DE1679634C - Plattenartiger Wärmeaustauscher für einen atmosphärischen, beheizten Boiler - Google Patents

Description

1 679 654

Fig.
Fig- 1.

Fig.
Fig. 3
wurde,

Fig.
Fig- ^

3 ein Teil einer SeitenanMu wobei gewisse Bauteile wc

4 ein senkrechter Schnitt nach

. wobei das feuerfeste Matrial

de* Bn

C! 11 c

Ii α u

5 ein senkrechter Sehr
wöbe' gewisse Bauteile

6 ein Schnitt durch c
die Übergangsstelle zwischen
verladenden Verteiler und
waagerecht verlaufenden Vor

Die Figuren zeigen einen atmeten Boiler 10, der Dampf erzeuci ; mit .-:ner Vorderwand 12, dei^S·-- mit e^:iier Rückwand 14 aufwviv.. auf i-^.em Sockel B. der «ich n.- und r Rückwand in der Ι.^-...··-_; erstr. -kt. Wie in den Fig. 3 n-, unt-:^r-·: Teil des Gehäuses Π -inane- -inet sowie eine Anzahl <,■■ tun_r' -Λ Abstand stehende·· :■!.: tau- lementen 16,116, \\x-x\V> <^:. Ka!·. ■ -.sser-Einlaßrohrl7 ;■-; !■·: hau- und mit einem Heii.Kv.-·
18 oberen Teil des C, . j stei" ■ Das Kaltwasser-Eini.^¹:
Soi.· B und wird am uni; ;v,
der .ickwand 12,14 de-. Γ".··
rcn·: ^;as Heißwasser-Dami:: ,'■-.;■. Wäi etauschelementen ab'je'--'.M,-die .' ßenendendesHeiQwas>_T-'. 18 ^; :» in den an der Vorder- :ü;J Gei. - ses vorgesehenen Abik-.:'s.n befi, -:n. Am Heißwasser-D.ininf

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x'.'.hi auf dem .τ W.rder- und '.'..■!■-■-ügt. wäh· ■'■■■ ΊΗ \on den :'.!. derart, daß >f-Aiislaßrohres Hückwand des i Ma und 14 a !aßrohr 18 sind rrgesehen. zu ersehen ist,

ein ^;er mehrere Dampfaus! ^;.v,c 18

\- j am besten aus der F-' i c. : we: jedes plattenartige Wlimietauschelement 16 eir.L senkrecht verlaufenden Einlaß-Verteiler 19 und ein, ■ senkrecht verlaufenden Auslaß-Verteiler 20 auf. Dc- Kaltwass,er-Einlaßrohr 17 ist an den entgegengesitzten Seiten in Längsabstanden mit öffnungen 17.··; und 17 b versehen, während das Heißwasser-Dn · pr-Auslaßrohrl8 an den entgegengesetzten Seiten m Längsabständen mit den öffnungen 18 a und 18 0 versehen ist. Die öffnungen 17 a und 18 a sind in tier Längsrichtung gegen die öffnungen 17 ft und 18;b versetzt angeordnet, wobei die öffnungen 17 α und 18 ft sowie die öffnungen 17 ft und 18 a je in einer gemeinsamen senkrechten Ebene gelegen sind, wie unten noch ausführlicher beschrieben werden wird.

Die Einlaß-Verteiler 19 eines jeden plattenartigen Wärmetauschelementes 16 befinden sich an der einen Seite der Rohre 17 und 18, während die Avisständen mit einander gleichen Öffnungen versehen. wie in der F i g. 7 dargestellt. Nach dieser Figur geht von dem senkrecht verlaufenden Einlaß-Verteiler 19 rechtwinklig ein Flansch 22 ab.

Vüe aus der F'ig. 5 zu ersehen ist, ist das ober-: Ende 23 des Einlaß-Verteilers 19 in einer größeren Entfernung unterhalb des Heißwasser-Dampf-Auslaßrohres 18. das untere Ende 24 des Auslaß-Verteilers 20 in einer geringeren Entfernung oberhalb der untersten öffnung des Einlaß-Verteilers 19 angeordnet. An den Enden 23 und 24 der Ein- und Auslaß-Verteiler 19 und 20 sind geeignete Verschlußglieder z. B. durch Anschweißen befestigt. Zwischen entsprechenden Öffnungen am Einlaß-Verteiler 19 und am Auslaß-Verteiler 20 sind mehrere querverlaufende Verbindungsglieder 25 angeordnet, wodurch ein ausgedehnter Wärmeaustauschbe"^!"k geschaffen wird. Jedes Verbindungsglied 25 weisL ."inen schräg nach oben verlaufenden Zwischenteil 25 c und waagerecht verlaufende Endteile 25a und 25 b an seinen Außenenden auf. Die Endteile 25 α und-25ft der Verbindung glieder 25 sind auf die Flansche 22 an den Ein- und Auslaß-Verteilern 19 und 20 ausgerichtet und an diesen, z. B. durch eine Schweißnaht 26, befestigt. In jeden Flansch 22 und in den angrenzenden Endteil des Verbindungsgliedes 25 erstreckt sich zum Teil ein Abstüizring27 hinein, der die Schweißverbindung 26 verstärkt.

Wie am besten aus den F i g. 2 und 5 zu ersehen ist, sind in der Längsrichtung des Boilers plattenartige Wärmetauschelemente in abwechselnder Anordnung vorgesehen, wobei entsprechende Flementc des dem Wärmetauschelement 16 benachbarten Wärmetauschelements mit einer um 10Π erhöhten Bezugszahl versehen sind. Bei dieser Anordnung stehen die Einlaßenden 119 α der Einlaß-Verteiler 119 mit den öffnungen 17 b des Kaltwasser-Einlaßrohres 17 in Verbindung, während die Auslaßenden 120 a der Auslaß-Verieiler 120 mit den öfinungen 18 α des Heißwasser-Dampf-Auslaßrohres 18 in Verbindung stehen. Die schrägen Zwischenteile 125 c der Verbindungsglieder 125 sind nach oben in der entgegengesetzten Richtung geneigt wie die Zwischenteile 25 c der Verbindungsglieder 25, wobei die Zwischenteile 25 c und 125 c zusammenwirken und für die Abgase aus der Heizeinrichtung 15 einen gewundenen Strömungspfad bilden. Die senkrechten Ein- und Auslaß-Verteiler 19,20, 119 und 120 umschließen einen Wärmeaustauschraum mit einem rechteckigen Querschnitt, während die jn einer größeren Entfernung über der Heizeinrichtung 15 gelegenen Verbindungsglieder 25 und 125 eine Brennkammer C bilden.

Die an den Enden gelegenen plattenartigen Wär-

laß-Verteilers 20 an der gegenüberliegenden Seite der 55 metauschelemente gleichen" den dazwischenliegenden Rohrel7 und 18 angeordnet sind. Jeder Einlaß-Ver- Wärmetauschelementen 16, so daß die entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch um 200 erhöht, versehen wurden. Die an den Enden

gelegenen plat'unartigen Wärmetauschelemente

teiler 19 weist ein seitlich und waagerecht verlaufendes unteres Einlaßende 19 α auf, das durch die öffnung 17 α mit dem Kaltwasser-Einlaßrohr 17 in Verbindung steht, während jeder Auslaß-Verteiler 20 ein 60 weisen die senkrecht verlaufenden Einlaß-Verteiler seitlich verlaufendes oberes Auslaßende20a auf- 219 auf, deren waagerecht verlaufende Einlaßenden

219 a mit dem Kaltwasser-Einlaßrohr 17 in Verbindung stehen, sowie die Auslaß-Verteiler 220, deren seitlich verlaufende Auslaßenden 220 α mit dem Heißwasser-Dampf-Auslaßrohr 18 in Verbindung stehen. Die nach oben geneigten Zwischenteile 225 c der Verbindungsglieder 225 erstrecken sich zwischen

weist, das durch die öffnung 18 α mit dem Heißwasser-Dampf-AusIaßrohr 18 in Verbindung steht. Die Einlaß- und Auslaßenuen 19 α und 20 α der Ein- und Auslaß-Verteiler werden an den Rohren 17 und 18 um die öffnungen 17 α und 18 α herum vorzugsweise durch Anschweißen befestigt. Die Einlaß-Verteiler 19 und die Auslaß-Verteiler 20 sind in senkrechten Abentsprechenden öffnungen an den Einlaß-Verteilern

219 und 220, während die waagerecht verlaufenden Endteile 225 α und 225 b an den entgegengesetzten Enden der Verbindungsglieder 225 an den die Verteileröffnungen umgebenden Flanschen 222 befestigt sind. Die plattenartigen Wärmetauschelemente 216 unterscheiden sich von den Elementen 16 und 116 in der Hauptsache durch die Anzahl der Verbindungsglieder 225. Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, weisen die an den Enden gelegenen plattenartigen Wärmetauschelemente 216 wesentlich mehr Verbindungsglieder auf als die dazwischen gelegenen Elemente, und bei der dargestellten Ausführungsform sind die inneren Wärmetauschelemente mit je fünf Verbindungsgliedern ausgestattet, während die an den Enden gelegenen Anordnungen zehn Verbindungsglieder aufweisen. Wegen der größeren Anzahl Verbindungsglieder bei den an den Enden gelegenen plattenartigen Wärmetauschelementen wird an jedem Ende des Boilers eine wirksame Wasserwand geschaffen, die den Boiler an beiden Enden kühlt.

Das in die senkrechten Einlaß-Verteiler 19, 119 und 219 eintretende Wasser strömt in die betreffenden Verbindungsglieder 25, 125 und 225 durch die öffnungen 21 ein und danach durch die öffnungen 21 nach außen in die senkrecht verlaufenden Auslaß-Verteiler 20, 120 und 220. Das Wasser wird erhitzt und verdampft in den Verbindungsgliedern 25, 125 und 225, und wegen der Neigung der Zwischenteile 25 c, 125 c und 225 c strömt das Wasser geringerer Dichte und der Dampf frei nach oben in die Auslaß-Verteiler und in das Heißwasser-Dampf-Auslaßrohr 18. Die Auslaß-Verteiler 20, 120 und 220 weisen einen größeren Durchmesser auf als die Einlaß-Verteiler 19, 119 und 219, so daß Raum für den Dampf vorhanden ist.

Rohrleitungen 31 verbinden die Enden des Heißwasser-Dampf-Auslaßrohres 18 mit den Enden des Kaltwasser-Einlaßrohres 17. Der kondensierte Dampf wird aus dem Heißwasser-Dampf-Anlaßrohr 18 durch die nach unten führenden Rohrleitungen 31 zum Kaltwasser-Einlaßrohr 17 in Umlauf gesetzt,

ίο von dem aus das Wasser durch die plattenartigen Wärmetauschelemente 16, 116 und 216 wieder nach oben strömt. Das Dampfkondensat in den Rohrleitungen 31 hat eine größere Dichte als das in den Verbindungsgliedern 25, 125 und 225 erhitzte Wasser, so daß ein Druckgradient erzeugt wird, der einen natürlichen Wasserumlauf durch den Boiler bewirkt. Gegebenenfalls kann eine Pumpeinrichtung vorgesehen werden, die zwangläufig einen Umlauf des Wassers bewirkt. An das Kaltwasser-Einlaßrohr 17 ist ein Einlaßrohr 32 angeschlossen, durch das Kaltwasser eingelassen werden kann. Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, sind die Rohrleitungen 31. außerhalb der an den Enden gelegenen Wärmetausche! imente 216 in einem Abstand von diesen angeordnet, so daß die Rohrleitungen vom Heizbezirk des Boilers entfernt sind.

Obwohl die obenstehende Beschreibung sich auf einen danipferzeugenden Boiler bezieht, kann diese Konstruktion ebensogut für einen Heißwasserboiler verwendet werden. Bei einer Verwendung als Heißwasserboiler kann als obere Heißwasser-Dampf-Auslaßrohr 18 kleiner bemessen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

tauschdemente (16, 216) in der Längsrichtung des Patentansprüche: Boilers (10) abwechselnd entgegengesetzt angeordnet sind.

1. Plattenartiger Wärmeaustauscher für einen
atmosphärischen beheizten Boiler mit einem 5
senkrechten Einlaß-Verteiler, der einen unteren
Teil und eine Anzahl von senkrecht auf Abstand
stehenden Al ' '.ßöffnungen aufweist, mit einem
senkrechten Auslaß-Verteiler, der einen oberen

Teil und eine Anzahl von senkrecht auf Abstand ^ Die Erfindung betrifft einen plattenartigen Wärstehenden Einlaßöffnungen aufweist, wobei jede meaustauscher für einen atmosphärischen beheizten Einlaßöffnung des Auslaß-Verteilers eine Aus- Boiler mit einem senkrechten Einlaß-Verteiler, der laßöffnung des Einlaß-Verteilers entspricht, und einen unteren Teil und eine Anzahl von senkrecht mit einem schräg verlaufenden rohrförmigen Ver- au? Abstand stehenden Auslaßöffnungen aufweist, bindungsglied, das zwischen jeder Auslaßöffnung 15 mit einem senkrechten Auslaß-Verteiler, der einen des Einlaß-Verteilers und jeder Einlaßöffnung oberen Teil und eine Anzahl von senkrecht auf Abdes Auslaß-Ver)j'lers angeordnet ist, dadurch stand stehenden Einlaßöffnungen aufweist, wobei gekennzeichnet, daß jedes Verbindungs- jede Einlaßöffnung des Auslaß-Verteilers einer Ausglied (25) an den Verbindungsstellen zur Aus- laßöffnung des Einlaß-Verteilers entspricht, und mit laßöffnung (21) des Einlaß-Verteilers (19) und 20 einem schräg verlaufenden rohrförmigen Verbinzur Einlaßöffnung (21) des Auslaß-Verteilers (20) dungsglied, das zwischen jeder Auslaßöffnung des je ein waagerecht verlaufendes Endteil (25 α, Einlaß-Verteilers und jeder Einlaßöffnung des Aus-25 b) und dazwischen ein schrög verlaufendes laß-Verteilers angeordnet ist.

Zwischenteil (25 c) aufweist und daß am Umfang Bisher war es einigermaßen schwierig, bei Boilern

der Einlaß- und Auslaßöffnungen (21) ein nach 15 einen beständigen Kreislauf zu erzielen. Oftmals

außen vorstehender Flansch (22) angeordnet ist. änderte sich der Kreislau/ bei einer Änderung der

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, da- Belastung des Boilen, so daß das Wasser bei der durch gekennzeicnnet, daß der Auslaß-Verteiler einen Beheizungsweise nach oben und bei einer (20) größer bemessen ist als der 2inlaß-Verteiler anderen Beheizungsweise nach unten strömt, wäh-(19), daß der untere Teil Jes Εΐηΐεβ-Verteilers 30 rend bei noch einer anderen Beheizungsweise keine (19) ein seitlich verlaufendes unte: ,s Einlaßende Wasserströmung erfolgt.

(19 α) aufweist, das dem Auslaß-Verteiler (20) Bei einigen bekannten Ausführungen von dampfzugewandt ist, und daß der obere Teil des Aus- erzeugenden Boilern mit Wasserrohren mußten komlaß-Verteilers (20) ein seitlich verlaufendes obe- plizierte und teure Dampfseparatoren vorgesehen res Auslaßende (20 α) aufweist, das dem Einlaß- 35 werden, um eine Übertragung vor Wasser in die Verteiler (19) zugewandt ist. Dampfleitung zu verhindern.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, Inbesondere ist ein Dampferzeuger bekanntgedadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem worden, bei dem die Einlaß-Verteiler und Aus-Flansch (22) und dem angrenzenden Verbin- laß-Verteiler verbindenden Rohrgruppen schräg verdungsglied(25) ein Abstützring (27) angeordnet 40 laufen.

ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die bei

4. Wärmeaustauscher mit einem unteren Kalt- diesem bekannten Boiler auftretenden Eintrittsverwasser-Einlaßrohr und einem oberen Heißwas- luste an den Einlaß- und Auslaß-Verteilern zu verser-Dampf-Auslaßrohr sowie mit einer Anzahl ringern.

von in Längsabständen angeordneten plattenarti- *5 Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gegen Wärmetauschelementen nach den Ansprü- löst, daß jedes Verbindungsglied an den Verbinchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dungsstellen zur Auslaßöffnung des Einlaß-Verteilers Einlaß-Verteiler (19) am Einlaßende (19 α) mit und zur Einlaßöffnung des Auslaß-Verteilers je ein dem Kaltwasser-Einlaßrohr (17) und die Auslaß- waagerecht verlaufendes Endteil und dazwischen ein Verteiler (20) am Außlaßende (20 a) mit dem 50 schräg verlaufendes Zwischenteil aufweist und daß Heißwasser-Dampf-Auslaßiohr(18) in Verbiin- am Umfang der Einlaß- und Auslaßöffnungen ein dung stehen. nach außen vorstehender Flansch angeordnet ist.

5. Wärmeaustausche· nach Anspruch 4, da- Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Schwiedurch gekennzeichnet, üaß die beiden äußeren rigkeiten bei der Erzeugung eines beständigen Um-Wärmetauschelementc (216) eine größere Anzahl 55 Iaufs mit Hilfe einer Steigeleitungs- und Abwärtsvon Verbindungsgliedei 1 (225) aufweisen als die leitungsanordnung beseitigt werden, die einen beinneren Wärmetauschelemente (16,116) und daß ständigen unbehinderten Umlauf in Gang setzt, bei Heißwasser-Dampf-Auslaßrohr (18) und das der alle beheizten Flächen nach oben strömendes Kaltwasser-Einlaßrohr (17) durch Rohrleitungen Wasser führen, während die nicht erhitzten Flächen (31) verbunden sind. · ^6o nach unten strömendes Wasser führen.

6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, da- Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind durch gekennzeichnet, daß alle Einlaß-Verteiler in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

(19) und alle Auslaß-Verteiler (20) an entgegen- Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsgesetzten Seiten des Kaltwasser-Einlaßrohres (17) beispieles näher erläutert. Es zeigt
bzw. Heißwasser-Dampf-Auslaßrohres (18) ange- ⁶S F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Ausordnet sind. führungsform,

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, da- F i g. 2 eine schaubildliche Darstellung des Boilers dur.'h gekennzeichnet, daß benachbarte Wärme- nach Fig. 1 bei abgenommenem Gehäuse,