DE19914287A1 - Dampferzeuger - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Dampferzeuger zur Gewinnung von Heißdampf aus erhitzten Gasen. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, den Wärmeübergang zu verbessern und das Bauvolumen zu verkleinern. DOLLAR A Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß in einem Druckrohr wärmeleitende Strukturkörper angeordnet sind, die unter sich und mit der Wand wärmeleitend verbunden sind und daß an die Außenwand des Druckrohres Strukturkörper angeschmolzen sind, die von einem Heißgas durchströmt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger zur Gewinnung von Heißdampf aus erhitzten Gasen. Dampferzeuger sind in vielen Ausführungsformen bekannt geworden.

Hauptmerkmal ist ein in ganz unterschiedlichen Bauformen gestalteter Druckbehälter, in den das Speisewasser eingepreßt wird. Auf der Niederdruckseite werden Heißgase, insbesondere Rauchgase, an die Druckwand herangeführt. Um den Wärmeübergang zu verbessern, ist es bekannt, die Druckbehälterwand, im allgemeinen ein Rohrsystem, durch Rippen oder dergl. in der Oberfläche zu vergrößern.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dampferzeuger zu schaffen, der einen besonders hohen Wirkungsgrad und ein sehr geringes Wasservolumen aufweist.

Erfindungsgemäß werden in einem Druckrohr gut wärmeleitende Strukturkörper angeordnet, die unter sich und mit der Druckrohrwand wärmeleitend verbunden sind. Zusätzlich werden an die Außenwand des Druckrohres Strukturkörper angeschmolzen, die von dem Wärmeträger, einem Heißgas, durchströmt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Fig. 1 und 2 der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Druckrohrsystem zur Dampferzeugung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen kugelförmigen Dampferzeuger.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Druckrohr bezeichnet, das an seinen Enden Flansche 2 und 3 trägt. Der Innenraum des Druckrohres 1 ist mit Strukturkörpern 4 ausgefüllt, die untereinander und mit der Wand des Druckrohres 1 durch Schmelzkontakte gut wärmeleitend verbunden sind. Auf der Außenseite des Druckrohres 1 ist ein aus Blech bestehender Hohlkörper 5 angeordnet, der oben und unten durch kreisringförmige Scheiben 6, 7 abgeschlossen ist. Ein Stutzen 8 dient der Heißgaszufuhr, ein weiterer Stutzen 9 leitet das abgekühlte Gas ab. Der Hohlkörper 5 ist mit Strukturkörpern 10 ausgefüllt, die unter sich und zum Druckrohr 1 hin engen Wärmekontakt haben.

Das heiße, eintretende Gas gibt seine Wärme über die Strukturkörper 10 und 4 an das im Druckrohr 1 von oben nach unten strömende Wasser ab, wandelt es in Dampf um und überhitzt ihn. Die Umwandlung von Wasser in Dampf findet im oberen Bereich des Druckrohres 1 statt.

Um die Wärmeübertragung noch weiter zu verbessern, kann das Druckrohr 1 auf der Außenseite oder auch auf der Innenseite mit Rippen aus gut wärmeleitfähigem Metall versehen sein. Dabei sind dann die Strukturkörper sowohl mit dem freiliegenden Teil der Druckrohrwand als auch mit den Rippen verbunden.

Alternativ kann das Druckrohr auch außen angeordnet sein, während das Heißgas den Innenraum durchströmt. Diese Lösung würde aber wesentlich größere druckbeanspruchte Flächen erfordern.

In Fig. 2 ist ein kugelförmiger Dampferzeuger im Längsschnitt dargestellt. Der Druckkörper ist eine Hohlkugel 10, in die Strukturkörper 11 eingebettet sind. Der Außenraum ist mit vergleichsweise grobkörnigen Strukturkörpern 12 angefüllt. Ein Blechmantel 13 stellt den Abschluß zum Außenraum dar.

Das Speisewasser wird durch eine Hochdruckleitung 14 in das Zentrum des Dampferzeugers eingespritzt. Der entstehende Dampf wird über die Rohre 15 und 16 abgeleitet. Das Heißgas wird über den Rohrstutzen 17 zugeleitet und nach Abkühlung mit Hilfe des Rohrstutzens 18 abgeführt.

Die Strukturkörper können ganz verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise kann man Sinterkörper in Kugel-, Zylinder- oder Kegelform benutzen. Auch Kugeln oder Kegel aus massivem Eisen, Bronze, Messing oder Kupfer sind möglich.

Wichtig bei der Verarbeitung dieser Strukturkörper ist es, daß diese Körper untereinander und mit den Druckrohren oder Druckbehältern gut wärmeleitfähig verbunden sind. Dies kann durch Sinterung, Schweißung, Hartlötung oder Verpressung geschehen.

Die in den Ausführungsbeispielen angeführten Durchströmungsrichtungen sind nur als bevorzugte Richtungen anzusehen. So könnte das Wasser in Fig. 1 auch von unten zugeführt werden, wenn dann auch die Heißgasrichtung umgedreht wird. Auch eine mehr oder weniger waagrechte Dampf und Heißgasführung ist denkbar.

Der beschriebene Dampferzeuger reagiert schnell auf Laständerungen und kann sehr kompakt aufgebaut werden, weil in einem einzigen homogenen Bauteil eine Vorwärmung, Verdampfung und Überhitzung des Wassers bzw. Wasserdampfes erfolgt. Versuche haben ergeben, daß man einen Wärmestrom von etwa 40 kW pro Liter Dampfraumvolumen übertragen kann.

Bezugszeichenliste

1

Druckrohr

2

,

3

Flansche

4

Strukturkörper

5

Hohlkörper

6

,

7

Scheiben

8

,

9

Stutzen

10

Hohlkugel

11

Strukturkörper

12

Strukturkörper

13

Blechmantel

14

Hochdruckleitung

15

Dampfrohre

17

,

18

Rohrstutzen

Claims (8)

1. Dampferzeuger zur Gewinnung von Heißdampf aus erhitzten Gasen, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Druckrohr (1) wärmeleitende Strukturkörper (4) angeordnet sind, die unter sich und mit der Wand wärmeleitend verbunden sind und
daß an die Außenwand des Druckrohres (1) Strukturkörper (10) angeschmolzen sind, die von einem Heißgas durchströmt sind.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Dampferzeugung dienendes Speisewasser das Druckrohr (1) mit seinen Strukturkörpern (4) in der einen Richtung durchströmt und
daß das Heißgas in der entgegengesetzten Richtung an den äußeren Strukturkörpern (10) vorbeigeführt wird.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Speisewasser von oben in die Strukturkörper (4) eingespritzt wird und
daß das Heißgas einen das Druckrohr (1) umschließenden Hohlzylinder (5) von unten nach oben durchströmt.

4. Dampferzeuger nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturkörper (4) in der Nähe des Wassereintritts grobkörnig und im Dampfbereich feinkörnig sind.

5. Dampferzeuger nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (1) innen und/oder außen mit Rippen zur Erhöhung der Wärmeübertragung ausgerüstet ist.

6. Dampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Strukturkörper (11) in einem kugelförmigen Druckbehälter (10) angeordnet sind, der außen von weiteren Strukturkörpern (12) umgeben ist.

7. Dampferzeuger nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Strukturkörper Sinterkörper eingesetzt sind.

8. Dampferzeuger nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Strukturkörper Kugeln eingesetzt sind.