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D a m p f e r z e u g e r -------------------------
Die Erfindung
bezieht sich auf einen Dampferzeuger .mit Verdampferheizfläche bildenden, die Brennkammerwand
bekleidenden, vorzugsweise miteinander verschweissten Rohren und mit mindestens
einer nahe dem Austritt des Rauchgases aus der Brennkammer angeordneten, Strahlungswärme
aufnehmenden tafelartigen Ueberhitzerheizfläche, die parallel zum Rauchgasstrom
sich quer durch die Brennkammier erstreckt.
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Das Anordnen von tafelartigen Ueberhitzerheizflächen, die auch als
Schottwandheizflächen bezeichnet werden, im oberen Teil der Brennkam#.ner, hat den
Vorteil, dass die strahlungsbeheizte Heizfläche vergrössert wird. Dies wiederum
verbessert die Wärmeaufnahme-Charakteristik in Funktion der Last des Dampferzeugers.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Dampferzeuger der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei denen die erwähnte Charakteristik auf einfac"e Weise
noch weiter verbessert ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Teil der Rohre der Ueberhitzerheizfläche im wesentlichen horizontal
bis nahe an eine Brennkammerwand geführt sind und sich dort nach oben in eine vertikale,
vor dieser Wand befindliche, zu ihr parallele, Strahlungswärme aufnehmende Rohrwand
fortsetzen. Diese neue Gestaltung hat den Vorteil, dass die strahlungsbeheizte Ueberhitzerheizfläche
in der Brennkammer vergrössert wird, ohne dass der gegenseitige Abstand der tafelartigen
Schottwandheizflächen vermindert wird. Es lässt sich somit auf einfache Weise das
Verhältnis der Strahlungswärmeaufnahme des Verdampfers zu der des Ueberhitzers beeinflussen.
Dabei ergibt sich zugleich als weiterer Vorteil, dass durch die vertikalen Rohrwände
der obere Teil der die Brennkammer bekleidenden Verdampferrohre gegen Strahlungswärme
geschützt wird. Der obere feil der Verdampferrohre ist etwas gefährdet, weil in
diesem Teil der grösste Teil des Wassers bereits verdampft ist. Die&& Schutzwirkung
durch die vertikalen Rohrwände ist besonders bei miteinander verschweissten Verdampferrohren
bedeutungsvoll. Die Verdampferrohre können vertikal oder auch schraubenlinienartig
geführt sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die horizontal geführten
Rohre der Ueberhitzerheizfläche am Uebergang in die vertikale Rohrwand abwechselnd
nach beiden Seiten aus der Tafelebene horizontal herausgeführt und anschliessend
vertikal geführt. Hierdurch ergibt sich also eine ungefähr symmetrische Gestaltung
des Uebergangs von der Schottwand zur vertikalen Rohrwand.
Einige
beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung in der
folgenden Beschreibung erläutert.
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Es zeigen jeweils in schematischer Weise Fig. 1 den oberen Teil einer
Brennkammer eines Dampferzeugers, .
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Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie II - II in Fig. 1, Fig.3
und. 5 der Fig.`1 entsprechende Darstellungen einer zweiten bzw: dritten Ausführungsform
und Fig.4 und 6 je einen Schnitt entsprechend der Linie IV - IV bzw. VI - VI in
Fig. 3 bzw. Fig. 5.
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Gemäss Fig. 1 ist die BrennkaffLmer eines Dampferzeugers durch Rohrwände
1 und 2 gebildet, die von Wasser durchströmt sind und dementsprechend Verdampferheizflächen
sind. Verbrennungsprodukte von nicht gezeichneten Brennern strömen aufwärts durch
die Brennkammer, , .die sie über den mit 3 bezeichneten Gaskanal verlassen. Ein
erster Teil einer tafelartigen Strahlungsüberhitzerheizfläche ist in Form einer
Schottwand 4 vorgesehen, die in der Nähe des Gaskanals 3 angeordnet ist und aus
im wesentlichen in der Tafelebene horizontal geführten, dampfdurchströmten Rohren
besteht, die an einem Ende an einen Eintrittskollektor 5 angeschlossen sind und
sich quer durch
die Brennkammer bis nahe zu deren Vorderwand 1 erstrecken.
Die Mehrheit der Rohre der Schottwand 4 setzt sich dort in eine vertikale Rohrwand
6 fort, die einen zweiten Teil der Ueberhitzerheizfläche in der Nähe der Wand 1
bildet und zu dieser parallel ist. Der Uebergang von der Schottwand 4 in die Rohrwand
6 geschieht dadurch, dass die horizontal geführten Rohre abwechselnd nach beiden
Seiten aus der Tafelebene horizontal herausgeführt und anschliessend vertikal nach
oben weitergeführt sind (Fig.2). Zur Aufhängung der Schottwand und zum Halten der
horizontal geführten Rohre dieser Wand in einer Ebene sind zwei Paar Tragrohre 7
und 8 vorgesehen. Die Rohre jedes Paares erstrecken sich abwärts von der Bren;il@a.mnmerdecke,
und zwar ein Rohr auf jeder Seite der Schottwand 4. Die Tragrohre des Paares 7 sind
an den beiden untersten horizontalen Rohren der Schottwand 4 angeschlossen, während
die Tragrohre des Paares 8 an den beiden nächstuntersten Rohren der Schottwand 4
angeschlossen sind. Diese besondere Formgebung unterstützt das Halten der übrigen
horizontal geführten Rohre in einer Ebene, während die Aufhängung der ganzen Schottwand
4 an der Brennkammerdecke oder dem Stahlgerüst erfolgt, das normalerweise über der
Decke vorhanden ist.-Die Tragrohre erstrecken sich somit horizontal und vertikal
und münden in einen gemeinsamen Austrittskollektor °, an dem die Rohre der Rohrwand
6 ebenfalls angeschlossen sind. Diese Rohr kcänrzen die recke in Ger Nähe der Wand
1 d,rchdrirl,-en (wie mit der
gestrichelten Linie 10 angedeutet)
oder eine zusätzliche Ueberhitzerheizfläche unter der Brennkammerdecke bilden, (wie
dies mit der ausgezogenen Linie 11 angedeutet ist): Wenn die Ausführungsform mit
der gestrichelten Linie 10 verwirklicht wird, kann der Austrittskollektor bei 12
anstatt bei,9 angeordnet sein, und die Tragrohre sind dann ausserhalb der Brennkammer
an dem Kollektor 12 angeschlossen Somit ist der Vorteil gegeben, dass die beiden
Ueberhitzerheizflächen gemäss der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 direkt miteinander
verbunden sind und gemeinsame Kollektoren 5 und 9 oder 12 besitzen. Die Tragrohre
sind vollkommen entwässerbar. Ausserdem fördert die Abwesenheit von Zwischenkollektoren
die Dampfverteilung, indem ein grösserer Druckabfall zwischen den Kollektoren 5
und 9 oder 12 vorhanden ist. Die Kosten verringern sich durch das Weglassen von
Zwischenkollektoren mit den zugehörigen Rohrleitungen. Ausserdem wird der obere
Teil der Brennkammerwand 1 durch die Rohrwand gegen Wärmestrahlung geschützt, während
die durch Strahlung beheizte Ueberhitzerheizfläche durch die Rohrwand vergrössert
wird.
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Die Rohre der Schottwand 4 können --bevor sie in die vertikale Rohrwand
übergehen-- zwei- oder mehrmal hin und hergeführt sein, um einen bestimmten Dampfstrom
in jedem Rohr zu erhalten. Auch können mehrere Schottwände benutzt werden, wie dies
in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Die Schottwände 13, 14 und 15 erstrecken sich hier
quer durch
die Brennkammer von Eintrittskollektoren 5 aus, von denen
nur einer gezeigt ist, und jede Schottwand hat Umkehrbogen 16 und 17. Die Rohre
der SChottwände sind gehalten durch-Paare von Tragrohren, von denen nur die Paare
18 und 19 gezeigt sind, die die Schottwand 13 tragen. Die Tragrohre können in ähnlicher
Weise, wie dies für das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 beschrieben ist,
an die Eintritts- und Austrittskollektoren 5 bzw. 21 angeschlossen sein, und die
Mehrzahl der Rohre der Schottwände gehen in vertikale.Rohrwände 20 über, die sich
in der Nähe der Wand 1 erstrecken. Die Rohrwände 20 durchdringen die Decke der Brennkammer
und sind mit dem gemeinsamen Austrittskollektor 21 verbunden. -Fig. 3 zeigt eine
weitere Abwandlung, indem die Tragrohre und die Rohre der Schottwände je einen besonderen
Kreislauf bilden, indem die Tragrohre mit einem Ende an einem unabhängigen Kollektor
5a angeschlossen sind , wogegen der Anschluss des anderen Endes an einem zweiten
unabhängigen Kollektor nicht gezeigt ist.
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Es kann vorteilhaft sein, dass die Rohre in der Nähe der Brennkammerwand
1 nicht den Rohrwänden 6 und 20 in Fig. 1 und 2 bzw. Fig. 3 und 4 entsprechende
Heizflächen bilden, sondern dass eine Heizflächenvergrösserung durch Aufwärts- und
Abwärtsführen -dieser Rohre erreicht werden soll. Fig. 5 und 6 zeigen diesen Weg,
um eine vergrösserte Heizfläche zu erhalten, indem die Rohre - wie bei 23 angedeutet
- in der vertikalen Rohrwand 22 gebogen werden.
Ausserdem werden
diese Rohre durch die Decke herausgeführt und dann durch die Decke zurückgeführt
und innerhalb der Brennkammer - wie bei 24 gezeigt - gebogen, wobei diese Biegungen
sich zwischen. den Paaren-von Tragrohren 25,.26 befinden. Vorzugsweise beträgt die
Breite der zusätzlichen Heizfläche 24 ein Drittel oder ein Halb der Breite der Schonwand
27, und die Heizfläche 24 erstreckt sich in der gleichen Ebene wie die Tragrohre
25, 26. Fig. 5 zeigt auch das Hin- und Herführen der horizontalen Rohre innerhalb
der Schottwand 27 mit den Umkehrbogen 28 und 29.
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Es ist nicht notwendig, die Rohre der Heizfläche 22 durch die Decke
heraus- und dann zurückzuführen. Als eire weitere Möglichkeit können die Rohre der
Heizfläche 22
der Decke und dann[ wie bei 11 in Fig. 1 angedeutet] in die Heizfläche 24_geführt
sein. .
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Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung gehen
die horizontal geführten Rohre der tafelartigen Ueberhitzerheizfläche aus vertikal
geführten Rohren hervor, die ebenfalls eine Strahlungswärme aufnehmende Rohrwand
bilden, die nahe und parallel zu der ihr benachbarten Brennkammerwand verläuft.
Die vertikal geführten Rohre dieser Ausführungsform würden also in Fig. 1 den Kollektor
5 ersetzen und die aus ihnen gebildete Rohrwand würde nahe der Brenn- . kammerrohrwand
2 sich nach oben erstrecken. In ihrem Aufbau entspricht
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