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Flammrohrkessel Die Erfindung betrifft einen Flammrohrkessel mit
wenigstens einem Flammrohr und vorzugsweise mindestens einem Rauchrohrzug.
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Derartige Kessel mit einem Flammrohr-Zug und zwei Rauchrohrzügen
sind bereits bekannt. Nachteilig ist vor allem, daß wegen der im Kesselkörper untergebrachten
Rauchgaszügen ein bestimmter Mindestdurchmesser des Kesselkörpers nicht unterschritten
werden kann. Dadurch ist die Verwendung eines solchen Kessels mit z.B. drei Rauchgaszügen
für höhers Drücke wegen der sich dabei ergebenden Materialbeanspruchungen nur begrenzt
verwendbar.
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Ein weiterer Nachteil solcher Kessel besteht darin, daß die Temperatur
der Abgase beim Verlassen des letzten Heizrohrzuges des Kessels noch verhältnismässig
hoch ist;
je nach Beanspruchung der Heizflächen kann diese Abgastemperatur
etwa 30 bis 50° über der Sättigungstemperater des den letzten Rauchgaszug ungebenden
Kesselwa@@ers liegen.
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Je nach Betriebedruck im Inneren des Kessels ist die Sättigungstemperatur
des Wassers festgelegt. Je hü@er der Betriebsdruck ist, umso höher liegt diese Temperatur
und um@o höher ist auch die Abgastemperatur beis Vorlassen des Heizrohrsystems des
Kessels. Auf Grund dieser W@r@@verl@ste wird auch der Wärmewirkungsgrad eines sol@hen
Ke@@als umgünstig beeinflusst.
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Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Flammrohr@@@@el der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei welchem der Wirkungsgred durch Verringerung der Wärmeverluste
erhöht werden kann.
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Dabei soll die Abgastemperatur beim Austritt aus dem Heizsystem für
den Kessel unabhängig von dem Betriebedruck im Kessel einstellbar sein. Weiterhin
soll die B@ngröße eines derartigen Kessels bei etwa gleicher Leistung vermindert
werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor allem vor, daß
außerhalb des Kesselkörpers in Strömungsrichtung hinter dem letzten Rauchrohrzug
od.dgl. des Kessels ein von don Abgasen der Kesselfeuerung beaufschlagter Wärmetau@@@r
zur Speisewasservorwärmung od.dgl. vorgesehen ist. Durch einen
derartigen
Wärmetauscher, welcher von den Abgasen durchzogen wird, nachdem zie die im Kessel
befindlichen Heizflächen beaufschlagt haben, kann in vorteilhafter Weise ein sonst
für gleiche Leistung im Kessel notwendiger zusätzlicher Rohrzug od.dgl. Heizfläche
eingespart werden. Dieser außerhalb des Kesselkörpers augeordnete Wärmetauscher
kann außer zur Speisewasservorwärmung auch zur Speisewasservorverdampfung oder bei
Heßwasseranlagen zur Heißwasseraufwärmung verwendet werden, wobei das Speisewasser
zweckmässigerweise im Gegenstrom zu den Rauchgasen geführt wird. Praktisch wird
durch diesen Wärmetauscher ein Rauchrohrzug aus dem Inneren des Kessels naoh außen
verlagert, wodurch bei gleicher Leistung des Kessels ein wesentlich geringeres Kesselvolumen
notwendig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nunmehr die Abgastemperatur
nicht mehr vom Kesselzustand, sondern von der Eintrittstemperatur des Speisswassers
oder der Temperatur von Umlaufwasser bei Heißwasseranlagen abhängig ist. Dadurch
wird es möglich, die Endtemperatur der Rauchgase möglichst niedrig oberhalb des
Taupunktes von in den Gasen enthaltenen, eine Korrosionsgefahr bildenden Verunreinigungen
einzustellen, wodurch sich ein möglichst günstiger Wärmewirkungsgrad erreichen lässt.
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Es sei erwähnt, daß ein derartiger erfindungsgemäßer Wärmetauscher
außerhalb des Kesselkörpers z.B. bei einemkleineren Kessel in Strömungsrichtung
direkt hinter dem Flammrohr angeordnet sein kann Eine wichtige Weiterbildung der
Erfindung besteht darin, daß an dem außerhalb des Kesselkörpers angeordneten Wärmetauscher
für die Speisewasservorwärmung Odvdgl. wenigstens ein Temperaturftililer od.dgl.
vorgesehen ist, welcher mit einer bei z.B. duroh Wassermangel oder zu geringe Speisung
eintretendem Temperaturanstieg ansprechenden Abschaltvorrichtung ftir die Feuerung
und/ oder Temperaturanzeige- und Warngeräten in Verbindung steht.
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Ein wesentlicher Nachteil von Flammrohrkesseln besteht nämlich darin,
daß ein Wassermangel im Kessel zu einer völligen Verformung des Flammrohrohres,
ggf. sogar zu einer Explosion führen kann. Es hat sich nun gezeigt, daß bei einer
Ausbildung des Kessels gemäB der Erfindung bei während des betriebes auftretenden
Wassermängeln oder einer zu geringen Speisung: die Wasser- bzw. Dampftemperatur
an dem außerhalb des Kessels angeordneten Wärmetauscher stark ansteigt, bevor der
eigentliche druckführende Kesselkörper durch Wassermangel gefährdet wird. Durch
die genannte Maßnahme, einen Temperaturfiltiler an dem Wärmetauschen vorzugnehen,
kann. also auf einfache Weise die und daß dies nicht gut frühzeitig z.B. mittels
Temperaturfühler abgetastet werden kann.
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Sicherheit des Kessels gegen die Folgen von Wassermangel erhöht werden.
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Bin Vorteil der Erfindung besteht also darin, eine Stelle zu schaffen,
an welcher ein Temperaturanstieg frühzeitig erkennbar ist, bevor er schädliche Folgen
hervorruft.
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Zweckmässigerweise ist dabei der Temperaturfühler am rauchgasseitigen
Eintritt des Wärmetauschers, vorzugsweise im Strömungsverlauf des Wassers oder Dampfes
angeordnet. Als Wärmetauscher für die Speissewasservorwärmung od.dgl. kann z.B.
ein Rippenrohrkörper vorzugsweise aus Stahl vorgesehen sein.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als erfindungswesentlich
zugehörenden Einzelheiten an Hand der Zeichnung noch näher erläutert. Diese Zeichnung
zeigt in schemativierter Darstellung einen Flammrohrkessel mit einem Flamm'-rohr
und einem Rauchrohrzug sowie einem daran anschließenden Wärmetauscher zum Vorwärmern
des Speisewassers.
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Iln iii gansen mit 1 bezelchneter Kessel ist auf einem
Fundament
2 derart aufgestellt, daß er von diesem Fundament 2 wieder abgenommen und an anderer
Stelle aufgestellt werden kann.
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Im Inneren des Kessels 1 erkennt man ein Flammrohr 3, wobei ggi, auch
zwei derartige Flammrohre parallel zueinander angeordnet sein können. Am Eintritt
E des Flammrohres 3 ist ein Brenner 4 zur Erzeugung d<tr notwendigen Heizwärme
angeordnet.
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Anstelle dieses Brenners 4 kann ggf. auch in bekannter Weise ein Feuerrost
innerhalb des Flammrohres angeordnet sein.
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Vom Brenner 4 aus ziehen die bei dem Verbrennungsvorgang entstehenden
heißen Rauchgase geBu dem Pfeil Fr 1 durch das Flammrohr 3 in eine Unlenkkammer
5, von welcher ein Zug 6 von Rauchrohren 7 ausgeht. Im Ausführungsbeispiel ist also
im Inneren des Kessels 1 ein aus wenigstens einem Flammrohr 3 bestehender Zug sowie
ein zweiter aus den Rauchrohren 7 gebildeter Zug 6 vorgesehen, wobei die Richtung
der Gasströmung im zweiten Zug 6 der der Strömung im Flammrohr 3 entgegengesetzt
ist. Sowohl die Flammrohre als auch die Rauchrohre sind von dem zu vordampfenden
bzw.
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zu erhitzenden Wasser 8 umgeben, dessen Oberfläche nicht unter ein
bestimmtes Niveau absinken darf.
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Nach Durchströmen der Rauchrohre 7 gelangt das Abgas in einen Kanal
9, welcher es zu einem erfindungsgemäß außerhalb des Kessel t angebrachten Wärmetauscher
10 führt.
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Dieser Wärmetauscher 10 dient dazu, die Restwärme des Abgases zur
Vorwärmung des Speisewassers oder zur Vorverdampfung auszunutzen. Dabei wird der
Wärmeaustausch am Wärmetauscher 10 in vorteilhafter Weise nicht wie bei einem Rauchrohrzug
im Inneren des Kessels 1 vom Kesselzustand beeinflusst. Vielmehr lässt sich die
Rauchgastemperatur am Austritt 11 durch die Speisewassertemperatur bzw. bei Warmwasserheizungen
durch die Eintrittstemperatur des Umlaufwassers beeinflussen. Dadurch ist eine bessere
Aus.
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nutzung der von dem Rauchgas mitgeführten Wärme und dadurch ein besserer
Wirkungsgrad des Kessels 1 mit dem Wärmetauscher 10 möglich. Außerdem wird durch
diesen Wärmetauscher 10 ein sonst zur Ausnutzung wenigstens eines Teiles dieser
Warme notwendiger weiterer Rauchrohrzug im Inneren des Kessels 1 Vermieden. Dadurch
kann bei gleicher oder gar besserer Leistung der Kessel 1 ein geringeres Volumen
besitzen, durch eine erhebliche Einsparung an Material und konstruktivem Aufwand
möglich ist.
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Es sei erwähnt, daß als Wärmetauscher 10 für die Speisewasservorwärmung
od.dgl. ein R#ippenrohrkörper vorzugsweise aus Stahl vorteilhaft ist. Zweckmässigerweise
soll
das Speisewasser im Gegenstrom zu den Rauchgasen durch diesen
Wärmetauscher 10 getiilirt werden.
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Die Anbringung dieses Wärmetauschers 10 außerhalb des Kessels 1 ermöglicht;
es in vorteilhafter Weise, daß vorzugsweise am rauchgasseitigen Eintritt des Wärmetauschers
10 ein nur schematisch angedeuteter Temperaturfühler 12 vorgesehen werden kann.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei Wasser mangel oder zu geringer Speisung bei
im Gegenstrom zu den Rauchgasen ge@ührtem Speisewasser vor allem an dieser Stelle
ein starker Temperaturanst:Leg erfolgt, bevor der eigentliche druckführende Kesselkörper
durch Wassermangel gefährdet wird.
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Durch Anbringung des Temperaturfühlers an dieser Stelle kann dieser
Temperaturanstieg dazu ausgenutzt werden, um eine selbsttätige Abschaltvorrichtung
für die Feuerung oder auch Temperaturanzeige- und Warngeräte vorzugsehen, wodurch
eine Gefährdung des Kesselkörpers durch zu geringe Speisewasserzufuhr weitgehend
vermieden werden kann.
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Die erfindungsgemäße Anbriiigung eines Wärmetauschers 10 - Vorwärmen
des Speisewassers odedgl. außerhalb des Kessels 1 und die damit verbundene Einsparung
eines Rauchrohrzuges im Inneren des Kessels 1 ermöglicht also, bei gleicher Leistung
einen kleineren Kessel zu verwenden und zusätzlich einen besseren Wirkungsgrad zu
erzielen Als besonders
vorteilhaft ist die Kombination dieses
außenliegenden Wärmetauschers 10 mit dem Temperaturfühler 12 anzusehen, da die eine
wesentliche Verbesserung der Sicherheit des Kessels gegen die Folgen eines zu geringen
Speisewasserzuflusses ermöglicht.
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Es sei erwähnt, daß alle in der Beschreibung und in der Zeichnung
dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails sowohl einzeln als auch in beliebiger
Kombination erfindungswesentlich sein können.