DE1915138U

DE1915138U - HEAT WATER TUBE BOILER WITH ROUND GAS DUCT CROSS SECTION.

Info

Publication number: DE1915138U
Application number: DE1965V0017376
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Ing Vorkauf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1965-03-12
Publication date: 1965-05-06

Description

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Berlin 33, den 11. 3. 1964 E 141Berlin 33, March 11, 1964 E 141

Dr. -Ing. Heinrich VorkaufDr. -Ing. Heinrich pre-sale

1 Berlin 33 (Sihmargendorf), Eavoser Str. 2b1 Berlin 33 (Sihmargendorf), Eavoser Str.2b

Abhitze-Wasserrohrkessel mit rundem Gaszug querschnittWaste heat water tube boiler with a round cross-section of gas flue

Die Neuerung bezieht sich auf einen Abhitze-Wasserrohrkessel mit den Gaszug runden Querschnitts umschließenden, dicht an dicht liegenden, von unteren Verteilern ausgehenden und in obere Sammler einmündenden, gerade durchlaufenden Rohren, die in den Gasstrom hineinragende, radial angeordnete, kühlmitte laus- und eintrittsseitig mit ihnen verbundene, aus jeweils in einer Ebene liegenden, U-förmigen und parallel geschalteten Rohren gebildete Heizflächenbündel tragen.The innovation relates to a waste heat water tube boiler with a round cross-section surrounding the gas flue, close together lying, straight-through pipes, emanating from lower distributors and opening into upper collectors, which lead into the gas flow protruding, radially arranged, cooling means laus- and inlet-side connected to them, each lying in one plane, U-shaped and tubes connected in parallel carry heating surface bundles formed.

Bei einem bekannten Wasserrohrkessel dieser Gattung sind die Heizflächenbündel alle vollkommen gleich ausgebildet und erstrecken sich nur über einen Teil des Gaszugquerschnitts. Es bleibt auf diese Weise im Zentrum des Gaszuges ein von Heizflächen unbedeckter Raum und außerdem ergeben sich zwischen den einzelnen Heizflächenbündeln große, dreieckförmige Querschnitte. Ea die zugeführten Gase den Weg des geringsten Widerstandes nehmen, strömt ein Großteil der Gasmenge durch diese von Heizflächen nicht bedeckten Querschnitte ab und die Ausnutzung der zugeführten Wärmemengen läßt zu wünschen übrig.In a known water-tube boiler of this type, the heating surface bundles are all designed and extend completely identically only over part of the throttle cable cross-section. In this way, a space uncovered by heating surfaces remains in the center of the gas flue and there are also large, triangular cross-sections between the individual bundles of heating surfaces. Ea the supplied gases the way take the least resistance, a large part of the gas flow through these cross-sections not covered by heating surfaces and the utilization the amount of heat supplied leaves something to be desired.

Bei einem weiteren bekannten Dampferzeuger erstrecken sich die von den Wandrohren abzweigenden Rohre zwar unterschiedlich weit in den Gaszug hinein, jedoch ist auch hier im Zentrum des Gaszuges ein freier Querschnitt vorhanden, der von einem Abdeckstein ausgefüllt ist, um die Gase an einem Abströmen durch diesen freien Raum zu hindern.In a further known steam generator, the pipes branching off from the wall pipes extend to different distances in into the throttle cable, but here, too, there is a free cross-section in the center of the throttle cable, which is filled by a cover stone is to prevent the gases from flowing out through this free space.

Beiden Dampferzeugern ist gemeinsam, daß jeweils nur ein Heizflächenbündel an jedem Wandrohr angeschlossen ist, wobei diese Heizflächenbündel lange, dem Gasstrom parallel liegende Rohrstrecken aufweisen, was ungünstig für den Wärmeübergang ist. Ein weiterer Nachteil ist das Einmünden der Heizflächenbündel in den Dampfraum des Kessels bzw. in dessen Trommel, da hierdurch Störungen im Kühlmittelumlauf in den Heizflächenbündeln auftreten können bzw. die Waseroberfläche in der Trommel stark aufgewühlt wird.Both steam generators have in common that only one heating surface bundle is connected to each wall pipe, these bundles of heating surfaces have long pipe sections parallel to the gas flow, which is unfavorable for the heat transfer. Another disadvantage is that the bundles of heating surfaces flow into the steam space of the Boiler or in its drum, as this causes disturbances in the coolant circulation can occur in the bundles of heating surfaces or the surface of the water in the drum is strongly agitated.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wasserrohrkessel, insbesondere einen von Abgasen beheizten Wasserrohrkessel, zu schaffen, bei dem auf einem vorgegebenen Kaum eine möglichst große Heizfläche untergebracht werden kann, die eine weitestgehende Ausnutzung der zugeführten Wärmemengen gewährleistet, bei dem die freien Querschnitte zwischen den Heizflächen möglichst klein sind, bei dem die dem ungünstigeren Parallelstrom ausgesetzten Rohrstrecken möglichst kurz sind, und der einen störungsfreien Wasserumlauf gewährleistet. Es wird weiter angestrebt, den Wasserrohrkessel druckdicht ausführen zu können mit einer möglichst geringen Anzahl von Durchbrechungen durch den druckdichten Mantel für die Zu- und Ableitung des Arbeitsmittels. Ferner wird Wert darauf gelegt, die Wartung und Reinigung, insbesondere im Hinblick auf den Betrieb mit Abgasen, und die Auswechslung etwa beschädigter Heizflächen zu erleichtern.The innovation is based on the task of creating a water tube boiler, in particular a water tube boiler heated by exhaust gases, in which the largest possible heating surface can be accommodated on a given, which makes the greatest possible use of the supplied Heat quantities guaranteed, in which the free cross-sections between the heating surfaces are as small as possible, in which the less favorable Pipe sections exposed to parallel flow are as short as possible, and which ensures trouble-free water circulation. It will continue sought to be able to make the water tube boiler pressure-tight with the smallest possible number of openings through the pressure-tight Jacket for the supply and discharge of the work equipment. Furthermore, emphasis is placed on maintenance and cleaning, especially with regard to on operation with exhaust gases, and to facilitate the replacement of any damaged heating surfaces.

Zur Lösung der gestellten Aufgaben wird gemäß der Neuerung für einen Wasserrohrkessel der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß in an sich bekannter* Weise an jedem Rohr mehrere Heizflächenbündel angeschlossen sind, wobei die Austrittsenden eines Bündels und die Eintrittsenden des folgenden Bündels in einem von Drosselstellen begrenzten Rohrstück unterhalb des mittleren Wasserspiegels münden, und daß nebeneinander liegende Heizflächenbündel sich unterschiedlich weit in den Gaszug, dessen Querschnitt gleichmäßig überdeckend, erstrecken.In order to solve the tasks set, it is proposed according to the innovation for a water tube boiler of the type mentioned above, that in a manner known per se several heating surface bundles on each tube are connected, the exit ends of a bundle and the entry ends of the following bundle bounded in one of throttling points Pipe section open out below the mean water level, and that adjacent bundles of heating surfaces extend differently into the throttle cable, its cross-section evenly covering, extend.

Damit wird eine wesentliche Vergrößerung der Gesamtheizfläche des Kessels bei größtmöglicher Sicherheit für einen störungsfreien Wasserumlauf erreicht und die Ausnutzung der zugeführten Wärmemengen kann bis zu einem Maximum gesteigert werden.This significantly increases the total heating surface of the boiler with the greatest possible security for trouble-free water circulation achieved and the utilization of the amount of heat supplied can be increased to a maximum.

Die in den Gasstrom hineinragenden Heizflächenbündel bestehen vorzugsweise aus vier Typen mit unterschiedlich langen Horizontalrohrstrekken. Diese Horizontalstrecken werden so gewählt, daß z. B. vier Rohrbündel sich bis zur Längsachse des Gaszuges erstrecken, wo sie unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Der jeweils von zwei Bündeln eingeschlossene Sektor wird nun durch zwei weitere Rohrbündel unterteilt, die soweit in den Gaszug hineinragen, daß sie mit ihren äußersten lotrechten Rohrstrecken die vorher genannten Rohrbündel etwa berühren. JeweilsThe bundles of heating surfaces protruding into the gas flow are preferably made from four types with different lengths of horizontal pipe sections. These horizontal routes are chosen so that, for. B. four tube bundles extend to the longitudinal axis of the throttle cable, where they are arranged at an angle of 90 ° to each other. Each of two bundles enclosed sector is now divided by two more tube bundles that protrude so far into the gas cable that they are perpendicular with their outermost Pipe sections roughly touch the aforementioned pipe bundle. Respectively

zwei benachbarte Rohrbündel schließen nun wieder einen Sektor ein, in den ein weiteres Rohrbündel eingeführt wird, dessen Vertikalrohrstrecke wiederum die beiden letztgenannten Rohrbündel annähernd berührt. Diese bisher genannten Rohrbündel gehen von jedem zweiten Wandrohr aus und liegen alle auf gleicher Höhe. An den übrigen Wandrohren sind Rohrbündel ebenfalls angeschlossen, die wiederum in die Sektoren bis etwa zur Berührung mit den benachbarten Heizflächenbündeln hineinragen, jedoch sind diese Rohrbündel mit der kürzesten Erstreckung in der Höhe zu den benachbarten Rohrbündeln, etwa um einen halben Rohrdurchmesser, versetzt. Der Durchmesser der Rohre der Heizflächenbündel wird vorzugsweise zur Hälfte des Durchmessers der Wandrohre gewählt.two adjacent tube bundles now enclose a sector again, in another tube bundle is introduced, the vertical tube section in turn almost touches the two last-mentioned tube bundles. This The previously mentioned tube bundles are based on every second wall tube and are all at the same height. There are tube bundles on the remaining wall tubes also connected, which in turn protrude into the sectors until they come into contact with the adjacent heating surface bundles, however these tube bundles with the shortest extent in height to the adjacent tube bundles, offset by about half a tube diameter. The diameter of the tubes of the heating surface bundle is preferably chosen to be half the diameter of the wall tubes.

Das so gebildete, beheizte Rohrsystem zylindrischen Querschnitts kann von einem druckdichten Mantel umgeben sein, der an den Wandrohren anliegt.The heated pipe system of cylindrical cross-section formed in this way can be surrounded by a pressure-tight jacket that is attached to the wall pipes is applied.

Zur Einschaltung in den Wasserumlauf wird das beheizte Rohrsystem mit seinen Verteilern und Sammlern in einen quaderförmigen, unbeheizten Rohrkäfig eingefügt. Dieser Rohrkäfig wird vorteilhaft von einem rechtekkigen oder quadratischen Verteiler- und Sammlerrahmen gebildet, welche beide untereinander durch unbeheizte Rücklaufrohre miteinander verbunden sind. Die Dampfabscheidetrommel liegt vorzugsweise außerhalb des Querschnitts des quaderförmigen Rohrkäfigs und ist über Fallrohre mit dem Verteiler- und über Dampf- und Dampf-Wassergemisch-Ableitungsrohre mit dem Sammlerrahmen verbunden. Durch die Anwendung eines Verteiler- bzw. Sammlerringes in Verbindung mit einem Verteiler- bzw. Sammlerrahmen kommt man mit einer sehr kleinen Zahl von Durchbrechungen durch den Zylindermantel aus.The heated pipe system is used to switch on the water circulation with its distributors and collectors inserted in a cuboid, unheated tubular cage. This pipe cage is advantageously made of a rectangular one or square manifold and collector frames, both of which are connected to one another by unheated return pipes are. The vapor separation drum is preferably outside the cross section of the cuboid tube cage and is connected via downpipes the distributor and via steam and steam-water mixture discharge pipes connected to the collector frame. By using a distributor or collector ring in conjunction with a distributor or Collector frames you can get by with a very small number of openings through the cylinder jacket.

Der Erfindungsgegenstand ist an einem Ausführungsbeispiel erläutert. The subject matter of the invention is explained using an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt einen lotrechten Schnitt nach Linie I-I in Fig. 2, die den waagerechten Schnitt nach Linie II-IIFig. 1 shows a vertical section along line I-I in Fig. 2, the horizontal section along line II-II

in Fig. 1 darstellt.in Fig. 1 represents.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Sektor der beheizten Flächen in Draufsicht.Fig. 3 shows on an enlarged scale a sector of the heated surfaces in plan view.

Die dicht an dicht liegenden Rohre 1 schließen einen Gaszug runden Querschnitts ein, in den die Gase durch die Öffnung 2 eintreten und den sieThe tightly packed pipes 1 close a gas cable round Cross-section into which the gases enter through the opening 2 and which they

durch den Abzug 3 verlassen. Die Rohre 1 sind unten an einen Verteilerring 4 und oben an einen Sammlerring 5 angeschlossen und laufen gerade durch. An den Rohren 1 sind Heizflächenbündel 7, 8, 9, 10 kühlmitteiein- und -austrittsseitig angeschlossen, die in den Gasstrom hineinragen und aus U-förmigen, im Kühlmittelstrom parallel geschalteten Rohren, die jeweils in einer Ebene liegen, gebildet sind. Diese Heizflächenbündel erstrecken sich radial in den Gaszug. An jedem Rohr 1, 1' sind mehrere dieser Rohrbündel angeschlossen, deren Horizontalstrecken größer sind als die Vertikalstrecken. DieAustrittsenden des einen Bündels und die Eintrittsenden des nächstfolgenden Rohrbündeis sind mit einem von Drosselstellen 11 begrenzten Rohrstück l" verbunden. Sämtliche Einmündungen dieser U-förmigen Rohre liegen unterhalb des mittleren Wasserspiegels in der Trommel 12. Die Heizflächenbündel 7-10 erstrecken sich unterschiedlich weit in den Gaszug und überdecken dessen Querschnitt gleichmäßig (Fig. 2 und 3). Alle Heizflächenbündel 7 haben vollkommen gleiche Gestalt wie auch jeweils alle Bündel 8, 9 und 10. Es können hierbei die Biegeradien vollkommen gleich sein, während die Horizontaliängen je nach Bedarf gewählt werden. Hierbei liegen die Rohrbündel 7, 8, 9 jeweils auf gleicher Höhe und sind an jedem zweiten Rohr 1 angeschlossen, während die Rohrbündel 10 in der Höhe versetzt an den Rohren 1' angeschlossen sind.left by trigger 3. The tubes 1 are attached to a distributor ring at the bottom 4 and above connected to a collector ring 5 and run straight through. Heating surface bundles 7, 8, 9, 10 are coolant on the tubes 1. and outlet side connected, which protrude into the gas flow and of U-shaped tubes connected in parallel in the coolant flow, the each lie in a plane, are formed. These heating surface bundles extend radially into the throttle cable. Several of these tube bundles are connected to each tube 1, 1 ', the horizontal distances of which are greater than the vertical lines. The exit ends of one bundle and the entry ends of the next pipe bundle are marked with one of Throttle points 11 limited pipe section 1 "connected. All junctions these U-shaped tubes lie below the mean water level in the drum 12. The heating surface bundles 7-10 extend extend differently into the throttle cable and cover its cross-section evenly (Fig. 2 and 3). All heating surface bundles 7 have completely the same shape as in each case all bundles 8, 9 and 10. Here, the bending radii can be completely the same, while the horizontal lengths can be chosen as required. Here, the tube bundles 7, 8, 9 are each at the same height and are on every second tube 1 connected, while the tube bundle 10 offset in height to the Pipes 1 'are connected.

Das aus den beheizten Rohren 1, 7, 8, ¹J, 10 bestehende Rohrsystem ist mit dem Verteilerring 4 und Sammlerring 5 in einen quaderförmigen Rohrkäfig eingefügt. Dieser besteht aus dem Verteilerviereck 13, dem Sammlerviereck 14 und den unbeheizten Rücklauf rohren 15. Vom Verteilerviereck 13 führen Verbindungsstutzen 16 zum Verteilerring 4, während vom Saromlerring 5 ebensolche Stutzen 17 zum Sammlerviereck 14 führen. In dem Sammlerviereck vorabgeschiedenes Wasser wird über die unbeheizten Rücklaufrohre unmittelbar dem Verteilersystem 13, 4 wieder zugeführt. Die Einfügung des beheizten Rohrsystems in ein von Wasser durchflossenes Rohrgerüst bewirkt, daß unterschiedliche Dehnungen nicht auftreten können.The existing from the heated tubes 1, 7, 8, ¹ J, 10 pipe system is inserted in a rectangular tube bundle with the distributing ring 4 and collector ring. 5 This consists of the distributor square 13, the collector square 14 and the unheated return pipes 15. From the distributor square 13, connecting pieces 16 lead to the distributor ring 4, while from the Saromler ring 5 similar nozzles 17 lead to the collector square 14. Water previously separated in the collector square is returned directly to the distribution system 13, 4 via the unheated return pipes. The insertion of the heated pipe system into a pipe structure through which water flows has the effect that different expansions cannot occur.

Die Dampfabscheidetrommel 12 liegt außerhalb des Querschnitts des quaderförmigen Rohrkäfigs und ist über Fallrohre mit dem Verteilerviereck 13, über Dampf-Wassergemisch-Ableitungsrohre bzw. DampfableitungsrohreThe vapor separation drum 12 lies outside the cross section of the cuboid tube cage and is connected to the distribution square via downpipes 13, via steam-water mixture discharge pipes or steam discharge pipes

18 mit dem Sammlerviereck 14 verbunden. Zum Anschluß der Fallrohre dienen die Stutzen 19.18 connected to the collector square 14. For connecting the downpipes the nozzles 19 are used.

Das beheizte Rohrsystem ist von einem druckdichten Mantel 20 umschlossen, der durch Anlage an den Rohren 1, 1' annähernd gleiche Temperatur wie diese Rohre annimmt und der lediglich Durchbrechungen für die Stutzen 16, 17 aufweist.The heated pipe system is enclosed by a pressure-tight jacket 20, which is approximately the same by being in contact with the pipes 1, 1 ' Temperature as this tube assumes and which only has openings for the connecting pieces 16, 17.

Das Verteilerviereck 13 wird vorzugsweise so ausgebildet, daß zwei einander gegenüberliegende Rohre tiefer Liegen als die beiden anderen Rohre, und es werden an diesen tiefer liegenden Rohren EntwässerungSi- bzw. Abschlammstutzen 21 vorgesehen. Stutzen 22 können zur Einführung von Spülflüssigkeit angeordnet sein, Stutzen 23 für das Reinigen der Heizflächen z. B. durch Abblasen. Mit 24 ist eine Luke bezeichnet. Das Auswechseln einzelner Heizflächen kann durch Abtrennen der Rohre 1 am Verteiler- bzWp Sammlerring und, notfalls nach nochmaligen Durchtrennen, durch Herausziehen aus dem Gaszug geschehen.The distribution square 13 is preferably formed so that two opposite pipes lie lower than the other two pipes, and drainage si- or blowdown nozzle 21 is provided. Nozzles 22 can be arranged for the introduction of rinsing liquid, and nozzles 23 for cleaning the heating surfaces z. B. by blowing off. At 24 a hatch is designated. The replacement of individual heating surfaces can be done by cutting off the pipes 1 on the distributor or collector ring and, if necessary after cutting through again, done by pulling out the throttle cable.

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Claims

Berlin, March 11, 1965 E 141 claims for protection

1. Waste heat water tube boiler with a gas cable with a round cross-section enclosing, tightly packed, straight through, emanating from lower distributors and opening into upper collectors Pipes, which protrude into the gas flow, are arranged radially, coolant outlet and inlet side connected to them, Carry heating surface bundles formed from each lying in one plane, U-shaped and parallel pipes, thereby characterized in that in a known manner on each pipe (1, 1 ') several heating surface bundles (7-10) with larger horizontal than vertical sections are connected, the exit ends of a bundle and the inlet ends of the following bundle in a pipe section (1 ") delimited by throttle points (11) below of the mean water level open into the drum (12), and that the bundles of heating surfaces lying next to one another are different extend far into the throttle cable, evenly covering its cross-section.

2. Water tube boiler according to claim I _1, characterized in that four mutually identical types of heating surface bundles (7-10) are provided, the outermost U-shaped tubes have different lengths.

3. Water tube boiler according to claim 1 and 2, characterized in that that some (7) of the heating surface bundles extend to the longitudinal axis of the gas cable.

4. Water tube boiler according to claim 3, characterized in that

the bundle of heating surfaces extending to the longitudinal axis of the throttle cable (7) are arranged at an angle of 90 ° to each other.

5. Water tube boiler according to claim 1 to 4, characterized in that the heating surface bundles (10) with the shortest E'rstreckung connected to every second wall pipe (I ¹ ) and to the heating surface bundles adjacent on both sides (7, 8, 9) in height. are offset. ^;

6. Water tube boiler according to claim 1 to 5, characterized in that that the diameter of the heating surface bundle tubes (7-10) is about the

corresponds to half the diameter of the wall pipes (1).

7. Water tube boiler according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the heated pipe system (1, 7, 8, 9, 10) with distributors (4) and collectors (5) from a cuboid, unheated pipe cage (13, 14, 15) and is connected to this work center side.

8. Water tube boiler according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the vapor separation drum (12) in a manner known per se outside the cross section of the cuboid tubular cage (13, 14, 15) arranged and through steam (18) or steam-water mixture discharge pipes and downpipes (nozzle 19) is connected to the cuboid pipe cage.

9. Water tube boiler according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the heated tubes are enclosed by a pressure-tight, cylindrical jacket (20).

Dr.-Ing. Heiarioh VerkaufDr.-Ing. Heiarioh sale

Berlin-Sch mcirgendorl Davossr Sin. 2 B