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ZwangsdurchlauS-Dampferzeuger Die Erf ndung bezieht sich aut einen
Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger in Mehr-Zug-Bauweise mit gasdicht verschweißten, aus
vlossenrohren bestehenden Wänden, deren die Dampferzeugeb UmSassungswände bildenden
Parallelrohre treppen- oder spiralförmig und stufig gewickelt sind und sich im Durchtrittsquerschnitt
entsprechend der Aufwärmung des Durchflußmittels erweitern.
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Solche gasdicht verschweißte DampSerzeuger-Umiassungswände sind nach
den deutschen Gebrauchsmustern 6 902 118 und 6 902 119 bereits bekannt. Beim Einbau
in die Zwangsdurchlaufkessel wird diesen jeweils ein Zwischensammler vor- und nachgeschaltet,
um den Übergang auf andere Bauteile, beispielsweise aul eine ebenfalls aus Parallelrohren
bestehende Brennkammerdecke und/oder einen Brennkarnmerboden, zu ermöglichten.
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Die Zwischensatirniler sowie die dafür notwendigen Verbindungsleitungen
erfordern einen hohen Kostenaufwand und fUhren zudem leicht zur Entmischung von
Dampf und Wasser, wodurch die anschließenden Parallelrohrsysteme ungleichmäßig beaufschlagt
werden, was zu Wärmespannungen fUhrt. Ferner wird durch die Zwischenschaltung von
Sammlern die Stabilität des gesamten Verdampfersystems vermindert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen ZwangßdurchlauS-Dampferzeuger
zu
schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden werden, Nach der Erfindung wird die
Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umfassungswände für den ersten und den zweiten Zug
einschließlich Brennkammerboden, Brennkammerdecke, Trennwand zwischen erstem und
zweitem Zug, Bode-n vom zweiten Zug und Tragrohre im ersten Zug mit gleicher Parallelrohrzahl
ohne Zwischenschaltung von Sammlern durchgehend ausgeführt sind, und daß außer den
Umfassungswänden auch die Tragrohre im ersten Zug, die Trennwand zum zweiten Zug
und der Boden des zweiten Zuges im Plammenstrahlungsbereich liegen und bei allen
Lastzuständen als Verdampferheizflächen arbeiten.
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Die Anordnung von Brweiterungen des Durchtrittsquerschnittes der Parallelrohre
wird dabei vom Eintrittssammler vor dem Brennraumboden bis zum Austrittssammler
nach den Tragrohren des ersten Zuges, also auch auf den Brennkammerboden, die Brennkammerdecke,
die Trennwand und die Tragrohr ausgedehnt, und zwar so, wie es die fortschreitende
Aufwärmurig des Durchflußmittels jeweils erfordert.
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Eine solche Ausführung eines Zwangsdurchlauf-Dampferzeugers ist neu.
Mit ihr werden alle eingangs erwähnten, den bisher bekannten Dampferzeugern anhaftenden
Nachteile beseitigt und sie ist gegenüber diesen durch Wegfall einer Reihe von Zwischensammlern
wesentlich billiger. Das vom Eintrittssammler über den Brennkammerboden, die Umfassungswände,
die Brennkammerdecke, die Trennwand zum zweiten Zug, den Boden des zweiten Zuges
und die Tragrohr iR ersten Zug durchgehend verlaufende Parallelrohrsystem läßt keine
Entmisohung aufkommen, ist in sich stabil und vermindert Wärmespannungen. Letztere
werden zusätzlich durch die genannte Anordnung der Tragrohr im ersten Zug, der Trennwand
und dem Boden des zweiten Zuges im Plammenstrahlungsbereich unterbunden.
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Eine solche Bauart ist besonders geeignet für Zwangsdurchlaufkessel
im unter- und überkritischen Bereich, speziell bei Gleichdruckbetrieb, bei dem über
einen weiten Lastbereich in der gesamten Brennkammerberohrung einschließlich der
Überhitzertragrohre gleiche Temperatur vorliegt, die nur mit der Last variiert.
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Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Querschnitt durch ein Parallelrohrsystem, Fig. 2 einen vereinfachten
Längs schnitt durch einen Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach der Erfindung, Fig.
3 ein Schalt schema des Dampferzeugers nach Fig. 2.
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In Fig. 1 ist ein an sich bekanntes Parallelrohrsystem gezeigt, das
aus Parallelrohren 25 und jeweils dazwischen liegenden Querstegen 26 besteht. Die
Ausführung ist für die Erfindung in keiner Weise bindend, sondern lediglich beispielsweise
angeführt.
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In den Fig. 2 und 3 sind die vordere Umfassungswand mit 1, die hintere
Umfassungswand mit 2 und die beiden an der Seite angeordneten Umfassungswände mit
3 bezeichnet. Unterhalb der beiden seitlichen Umfassungawände 3 liegt je ein Eintrittssammler
4. Aus jedem Eintrittssammler 4 führt jeweils die Hälfte der gesamten Parallelrohre
25 in eine waagrechte, den Brennkammerboden 5 bildende Ebene, wo die Parallelrohre
25 derart ein- oder mehrmals hin- und hergeführt werden, daß die Teilung der Anschlüsse
für die aufsteigenden seitlichen Umfassungewände 3 der aus der halben Parallelrohrmlhl
entstehenden Teilung der schrägen Wicklung der UmfaseungereFre entspricht. Die Umfassungewände
1, 2, 3 sind treppenförmig gewickelt, wobei die r m llelrohre 25 in den
seitlichen
TJmfassiingswänden 9 schr- nach oben und in der vorderen und hinteren UmfassunCswand
1, 2 jeweils waagrecht verlaufen. In den Brennkammerecken werden dabei Ausbiegungen
6 flir die Brenner 7 vorgesehen. Sämtliche Umfassungswände 1, 2, 3 sind aus Flossenrohren
oder in Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion gasdicht verschweißt und werden durch Bandagen
8 zusätzlich versteift.
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Im oberen Teil der Umfassungswände 3 werden die Rohrquerschnitte zur
Begrenzung des Druckverlustes ein- oder mehrmal vergrößert, wie insbesondere aus
den angedeuteten schrägen 3a und 3b (Fig. 2) hervorgeht. Durch Staffelung der Erweiterungsstellen
über die Wandbreite entsprechend der davorliegenden Rohrlänge ergibt sich eine gleichmäßige
Steigerung der Rohrsteigung über einen Seitenwandabschnitt.
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Im Bereich des Rauchgasaustritts 9 werden die horizontal verlaufenden
Parallelrohre der hinteren Umfassungswand 2 in mehrere Reihen aufgelockert, um den
Gasdurchtritt zu ermöglichen.
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Am oberen Ende der seitlichen Umiassungswände 3 werden alle Parallelrohre
25 zu einer Waagrechten abgebogen und bilden in gleicher Weise wie beim Brennkammerboden
5 eine Brennkammerdecke 10. Die so quer zur Kessel-Längsachse verlaufenden Deckenrohre
ergeben den zusätzlichen Vorzug, daß Durchtritte von später noch erwähnten ragrohren
11 und 12 mit einem Mindestaufwand an Rohrausbiegungen hergestellt werden können.
Die Parallelrohre 25 der Brennkammerdecke 10 werden schließlich in eine senkrecht
nach unten verlaufende Trennwand 13 umgeleitet, welche den Kessel in einen ersten
Zug I und in einen zweiten Zug II unterteilt. Der obere Teil der Trennwand 13 ist
wie in Pig. 2 angedeutet für den Gasdurchtritt in ein zwei- oder mehrteiliges Rohrgitter
13a aufgelöst. Die Trennwand 13 geht schließlich in einen ebenfalls aus der gleichen
Anzahl von Parallelrohren 25 bestehenden Boden 14 tür den zweiten Zug II über. Am
Umkehrende
des Bodens 14 ist eine Ablaßstelle 15 durch die hintere
UmSassungswand 2 hindurchgeführt, an der enge Verbindungsrohre 16 zur Entwässerung
der Trennwand 13 und der Tragrohre 11 in einen darunterliegenden Sammler 17 führen.
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Durch die engen Verbindungerohre 16 wird lediglich ein Druckausgleioh
zwischen den Parallelrohren 25 hergestellt, nicht jedoch die Möglichkeit zu gefährlichen
Entmischungsvorgängen gegeben, wie dies bei einem direkten Anschluß an einen Sammler
der Fall ist. Von der Ablaßstelle 15 werden die Parallelrohre unterhalb des Bodens
14 zu den bereits genannten Tragrohres 11 der Überhitzer 18, 18a, 18b im ersten
Zug I geführt und münden schließlich an deren oberen Ende in einen ragrohr- oder
Austrittssammler 19.
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Von diesem Austrittssammler 19 wird der Dampf über eine Anfahrflasche
20 in den Überhitzer 18 18a, 18b geleitet.
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Im zweiten Zug ist noch ein über eine Zulaufleitung 21 gespeist er
Vorwärmer 22 zu sehen, von dessen oberen Ende das Wasser über eine Leitung 23 zum
unteren Ende der Tragrohr 12 und vom oberen Ende derselben schließlich über eine
Leitung 24 zum Eintrittssammler 4 geführt wird. Die Uragrohre 12 des zweiten Zuges
II sowie der Vorwärmer 22 sind nicht in das kontinuierliche Parallelrohrsystem einbezogen,
welches vom Eintrittssainiiler 4 bis zum Austrittssammler 19 führt.
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Es sei noch bemerkt, daß im Bereich der Berührungsheizfläcbsn außer
dem Überhitzer 18 und dem Vorwärmer 22 auch noch ein Zwischenüberhitzer angeordnet
sein kann.