Gekühlter Brenner"

Die Erfindung betrifft einen gekühlten Brenner mit an den Kesselkreislauf angeschlossenem Kühlsystem. Derartige Brenner werden entweder als Flaehbrenner oder als Rundbrenner ausgebildet und in der Regel mit den dazugehörigen Zweitluftdüsen so abgestimmt, daß sie sowohl in ihren Teilen als auch als Ganzes ein- und ausgebaut werden können. Da die Srenneroündungen der Wärmeeinstrahlung aus der SchmelzkaraEier unterworfen sind, was bei Teillasten bei den abgeschalteten Brennern häufig zuk Abschmoren der Mündungen führt, hat man die Brennerwandungon an diesen Stellen aus hochfeuerfesteni Stahl hergestellt. Diese bauart ist teuer und hat sich trotzden auf die Dauer als nicht widerstandsfähig genug erwiesen. Verwerfungen zeigen sich, und diese beeinflussen die Strömung und Hengenverteilung.

Man hat auch schon versucht, die Brenner durch Kühlluft zu kühlen, die durch doppelte Wandungen der Brennerteile eingeblasen wurde. Die Kühlung cit Kühlluft reicht indessen nicht aus, um die 3renner- !»ündungen wirksam zu kühlen. Dazu koi?.;mt, daC* bei Teillasten die außer Betrieb befindlichen Brenner nit Luft gekühlt werden nüssen, Diese Luft wird aber den noch in Tätigkeit befindlichen Brennern entzogen, so daß diese nit Luftriangel arbeiten und eine reduzierende Flamme liefern, die die Rohrwände des Feuerraunes angreift.

Man ist deshalb dazu übergegangen, die Brennermündungen mit von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Eohren auszustatten. Die Kühlrohre sind dabei entweder als Verdanpferrohre oder als Vorwärrierrohre ausgebildet und in beliebiger Form an den Kesselirreislauf angeschlossen. Die Wandungen der Brennorteile werden u.a. r.it schraubenförmig aufgewickelten KUhlrohren gekühlt, Uan kann auch die Begrenzungswand dor einzelnen Luft- oder Brennstaubluftstrahlon vorher enden lassen, so äa.9- die Kühlrohrwindungen allein die eigentliche Mündung bilden.

Schwierigkeiten rächte bei all diesen Konstruktionen der Aus- und Einbau der Erennerteile. Die beira Ausbau zurückbleiben?en

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Rohrwindungen sollen einerseits sich möglichst dicht an die Wandungen anlegen, bzw, wenn sie die Fortsetzung der Wandungen bilden, sich genau an deren Ende anschließen, andererseits aber den Aus- und Einbau der übrigen Teile nicht behindern. Dazu kommt als weitere Forderung, daß die Kühlrohre und deren Zu- und Abflußleitungen nicht dem Kohlenstaubstrahl ausgesetzt werden dürfen, da sie sonst durch Erosion zerstört werden wurden.

Nach der Erfindung werden die Kühlrohre einschließlich ihrer Zu- und Abflußleitungen mit der 3rennerkonstruktion fest verbunden, so daß die Brehnerteile nit dem zu ihnen gehörenden Kühlsystem nach Lösen der Verbindungsleitungen als Ganzes ein- und ausgebaut werden können.

Um eine frühzeitige Zerstörung der Zu- und Abflußrohre durch vorbeiströiaenden Kohlenstaub zu vermeiden, werden diese Rohre nach einem weiteren Gedanken der Erfindung durch die Luftkanäle des Brenners geführt.

Die Kühlrohre können so gewickelt sein, daß sie sich innen oder außen an die V/and des Zuflußkanals anlegen, oder daß sie eine Verlängerung dieser Wand bildend, sich nach der Feuerrauaseite zu an das Ende der Wand anschließen.

Im ersten Fall werden die Kühlrohrwicklungen imner an der Seite der Wand untergebracht, die den Luftstrom ausgesetzt ist. Bei einem Brenner rait Kernluftstrahl, einem Ringstrahl aus Brenn-Staub-Luft-Gemisch und einem Mantelluftstrahl wird demzufolge die den Kernluftstrora begrenzende '7and gekühlt durch innen an der Wand anliegende Kühlrohrwindüngen - die somit dem Kernluftstrahl ausgesetzt sind - während die Außenwand der Ringdüse für den Brennstoff staub-Luftstrahl außen mit Kühlrohrwindungen umwickelt ist, und die äußere Wand des Kanals für den Mantelluftstrahl wieder innen eine Wicklung von Kühlrohren aufweist. Durch diese Anordnung sind die Kühlrohrwindungen nur dem reiaan Luftstrom ausgesetzt.

Um die Wirbelbildungen in dem Luftstrahl herabzusetzen, werden zweckmäßig nach der Einlaufseite zu Führungsbleehe angeordnet, die die erste Rohrwandung überdecken. Man kann auch die Führungsbleche bis zur Düsenmündung führen und dadurch die Rohrwindungen vollständig zwischen Wandung und Führungsblech anschließen,, In zweiten Fall werden entweder die den Ringstrahl begrenzenden Wände bis zur Mündung fortgesetzt und decken dadurch die Rohre gegenüber

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dem Brennstaubluftstrahl ab, oder die Zwischenräume zwischen den Rohrwandungen werden durch Anschweißen von Drähten abgedeckt, so daß eine annähernd gleichmäßige Oberfläche entsteht, die die 7/irbelbildung an der Y/and herabsetzt und dadurch den Angriff der. BrennstoffStaubteilchen auf die druckführenden Teile behindert.

Die Zu- und Abflußrohre werden teils an der Wand des Kernluftkanals teils an der Außenwand des Mantelluftkanals nach außen geführt und dort entweder durch Flanschverbindungen oder in üblicher Weise durch Schweißverbindungen an den Kesselkreislauf angeschlossen.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, Die

Abb.l zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Flachbrenner, Abb.2 bei einem Eundbrenner.

Bei Abb. 1 ist der Brenner unterteilt in eine in der Mitte angeordnete Luftdüsc 1 und 2 Düsen für das Brennstoff-Luftgemisch 2/12. Die Luftdüso ist wiederum unterteilt in eine Kernluftdüse 11 und eine sie umgebende Ringdüse 21. Die Wandung der innen liegenden Kernluftdüse ist nit 9 und die der außen liegenden Mantelluftdüse mit 19 bezeichnet. Beide Wandungen sind nicht bis zun: Feuerraum durchgeführt, sondern vorher abgeschnitten und werden durch Kühlrohrwindungon 17 bzw. 27 ergänzt. Ura einen besseren Anschluß an die Kühlrohrwindung zu ermöglichen, sind die Rohre an ihrem unteren Ende etwas verdickt. Die Kühlflüssigkeit wird bei der Innenluftdüse durch das Rohr 8 zugeführt und durch das Rohr IS abgeführt. Aus der Abb. ist ersichtlich, daß beide Rohre durch den Kernluf titanal geführt sind. Das ganze Kühl rohrsystem ist nit der V 7/andung des Kernluftstrahls so verbunden, daß die Kernluftäüse nach Lösen der größeren Verbindungsleitungen als Ganzes mit ihrem Kühl sys ten herausgezogen oder eingebaut werden kann. DaG Zuflui?- rohr ist zwischen den Kühlsystem und den; dazugehörigen Abflußrohr 13 durch den äußeren Luftkanal geführt und mit der Außenwand dieses Kanals _o; ^A verbunden, so daß es zusammen mit diesem aus- und eingebaut werden kann. Es versteht sich von selbst, daß, wenn die Gowic'ite und die Räumlichkeiten dius zulassen, auch die ganze Luftdüse nach Lösen der entsprechenden Verbindungsleitungen ausodor eingebaut werden kann.

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3ei den Brennstoff-Luft-Düsen 2 und ±2 sind die Begrenzungswände bis zur Wand des Feuerraumes, die durch die Rohre 6 gebildet wird, durchgeführt. Die Kühlrohre 10 bzw. 20 sind in dieser; Fall von außen um. die Düsennündung gewickelt. Die Zuflußleitung zur. Sys ten 7 ist ebenso wie die dazugehörige Abflußleitung i'i an der Außenwand der Düse längs und durch clen Beiestigungsflansch 16 durchgeführt .und auf diese Veise fest nit der Düse 7 verbunden.. In der gleichen ieise werden bei der Kühlrohrwindung 2Ö das Zuflußrohr 5 und das Abflußrohr 15 an der v'/andung längs nach außen und durch den Flansch 26 hindurchgeführt. Dadurch wird erreicht, daß "auch-'* d die Mündungen "für den Brennstaubstrahl zusa;iü.;en Kit ihrer Kühlvorrichtung aus- und eingebaut werden !rönnen. Bei den Brenner nach Abb. 2 sind die Kernluftdtise iiit i, die r.it Brennstaubluftgenisch beschickte Ringdüse ;:it 2 und die Hantelluftdüse mit 3 bezeichnet, k ist ein nit Cl beschickter Brenner, der als Zünd- und als Susatzbrenner benutzt werden Knnn. Δια üer Hündung der Kernluftdüse ist an der Innenseite der /anJ. oin Eüiilrohrsysten 5 angeordnet, das zur Kühlung der Zwischenwand zwischen Kernluftkanal und Ringkanal für das Brennstoff-Luftgenisch dient. Die Zuflußleitung 15 zu dieser. Kühlrolarsyster. ist zunächst an der '.Vandung nach außen geführt. Die Kernluftcüse kann sonit nach hösov. der Vorbindungsflansche durch die Kühlrohrleitung susanner, r:it ihren Kühlrohrsysten aus- und eingebaut werden. Das Kühlrohrsysten 6 zu;.. Kühlen der Außenwand der llingdüso für ar.s 3rennstoff-Luftgenisch ist in den Rinjicanal für die Liantalluft angeordnet. Das Zuflußrohr 16 für diccos Kühlsystem ist nach c'er Außcnv/and des Mantelluftkanals und von dort nach au^&n geführt und. an der- Au^ennantel befestigt. D,".s gleiche gilt für das Abflul-rohr 2C. Das Kühl rohrsystem; für clia Außenwar:^ der l^rennstofiluf tirase wird sor.it von riu^eren Mantel dta ■L-antelluftkanals getragen. Eine weitere Kühl rohrwicklung 7 kühlt cie Außenwand des I.iantellu?t:--anals. Hier ist das Zu führungsrohr 17 parallel zu de." Rohr Ίβ ir· Außenrjantol entlang und nach außen geführt. Das Rchr ?.'] liegt bei Abb. 2 vor des Rohr 26. Hi thin uerden sowohl das Kühl rohrsystem. 6 als auch das Kühlrohrsysto?:: 7 r.it ihren Zi:- und Aoflu?i>.:itiin-":er«. von. der Außenwand dos Mantel]uft!--anaIs ^lr^-e^.

Bein Ausbau werden zunächst de VerbiniuiiKen ("er Zr- v.n-:. A!>fl;:"rohro ,rcllösi. Dm/\ }n.vn c'cr 3rcr.:KT r.ln Grir-zi.?, ■!*- -.]1,;··

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Kühlrohrsystemen herausgezogen werden. Es besteht aber auch die . Möglichkeit, zunächst den Kernluftkanal i mit seinem Kühlsystem 5 für sich auszubauen, dann den Ringkanal für das Brennstoff-Luftgenisch herauszuziehen, wobei das Ktihlrohrsystem 6 stehen bleibt und dann anschließend den Außenmantel mit der Verstellvorrichtung für die Leitbleche herauszunehmen. In beiden Fällen bleibt jedoch das Kühlrohrsystem nach Ausbau des Bnenners nicht in der Düsenöffnung stehen, so daß die Schwierigkeiten die sonst mit dem Aus- und Einbau verbunden sind, vermieden werden.

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Claims (9)

6 9. Jan. 1961 • Pa 6101 Gin.'δ 102 Patentansprüche Rt/Ley

1. Gekühlter Brenner nit an den Kesselkreislauf angeschlossenem Kühlsystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre einschl. ihrer Zu- und Abflußleitungen nit den von ihnen gekühlten bzw. an sie anschließenden Brennerteilen fest verbunden sind, so daß die einzelnen Brennerteile einschl. ihres Ktihlsystems nach Lösen der Verbindungsleitungen aus- und eingebaut werden können.

2. Gekühlter Brenner nach Anspruch 1, dadurch g!Kennzeichnet, daß der Brenner einschl. seines Kühlsystens als Ganzes nach Lösen der Verbindungsleitungen aus- und eingebaut werden kann.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu_T und Abflußrohre zu den Brennerkühlsysten nur durch ]uftführende Teile des Brenners geführt sind.

4. Aus Kernluftdüse, Ringdüse für das Brennstoff-Luftgeiaisch und Mantelluftdüse bestehender"Rundbrenner in übrigen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mundstücke der Düsen jeweils auf der Luftseite nit Kühlrohren umwickelt sind, wobei die Kühlrohre mindestens nach der Einströnseite zu durch Leitbleche abgedeckt sind.

5. Rundbrenner nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre zwischen der zu kühlenden Band einerseits und einen bis zun Ende der Düse gehenden Leitblech andererseits eingeschlossen, sind.

6. Brenner nach den vorhergehenden Ansprüchen,dadurch gekennzeich- .-net, daß der Kühlrohrteil für die Außenwand der Ringdüse an der Außenwand der Mantelluftdüse befestigt ist..

7. Schaltung für gekühlte Brenner nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Kühlrohre innerhalb der einzelnen Brenner parallel, innerhalb einer Brennergruppe jedoch so hintereinander geschaltet sind, daß ein und dieselbe Leitung bei mehreren Brennern zu verschiedenen Kühlstellen geführt ist, so daß praktisch an Ende jeder Leitung etwa die glei-

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- 7 - ehe Aufwärnung auftritt.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Kesselwasser ie Natururalauf oder Zwangunlauf, Danpftfassergeniisch bei Zwanglaufkesseln oder Speisewasser in Parallelschaltung zun Vorwärmer verwendet wird.

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