DE1907758A1

DE1907758A1 - Wasserrohrkessel

Info

Publication number: DE1907758A1
Application number: DE19691907758
Authority: DE
Inventors: Willibald Kraus
Original assignee: Rheinstahl Henschel AG
Current assignee: Rheinstahl Henschel AG
Priority date: 1969-02-15
Filing date: 1969-02-15
Publication date: 1970-08-27
Also published as: DE1907758B2; FR2032693A5; US3633550A; AT297749B; CH491320A

Description

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RHEINSTAHL HENSCHEL Kassel, den 14.2.1969

Aktiengesellschaft Fr/He.

PK 2471

Was s err ohrkes sei

Die Erfindung betrifft einen Wasserrohrkessel mit kreisförmigen oder vieleckigem Grundriß mit lotrecht am Umfang von kreisförmigen, spiraligen oder vieleckigen Querschnitten als Zuglenkwänden angeordneten Siederohren und horizontaler Rauchgasströmung durch die von den Zuglenkwänden gebildeten hohen rechteckigen Querschnitte,

Es sind Wasserrohrkessel bekannt, bei denen zwischen ringförmigen Kammern lotrechte Siederohre derart eingeschweißt sind, daß sie gasdichte Zuglenkwände bilden. Zwischen diesen strömt das Rauchgas horizontal entlang von Kreisbahnen oder entlang der Umfangslinie der vieleckigen Zuglenkwände durch die freien, sehr schmalen aber hohen rechteckigen Querschnitte von innen nach außen. Dabei können die Strömungsquerschnitte entlang des Rauchgasweges konstant, abschnittsweise oder kontinuierlich veränderlich sein, wobei die Querschnitte mit abnehmender Rauchgastemperatur ebenfalls abnehmen. Bei derartigen Kesseln ist es wegen der Geometrie der Ringkammern nachteilig, daß sie nur für relativ kleine Leistungen und für relativ niedrige Drücke geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasserrohrkessel mit den bekannten Vorteilen der vorstehend beschriebenen Rauchgasführung zu entwickeln, der geeignet ist, größere und größte Einheitsleistungen und hohe Drücke- auch mit Überhitzern und auch mit Speisewasservorwärmern zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei oder mehrere Käfigheizflächen, jede bestehend aus lotrechten Rohren sowie oberen und unteren ringförmigen oder vieleckigen Sammlern oder/und Umkehrbögen konzentrisch ineinanderschachtelbar sind, und die einzelnen Käfigheizflächen verschiedenartig als Verdampfer, Überhitzer oder/und Speisewasservorwärmer bzw. Heißwassererzeuger ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein und derselbe Käfig unterschiedliche Heizflächen, z. B.

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Verdampfer und Überhitzer aufweist. Bezüglich der Durchströmung der Käfigheizflächen ist vorgesehen, daß die einzelnen Käfigheizflächen vom Medium nur aufwärts oder nur abwärts bzw. aufwärts und abwärts durchströmt werden und das die Anzahl der aufwärts und abwärts durchströmten Rohre gleich oder verschieden ist, wobei sich die Anzahl der paralleldurchströmten Rohre entlang des Umfangs der Käfigheizflächen ändert. Außerdem ist vorgesehen, daß zwischen zwei als Zuglenkwänden ausgebildeten Käfigen ein oder mehrere Käfige bevorzugt als Überhitzer angeordnet sind, die zu beiden Seiten von gleichtemperiertea Rauchgas umströmt werden und deren lotrechte Rohre in Strömungsrichtung des Rauchgases einen Mittenabstand aufweisen, der gleich oder größer als der Durchmesser der Rohre ist. Bezüglich der Anordnung der Speisewasservorwärmer ist vorgesehen, daß zwischen dem äußersten als Zuglenkwand ausgebildeten Käfig und dem Rauchkammermantel ein oder mehrere Käfige bevorzugt als Speisewasservorwärmer angeordnet sind, die zu beiden Seiten von gleichtemperiertem Rauchgas umströmt werden und deren Rohre in Strömungsrichtung des Rauchgases einen Mittenabstand aufweisen, der gleich oder größer als der Durehmesser der Rohre ist. Bei den erfindungsgemäßen Wasserrohrkessel können als lotrechte zu den Käfig/gehörende Rohre solche mit Rippen, Stiften oder mit Flossen verwendet werden.

Ein AusfUhrungsbelspiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch einen aus vier Käfigheizflächen aufgebauten Wasserrohrkessel

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Abwicklung einer

Käfigheizfläche mit oberen und unteren _; ringförmigen Sammlern

Fig. 3 einen schematischen Ausschnitt einer Käfigheizfläche mit Umkehrbögen und Rippenrohren.

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In Fie. ¹ sind die Käfigheizflachen 1, 2, j5 und 4 konzentrisch angeordnet, wobei die Käfigheizflachen 1 und 3 als Zuglenkwände mit tangierenden Rohren ausgebildet sind. Die Käfigheizfläehe 1 ist als Verdampfer konstruiert (die Verdampferrohre sind durch Schraffierung in der Schnittfläche gekennzeichnet). Alle Rohre der Käfigheizfläehe 1 werden vom Siedewasser aufwärts durchströmt und sind unten und oben in ringförmigen Sammlern eingeschweißt» Die Einschweißenden der Rohre 3ind eingezogen, um eine tangierende Rohranordnung zu erreichen. Die Käfigheizfläehe 3 besteht ebenfalls aus tangierenden Rohren sowie oberen und unteren Rlngsamwlern. Ein Teil der Käfigheizfläehe J besteht aus Verdampferrohren (schraffiert gezeichnet), die vom Siedewasser aufwärts.durchströmt werden und gemäß Fig. 2 aus Überhitzerrohren 6,aufwärts und abwärts durchströmt v/erden. Unmittelbar an ' die Verdampferrohre schließen die vom Sattdampf beaufschlagten Uberhitzerrohre an. Die ringförmigen Sammler atnd zwischen Verdampferteil und überhitzerteil mediumseitig getrennt. Indem mit zunelimender überhitzung der Volumenstrom ebenfalls zunimmt, während die Rauchgastemperatür und damit die erforderliche RohrinnenlcUhlung abnehmen, ist es sinnvoll, die Anzahl der parallel durchströmten Rohre entlang des Umfangs entsprechend zu erhöhen.

Mit den in Fig. 2 angegebenen Richtungspfeilen ist dargestellt, daß zunächst drei Rohre aufwärts, dann vier Rohre abwärts und schließlich fünf Rohre aufwärts durchströmt werden. Im oberen Ringsammler 7 und unteren Ringsammler 8 finden axiale Strömungen statt. Sie dienen somit gleichzeitig als Mischräume. Eingebaute Trennscheiben 9 sorgen für die Umlenkung der Dampfströme. Entsprechend dem symmetrisch gemäß Pfeilrichtung 10 in Fig. 1 abströmenden Rauchgas strömt auch der Dampf in der Käfigheizfläehe 3 symmetrisch zu beiden Seiten der Siederohre von diesen bis zum Rauohgasaustrittsschlitz 11 der KäTigheizflache 3»

Die als überhitzer geschaltete Käfigheizfläehe 2 mit oberen und unteren Umkehrbogen ist zwischen den als Zuglenkwänden ausgebildeten Käfigheizflächen 1 und 3 angeordnet. Gemäß Pfeilrichtung 10 in Fig. 1 ist die Käfigheizfläehe 2 beidseitig von gleichtemperiertea Rauchgas durchströmt. Die lotrechten Überhitzerrohre

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ler Käfigheizflache 2 haben im gezeichneten Beispiel in Strömungsrichtung des Rauchgases einen Mittenabstand der größer ist als der Rohrdurchmesser.

Im gezeichneten Beispiel ist zwischen dem äußersten, als Zuglenkwand ausgebildeten Käfig 3 und dem Rauchkammermantel 12 der Käfig 4 angeordnet. Dieser als Speisewasservorwärmer geschaltete Käfig 4 mit oberen und unteren Umkehrbögen 1J gemäß Fig. 3 und beispielsweise Rippenrohren 14 tfird gemäß Pfeilrichtung 10 ebenfalls beidseitig von gleichtemperierteB Rauchgas umströmt. Außerhalb de3 Rauchkaminermantels 12 ist die Isolierung

15 angebracht. Die Verbrennungsgase strömen aus der Brennkammer

16 gemäß Pfoilrichtung 10 durch den Schlitz I7 des Käfigs 1, durch den Schlitz 11 des Käfigs j5 zum Austritt 18. .

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile, bestohsn insbesondere darin, daß einzelne Käfigheizflächen unabhänlg voneinander gefertigt werden können. Diese einzelnen Käfigheizflächen sind einer vorgezogenen Druckprobe leicht zugänglich; große Reparaturen wie Nouberohrung vereinfachen sich, in-dera einzelne Käfige ausgetauscht werden. Die erfindungscemäfi vorgeschlagene Bauweise erlaubt kürzere Fertigungszeiten sowie eine Vorratsfertigung der genannten Käfigheizflächen.

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Claims

Kassel,-den 12.2.1969 Fr/He. 190775G Patentansprüche

1. Wasserrohrkessel mit kreisförmigem oder vieleckigem Grundriß mit lotrecht am Umfang von kreisförmigen, spiraligen oder vieleckigen Querschnitten als Zuglenkwänden angeordneten Siederohren und horizontaler Rauchgasetrömung durch die von den Zuglenkwänden gebildeten hohen rechteckigen Querschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Käfigheizflächen, jede bestehend aus lotrechten Rohren sowie oberen und unteren ringförmigen oder vieleckigen Sammlern oder/und Umkehrbögen konzentrisch ineinanderschachtelbar und die einzelnen Käfigheizflächen verschiedenartig als Verdampfer, Überhitzer, Speisewasservorwärmer oder Heißwassererzeuger ™ gestaltbar sind.

2. Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein und derselbe Käfig unterschiedliche Heizflächen, z.B. Verdampfer und Überhitzer aufweist.

35. Wasserrohrkessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Käfigheizflächen vom Medium nur aufwärts oder nur abwärts bzw. aufwärts und abwärts durchströmt werden und das die Anzahl der aufwärts und abwärts durchströmten Rohre gleich oder verschieden ist, wobei sich die Anzahl der parallel durchströmten Rohre entlang des | Umfange der Käfigheizilachen ändert.

4. Wasserrohrkessel nach den Ansprüchen 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei als Zuglenkwänden ausgebildeten Käfigen ein oder mehrere Käfige bevorzugt als Überhitzer angeordnet sind, die zu beiden Seiten von gleichtemperiertem Rauchgas umströmt werden, und deren lotrechte Rohre in Strömungsrichtung des Rauchgases einen Mitten&stand aufweisen, der gleich oder größer als der Durchmesser der Rohre ist.

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5. Wasserrohrkessel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet« daß zwischen dem äußersten als Zuglenkwand ausgebildeten Käfig und den Rauchkamraermantel ein oder mehrere Käfige bevorzugt als Speisewasservorwärmer angeordnet sind, die zu beiden Seiten von gleiohtemperiertee Rauchgas umströmt v/erden und deren Rohre in Strömungsrichtunß des Rauchgases einen Mittenabstand aufweisen,'der gleich oder größer als der Durchmesser der Rohre ist«

6. Wasserrohrkessel nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß als lotrechte zu den Käfig/gehörende Rohre solche mit Rippen, Stiften oder Flossen verwendet worden.

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