DE2015613A1

DE2015613A1 - Schiffskessel mit Zwischenüberhitzer und Verfahren zu seinem Betrieb

Info

Publication number: DE2015613A1
Application number: DE19702015613
Authority: DE
Inventors: Richard A. Medina Ohio Grams (V.St.A.)
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1970-04-02
Publication date: 1970-10-08
Also published as: SE359635B; FR2038231A1; US3579990A; NL7004863A; GB1283297A

Description

Patentanwalt Oberhausen, den 31. März. 1970 Anw.-Akte; 27.1 SK/Ob-

PATENTAI M E L D U I G

Titel; Schiffskessel mit Zwischenüberhitzer und Verfahren zu seinem Betrieb

Anmelder; Babcock & Wilcox Company, New fork, Ι.-Ϊ. (V.St.A.)

Die Erfindung betrifft einen Schiffskessel, der mit einem Zwischenüberhitzer ausgestattet ist und sie bezieht sich auf das Verfahren zur Regelung der Temperatur der Rauchgase, welche durch den Zwischenüberhitzer strömen.

Die Zwischenüberhitzung des Dampfs zwischen den Turbinenstufen wird als ein_:wünschenswerter Schritt'zur Erzielung --* hoher Wirkungsgrade angesehen, welche von heutigen Kraftanlagen verlangt werden. Die Verwendung des Zwischenüberhitzungsprinzips bei einem Schiffskessel führt jedoch gewisse Faktoren ein, die man normalerweise in Landanlagen nicht vorfindet. Ein derartiger Faktor ist die Verfahrensweise, die verlangt, daß das Zwischenüberhitzungssystem von der Dampfschaltung während der Rückwärtsfahrt bei gewissen Manöverarten sowie während des Betriebs der Schiffs- , kraftanlage im Hafen ausgeschlossen wird.

Die Heizfläche, welche für die Überhitzung oder die Zwischenüberhitzung von Dampf vorgesehen ist, wird normaler-

- 2 - 0098Λ1/Τ3&3 BAD ORIGINAL

weise in Zonen angeordnet, in denen die Temperatur der Abgase weit oberhalb der anerkannten höchstzulässigen Betriebstemperaturen für Metalle liegen, jedoch wird ein solcher Einsatz durch die Kühlwirkung ermöglicht, welche durch den Dampf bewirkt wird, der durch die Rohre, dieser Wärmetauscher strömt. Ein Problem taucht während der Rückwärtsfahrt, beim Manövrieren und im Hafenbetrieb auf, wenn kein Dampf durch den Zwischenüberhitzer geleitet wird, wodurch ein Zustand entsteht, bei dem die Rohrmetalltemperaturen die zulässigen Auslegungsgrenzen überschreiten, falls keine Abstellmaßnahmen getroffen werden. Eine Art, durch die dieses Problem gelöst wurde, bestand darin, Zwischenüberhitzer in einem von zwei parallelen Gaszügen anzuordnen und Klappen vorzusehen, um die Strömung von heißen Verbrennungsgasen über den Zwischenüberhitzer, wenn dieser nicht im Einsatz ist, zu vermeiden; diese Anordnung ist in der US-Patent-Nr. 3.280.559 gezeigt.

Die Erfindung macht es nicht erforderlich, parallele Gaszüge und Klappen an Stellen hoher Gastemperaturen anzuordnen, wie diese bei den betreffenden Gaszügen üblich sind; es wird vielmehr ein Schutz für einen Zwischenüberhitzer geschaffen, indem man ein gasförmiges Medium mit niedriger Temperatur in den Heizgasstrom vor dem Zwischenüberhitzer einführt, wodurch die Gastemperatur auf eine annehmbare sichere Grenze vor dem Eintritt in den Zwischenüberhitzer-Gaszug herabgesetzt wird. Das gasförmige Medium mit niedriger Temperatur kann Verbrennungsluft sein, die dem Lufteintrittskanal entnommen ist, oder Rauchgas, welches dem Gasstrom entweder vor oder nach dem Luftvorwärmer entnommen wird. Diese Verbrennungsluft oder dieses Rauchgas wird in einem Berührungsgaszug an einer Stelle zwischen den Überhitzer- und Zwischenüberhitzergaszü-

³ ~ 009841/1363

gen eingeführt und verbindet sich mi.t den aus dem Überhitzergaszug austretenden Heizgasen um die Temperatur dieser Heizgase herabzusetzen, bevor sie in den Zwischenüberhit-'zergaszug eintreten.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutz für das Rohrmaterial eines Zwischenüberhitzers während der Rückwärtsfahrt, während des ManÖvrierens und des Hafenbetriebs zu gewährleisten, wenn kein Dampf durch den Zwischenüberhitzer geleitet wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ausreichende Mengen eines gasförmigen Mediums mit niedriger Temperatur in den Berührungsgaszug eingeführt werden, um die Temperatur der Heizgase auf einen Wert herabzusetzen, der mit den zulässigen Temperatureinsatzgrenzen des Zwischenüberhitzerrohrmetalls vereinbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Mittel vorzusehen, um die Zwischenüberhitzermetalle zu schützen, ohne daß hinsichtlich der Heißdampftemperatur ein schwieriges oder unmögliches Regelproblem geschafft wird. Dies wird dadurch erzielt, daß die Mischstelle des gasförmigen Niedrigtemperatur-Mediums mit den Heizgasen gasströmungsmäßig hinter der üherhitzerheizflache angeordnet wird. Es ist leicht zu erkennen, daß, wenn diese Mischstelle gasströmungsmäßig vor dem Überhitzer, und zwar vor der gesamten oder vor einem Teil der Überhitzerfläche liegen würde, der überhitzer oder der betreffende Teil des Überhitzers Massengasflüssen und Temperaturen ausgesetzt sein würde, die bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt und dabei doch gleichen Feuerungsleistungen wesentlich anders wären. Dies würde ganz offensichtlich ein äußerst schwieriges Betriebsproblem für das System zur Regelung der Heißdampftemperatur im Lastbereich"des Kesselblocks darstellen.

_" -4 _ « 00984171363

BAD OBlGlNAL

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Regelung der Zwischendampftemperatur während der normalen Vorwärtsfahrt, wenn Dampf durch den Zwischenüberhitzer geleitet wird. In diesem wird bekanntlich die Temperatur der in den Zwischenüberhitzergaszug eintretenden Heizgase geregelt und zwar durch Regelung der Rauchgas- oder Verbrennungsluftmenge, die in den Berührungsgaszug zwecks Mischung mit den Heizgasen eingeführt wird.

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

Fig. 1: eine Seitenansicht im Schnitt eines Dampferzeugers mit Dampfleitungen von dem Kessel zu den Vorwärts- und Rückwärts-Turbinenantrieben und mit Verbrennungsluft als gasförmiges Niedrigtemperaturmedium;

Fig. 2: eine Seitenansicht unter Darstellung einer anderen quelle für die Verbrennungsluft, welche als gasförmiges Niedrigtemperaturmedium in dem Dampferzeuger nach Fig. 1 benutzt wird;

Fig. 3: eine Seitenansicht bei Verwendung von Rauchgas als gasförmiges Niedrigtemperaturmedium in dem Dampferzeuger nach Fig. 1.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist der Kessel von der Wandung 10, welche eine Vorderwand 11 und eine rückwärtige .'/and 12, (nicht dargestellt) sowie die Seitenwände 13 und 14 umfaßt, umgeben. Der Kessel ist unterteilt in eine Brennkammer 15, einen jberhitzerzug 16, einen Berührungszug 17 und einen Zwischenüberhitzerzug 18, welcher sich zu einem Aus-

⁵ 009841/1363

trittszug 19 erstreckt. Die Brennkammer 15 wird bestimmt durch die·Seitenwand 13 und Abschnitte der Vorder- und Rückwand 11 bzw. 12 sowie durch eine Trennwand 20, welche einen versetzten Rohrabschnitt hat, der einen rostartigen Eintritt 21 in den Überhitzerzug 16 bildet.. Der Brennkammer ab schnitt der Vorderwand 11 umfaßt den Luftzuführungskanal -22 und zugehörige Vorderwandöffnungen 23, um die nicht dargestellte Brenneranlage aufzunehmen;

Der Überhitzerzug 16 umfaßt die Trennwand 20 sowie Abschnitte der Vorder- und Rückwand 11 bzw. 12 und eine Trennwand 24_f die einen versetzten Rohrabschnitt hat, welcher einen rostartigen ersten Eintritt 25 in den Berührungszug 17 bildet.

Der Überhitzerzug 16 enthält die gesamte Überhitzerheizflache, welche aus senkrechten, im allgemeinen U-förmigen Rohren 26 gebildet wird, die auf der gesamten Breite des Gaszuges angeordnet sind; der Überhitzer besteht aus einem. Primärüberhitzer 27 und einem Sekundärüberhitzer 28, welche in dieser Reihenfolge in der Richtung des G-asstroms hintereinander geschaltet sind.

Der Berührungszug 17 ist ein vertikal sich erstreckender Zug, welcher zwischen und seitlich von dem Überhitzerzug 16 und dem Zwischenüberhitzerzug 18 angeordnet ist. Er wird durch die Trennwand 24 sowie durch Abschnitte der Vorder- und Rückwand 11 bzw. 12 und durch eine Trennwand 29 gebildet, welche einen aus versetzten Rohren bestehenden unteren Abschnitt hat, der einen rostartigen Durchlaß 30 bildet, sowie einen aus versetzten Rohren bestehenden oberen Abschnitt, welcher einen zweiten rostartigen Eintritt 31 bildet.

■■■■■- 6". -

0 0 9841/1383

Der Zwischenüberhitzerzug 18 ist ein vertikal liegender Zug, der parallel zum Berührungszug 17 verläuft. Er wird durch die Trennwand 29 sowie durch Abschnitte der Vorder- und Rückwand 11 bzw. 12 und Seitenwand 14 gebildet. Der Zwischenüberhitzerzug 18 schließt einen Zwischenüberhitzerzug 30 ein, der aus Innenrohren 33 besteht, die ein Hauptrohrbündel 32 A sowie ein Hilfsrohrbündel 32 B bilden; beide Bündel erstrecken sich über die Breite des Gaszugs. Der Eintrittssammler 34 verbindet mit dem Eintrittsende des Rohrbündels 32 B, der Zwischensammler 35 verbindet mit dem Austrittsende des Rohrbündels k 32 B und dem Eintrittsende des Rohrbündels 32 A₁ während der Austrittssammler 36 mit dem Austrittsende des Rohrbündels 32 A verbindet. Der Zwischenüberhitzerzug 18 kann auch andere Wärmeaustauschflächen einschließen, z. B. den Speisewasservorwärmer 37, der gasströmungsmäßig hinter dem Zwischenüberhitzer 32 angeordnet ist.

Der Austrittszug 19 ist ein vertikaler Gaszug, der oberhalb und in Verbindung mit dem Austritt des Zwischenüberhitzerzugs 18 angeordnet ist. Der Austrittszug 19 ist mit der Gasseite 38 A eines Regenerativ-Luftvorwärmers 38 verbunden.

Der Lufteintrittskanal 35 bildet einen Strömungsweg, der ein Eintrittsende 40 hat, welches an einen Frischlüfter 41 angeschlossen ist und ein Austrittsende 42, welches an dem Luftkasten 22 angeschlossen ist. Der Lufteintrittskanal 39 ist mit der Luftseite 38 B des Regenerativ-Luftvorwärmers 38 ver-' bunden und besitzt Mengenregelklappen 45, die in der Nähe des ersten Austrittsendes 42 bei der Luftzuführung 22 angeordnet sind.

009841/1363

Der Kühlkanal 44 bildet eine Zwischenverbindung zwischen dem Lufteintrittskanal 39 und dem Berührungszug 17, indem sein Eintrittsende 43 mit dem Luftkanal 39 an einer Stelle verbunden ist, die im Strömungsweg der Luft hinter dem Luftvorwärmer 38liegt. Sein Austrittsende 46 ist mit dem zweiten Eintritt 31 des Berührungszuges verbunden. Im Kühlkanal 44 sind Mengelregelklappen 47 angeordnet.

Der Erhitzüngs- und Dampferzeugungsteil des Kessels besteht aus einer Dampftrommel 48, einem Hauptsammler 49 sowie Verteilern 50 und 51. Der Klarheit wegen sind zusätzliche Sammler, Steigrohre, V-Rohre sowie die DampfVerbindungsleitung zwischen der Trommel 48 und den Überhitzersammlern 52 A, 52 B, 52 C und 52 D nicht dargestellt, da die räumliche Anordnung derselben üblich ist und als solche nicht Teil der Erfindung bilden.

Die Dampfzuführungsleitung 53 verbindet den Austrittssamm-1er 52 B mit der Eintrittsseite einer Vorwärtsfahrt-Hochdruckturbine 54« Eine Dampfzuführungs-Hilfsleitung 55 verbindet die Eintrittsseite einer Rückwärtsfahrt-Hochdruckturbine 56mit der Dampfleitung 53. Absperrventile 57 und 58 sind strömungsmäßig hinter der Verbindungsstelle zwischen den Dampfleitungen 53 und 55 angeordnet. Eine Abdampfleitung

59 verbindet die Äustrittsseite der flochdruckturbine 54 mit dem Zwischenüberhitzereintrittssammler 34 über die Leitung

60 und mit dem Zwischenüberhitzer-Zwischensammler 35 über diö Leitung 61. Absperrventile 62 und 63 sind in den Leitungen 60 ijzw. 61 angeordnet. Eine Dampfzuführungsleitung 64 verbindet den Zwischenüberhitzeraustrittssammler 36 mit der Eintrittsseite einer Vorwärtsfahrt-Iiiederdruckturbine 65. Eine Dampfquerverbindungsleitung 66 verbindet die Dampflei-

009841/1363.

tungen 59 und 64 und besitzt ein Absperrventil 67. Die Dampfleitung 64 besitzt ein Absperrventil 68, das strömungsmäßig vor der Zwischenverbindungsleitung 66 angeordnet ist. Die Abdampfleitungen 69 und 70, die von dem Austrittsende der Turbinen 56 und 65 verlaufen, führen in einen Kondensator (nicht dargestellt).

In Fig. 2 ist das obere Ende des Zwischenüberhitzerzuges

18 mit dem Speisewasservorwärmer 37 und mit dem Austrittszug 19 dargestellt.

Der Frischlüfter 41 drückt die kalte Frischluft in den Eintritt 40 des Lufteintrittskanals 39. Der Regenerativ-Luftvorwärmer 38 hat eine Gasseite 38 A, welche mit dem Austrittszug 19 verbunden ist, und eine Luftseite 38 B, welche mit dem Lufteintrittskanal 39 verbunden ist. Das Eintrittsende 43 A des Kühlkanals 44 A steht mit dem Lufteintrittskanal 39 an einer Stelle in Verbindung, welche luftströmungsmäßig vor dem Luftvorwärmer 38 liegt, während das Austrittsende 46 A in den Berührungszug 17 über den zweiten rostartigen Eintritt 31 mündet. Mengenregelklappen 47 A sind in der Nähe des Austrittsendes des Kühlkanals angeordnet. Diese Ansicht zeigt auch die Dampftrommel 48 und den oberen Teil des rostartigen ersten Eintritts 25.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist das obere Ende des Zwischenüberhitzerzugs 18, welcher den Speisewasservorwärmer 37 einschließt und der mit dem Austrittszug 19 in Verbindung steht zu erkennen. Der Frischlüfter 41 fördert in den Eintritt 40 des Lufteintrittskanals 39. Bei dem Regenerativ-Luftvorwärmer 38 ist die Gasseite 38 A mit dem Austrittszug

19 verbunden und die Luftseite 38 B mit dem Lufteintritts-

009841/1363

kanal 39. Ein Kühlkanal 71 hat ein Eintrittsende 72, welches mit dem Austrittszüg 19 an einer Stelle verbunden ist, die gasströmungsmäßig hinter dem Luftvorwärmer 38 liegt, und ein Austrittsende 38, das in dem Berührungszug 17 über dem rostartigen zweiten Eintritt 31 mündet. Ein Gebläse 73 der Bauart, wie sie eingesetzt wird,, um Rauchgase zu rezirkulieren, ist betrieblich mit dem Kühlkanal 71 verbunden. Mengenregelklappen 74, welche vor dem Gebläse 73 angeordnet sind, dienen dazu, die Gasmenge zu regeln, welche durch den Kühlkanal 71 strömt. Gasdichte Klappen 75 ■sind angeordnet, um sich zu schließen und die-Rückwärtsströmung der Gase zu verhindern, wenn das Gebläse 73 abgeschaltet ist oder stillsteht/Eine Sperrluftleitung 76 leitet Druckluft zu dem Raum zwischen den Klappen 75 und schafft eine Drucksperre, wenn diese Klappen sich in ih- ■ rer geschlossenen Stellung befinden. Ein Absperrventil 77 ist in der Sperrluftleitung 76 angeordnet. ■

Im normalen Vorwärtsbetrieb der Schiffsantriebsanlage er-' folgt die Dampf-/Wasserströmung durch, den Dampferzeuger . und die zugehörigen Turbinen gemäß Fig. 1 wie folgt:

Eine geregelte Speisewassermenge wird zum Speisewasservorwärmer 37 geleitet und durch die über die Rohre strömenden Rauchgase erwärmt. Das erwärmte Wasser wird dann in die Dampftrommel 48 geführt, um einen vorher festgelegten Wasserstand aufrechtzuerhalten. Ein Naturumlauf findet statt, wodurch Wasser von der Dampftrommel 48 durch nicht dargestellte Fallrohre zu den Verteilern 50 und 51 usw. geleitet wird* Das '//asser, das aus den Verteilern austritt, ist erwärmt und wird ,bei der Aufwärtsströmung durch die Rohre der Vorder- und Rückwand 11 "bzw, 12, der Seitenwände 13 und

- 10 -

009841/1363

14 sowie der Trennwände 20, 24 und 29 in ein Dampf-Wassergemisch gebracht. Dieses wird von den Trennwänden und Umfassungswänden direkt zu der Dampftrommel 48 zurückgeleitet. Der aus der Trommel 48 austretende Sattdampf strömt durch nicht dargestellte Leitungen hintereinander durch die Primär- und Sekundärüberhitzer 27 und 28. Diese überhitzerstufen sind hintereinander geschaltet und können einen nicht dargestellten Kühler zwischen dem Primär_überhitzer-Austrittssammler 52 C und dem Sekundärüberhitzer-Eintrittssammler 52 A zur Regelung der Heißdampftemperatur einschliest sen. Beim Verlassen des Sekundärüberhitzer-Austrittssammlers 52 B wird der Heißdampf durch die Zuführungsleitung 53 zu der Vorwärtsfahrt-Hochdruckturbine 54 geleitet, wobei sich das Absperrventil 58 in einer weit offenen Stellung befindet. Das Absperrventil 57 in der Zuleitung 55 befindet sich in der geschlossenen Stellung, um zu vermeiden, daß Heißdampf zu der Rückwärtsfahrt-Turbine 56 strömt. Der aus der Vorwärtsfahrt-Hochdruokturbine 54 austretende Dampf wird in Abdampfleitung 59 geleitet, um wahlweise in den Zwischenüberhitzer 32 über den Eintrittssammler 34 und/oder den Zwischensammler 35 eingeführt zu werden.

Diese doppelte Dampfeintrittsanordnung in den Zwischenüberhitzer bietet die Möglichkeit, die Zwischendampftemperatur zu regeln, indem die Zwischenüberhitzerheizfläche geändert wird, durch die Dampf strömt. Somit kann die Zwischendampf-Austrittstemperatur erhöht werden, wenn der gesamte Dampf durch den Eintrittssammler 34 eingeführt und durch die Bündel 32 B und 32 A geleitet wird. Sie kann umgekehrt herabgesetzt werden, indem man den Dampf durch den Zwischensammler 35 einführt und ihn anschließend nur durch das Bündel 32 A

- 11 -

009841/1363

leitet. Es ist zu erkennen,- daß es auch möglich ist, Dampf in anteiligen Mengen gleichzeitig sowohl in den Sammler 34 als auch in den Sammler 35 einzuführen. Der aus dem Austrittssammler 36 austretende Zwischendampf wird durch die Zuführungsleitung 64 zu der Vorwärtsfahrt-Niederdruckturbine 65 geleitet. Der aus der Turbine 65 austretende Dampf' wird durch die Abdampfleitung 70 geleitet, kondensiert und gelangt dann zurück in das nicht dargestellte Kondensatsystem zur Verwendung als Speisewasser für den Dampferzeuger.

Während der normalen Vorwärtsfahrt bleibt der Dampf-/Wasserströmungsweg für den Dampferzeuger und die Turbinen in Verbindung mit den in den Figuren 2 und 3 dargestellten wahlweisen Anordnungen der gleiche, wie er in Fig. 1 beschrieben wurde.

Während der normalen Rückwärtsfahrt des Schiffsantriebssystems unterscheidet sich der Dampf-/Wasser-Strömungsweg für den Dampferzeuger und die Turbinen gemäß Fig. 1 von dem normalen Vorwärtsbetrieb dadurch, daß beim Verlassen des Sekundär-Überhitzers 28 der Dampf zu einer Hochdruck-Kondensationsturbine 56 geleitet wird, die normalerweise mit Rückwärtsfahrt-Turbine bezeichnet wird und deren Drehrichtung umgekehrt zu derjenigen der Turbine 54 ist, welche für die Vorwärtsfahrt eingesetzt wird. Da bei dieser Betriebsart gewöhnlich keine Strömung durch den Zwischenüberhitzer stattfindet, wird der aus der Rückwärtsfahrt-Turbine austretende Dampf kondensiert und zu dem nicht dargestellten Kondene&tsystem zur Verwendung als Speisewasser für den Dampferzeuger zurückgeleitet.

Während des normalen Rückwärtsfcetriebs der Schiffsantriebs-

0 09841/1363

anlage ist der Dampf-A/asser-Strömungsweg für den Dampferzeuger und die Turbinen gemäß den wahlweisen Anordnungen nach den Fig. 2 und 3 der gleiche wie er für Fig. 1 beschrieben wurde. ■

In Jbereinstimmung mit der Erfindung ist in normalem Vorwärts- und Hückwärtsbetrieb der Schiffsantriebsanlage der Verbrennungsgasweg für den in Fig. 1 dargestellten Dampferzeuger der folgende:

Der Frischlüfter 41 liefert Verbrennungsluft zum Eintrittsende 40 des Gaseintrittskanals 39; die Verbrennungsluft wird bei Durchströmung der Luftseite 38 ß des Regenerativ Luftvorwärmers 38 erhitzt. Je nach stellung der Mengenregelklar.pen kann ein Teil der Verbrennungsluft, welche in den Lufteintrittskanal 39 luftströmungsmäßig hinter den Luftvorwärmer 38 fließt, durch den Eintritt 43 in den Kühlkanal 44 geleitet werden, während der fiest der Verbrennungsluft durch die Regelklappen 45 geregelt wird, um über den Eintritt 42 in den Luftkanal 22 einzutreten. Die Verbrennungsluft wird durch Brenneröffnungen 23 eingeführt, um sich mit dem brennstoff zu vermischen, und die dabei entstehenden Heizgase übertragen einen Teil ihres Wärmegehalts an das .Vasser, welches die itohre der Brennkammerumfassung 15 kUhlt; danach v/erden die Heizgase durch den rostartigen Eintritt 21 um den „berhitzergaszug 16 geleitet, wo iVärme von den Gasen auf die jberhitzer- und Sattdampf-uandflächen übertragen wird. Von dem Zug 16 werden die Heizgase durcn den rostartigen ersten Eintritt 25 in den Berührungszug 17 geleitet, „ährend sie sich in diesem Berührungszug befinden, mischen sich die Heizgase mit dem Teil der Ver-

- 13 -

009841/1363

BAD ORlGlNA

20X5613

brennungsluft, der von dem Kühlkanal 44 durch den rostartigen zweiten Eintritt 31 zugeführt wird. Das dabei entstehende Gemisch aus Heizgasen und Luft wird nach unten zu dem rostartigen Austritt 30 geleitet, wobei "Wärme zu einem Teil der wassergekühlten Umfassungswände des Zugs 17 übertragen wird. . ·

Die in den Zwischenüberhitzerzug 18 eintretenden Gase werden nach oben über den Zwischenüberhitzer 32 und den Speisewasservorwärmer 37 geleitet, wobei ^ärme an den Zwischenüberhitzer, den Speisewasservorwärmer und die Sattdampf-Umfassungswände übertragen wird. Die aus dem Zug 18 austretenden Gase gelangen in den Austrittszug 19 und strömen durch die Gasseite 38 A des Iiegenerativ-Luf tvorwärmers 38, in welchem Wärme zu dem Teil der Luftvorwärmerfläche .übertragen wird, der anschließend die Temperatur der einströmendenLuft anhebt, wenn die Fläche'auf die Luftseite 38 B gedreht ist.

Während des normalen Vorwärtsbetriebs der Schiffsantriebsanlage wird die Zwischenüberhitzer-Austrittsdampftemperatur durch Verstellen der Regelklappen 47 geregelt, wodurch die Menge der gelieferten Luft und infolgedessen die Temperatur der Heizgase und der Luft, die als Gemisch in den Zwischenüberhitzerzug 18 eintreten, geändert werden, da die Temperatur der über den Kanal 44 gelieferten Luft niedriger liegt als die Temperatur des Verbrennungsgases, welches den rostartigen Eintritt 25 verläßt. Das Schließen der Klappen 47 vermindert die Menge der in den Gaszug 17 tretenden Verbrennungsluft, wodurch die Kühlwirkung der Luft auf die in den Zug 17 eintretenden Heizgase vermindert wird. Die kombinierte Strömung von Luft und Gas in den

009841/1363

Gaszug 18 führt dann zu einem Anstieg der Zwischendampftemperatur bei äquivalenten Dampfmengen. Die umgekehrten Wirkungen ergeben sich, wenn die Klappen 47 geöffnet werden; dadurch erhöht sich die Menge der in den Gaszug 17 beaufschlagten Verbrennungsluft.

Während des Rückwärtsbetriebs der Schiffsantriebsanlage ist keine Dampfströmung durch den Zwischenüberhitzer 32 vorhanden, so daß die Rohrmetalltemperatur sehr nahe bei der Temperatur der Gase liegen wird, die am Zwischenüberhitzer 32 vorbeiströmen. Es wird deshalb unbedingt notwendig, die Temperatur der in den Zwischenüberhitzerzug 18 eintretenden Gase zu begrenzen, und zwar auf sichere zulässige Betriebsgrenzen für die Rohrmetalltemperatur. Erfindungsgemäß wird dieses durch das Öffnen der Regelklappen erreicht, um genügend Verbrennungsluft in den Berührungszug 17 einzuleiten, und dadurch die Temperatur der Heizgase auf die verlangten Grenzen herabzusetzen.

während des normalen Vorwärts-/ und Rückwärtsbetriebs der Schiffsantriebsanlage sind die Verbrennungsluft- und Gasströmungswege für den Dampferzeuger bei der in Fig. 2 dargestellten alternativen Anordnung die gleichen wie sie für Fig. 1 beschrieben wurden, jedoch mit der Ausnahme, daß der zu dem Kühlkanal 44 A geführte Teil der Verbrennungsluft von der Luft entnommen wird, welche in den Lufteintrittskanal 39 luftströmungsmäßig vor den Luftvorwärmer 38 fließt.

Während des normalen Vorwärts- und Rückwärtsbetriebs der Schiffsantriebsanlage sind die Verbrennungsluft- und Gas-

- 15 -

0098A1/1363

strömungswege für den Dampferzeuger gemäß der in. Fig. 3 dargestellten alternativen Anordnung die gleichen wie sie für Fig. 1 beschrieben wurden, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:

Die gesamte Verbrennungsluft wird zu dem Luftkanal 22"ge—. 'leitet, da die alternative Anordnung keinen Kühlkanal hat, welcher mit dem Lufteintrittskanal 39 verbunden ist. Ein Teil der durch den Austrittszug 19 strömenden Gase mit verhältnismäßig niedriger Temperatur wird in das Kühlkanaleintrittsende 72 eingeführt, welches strömungsmäßig hin- . ter dem Hegenerativ-Luftvorwärmer 38 liegt. .Dieser Teil; der Niedrigtemperatur-Gase wird durch den Kühlkanal 71 über den zweiten Eintrittsrost 31 in den Berührungszug 17 geleitet. Das Gebläse 73 schafft die notwendigen^ Saug- und Austrittsdrücke, um eine zwangsläufige Strömung-von Niedrigtemperaturgasen vom Austrittszug 19 zu dem Beruhrungszug 17 aufrechtzuerhalten, tfenn das Gebläse 73 nicht arbeitet, befinden sich die gasdichten Klappen 75 in geschlossener Stellung. Dabei ist das Sperrluftleitungs-Absperrventil 77 offen, um Druckluft in den Baum zwischen den Klappen 75 einzuführen, wodurch eine Rückwärtsströmung von Gasen durch den Kühlkanal 71 vermieden wird.

- .16 -

0 0 9841/136 3

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Betrieb eines Schiffskessels mit Zwischenüberhitzer bei der Rückwärtsfahrt, dadurch gekennzeichnet , daß ein gasförmiges Medium mit niedriger Temperatur, wie vorgewärmte Luft oder abgekühltes Rauchgas in den Heizgasstrom vor dem Zwischenüberhitzer eingeführt wird, wenn durch diesen kein Dampf strömt.

" 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige äiedium in einem Berührungszug an einer Stelle zwischen den überhitzer- und Zwischenüberhitzerzügen eingeführt wird, bevor es in den Zwischenüberhitzerzug eintritt.

3. Schiffskessel zur Durchführung dec Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal den Lufteintrittskanal hinter dem Luftvorwärmer mit einer Stelle vor dem Zwischenüberhitzerzug verbindet

. und I.üttel vorgesehen sind, um Luft durch diesen Kanal bei bestimmten Betriebszuständen zu führen.

4. Schiffskessel nach Anspruch Ϊ, dadurch gekennzeichnet, da2 ein Kanal den Rauchgas-Austrittskanal hinter dem Luftvorwärmer mit einer Stelle vor dem Zwischeniiberr.itzerzug verbindet und l.'ittel vorgesehen sind, um Rauchgas durch diesen Kanal bei bestimmten Betriebszuständen zu führen.

- 17 -

0098A 1/1363

BAD ORIGINAL

5. Schiffskessel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintrittskanal Wärmeaustausch-Einrichtungen einschließt, ohne die Verbrennungsluft zu erwärmen, wobei der Kühlkanal strömungsmäßig mit dem Lufteintrittskanal luftströmungsmäßig hinter der genannten Wärmeaustauscheinrichtung verbunden ist.

6. Schiffskessel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennzeichnet , daß der Lufteintrittskanal Wärmeaustausch-Vorrichtungen einschließt, um die Verbrennungsluft zu erwärmen, wobei der Kühlkanal strömungsmäßig mit dem Lufteintrittskanal luftströmungsmäßig vor der genannten Wärmeaustauschvorrichtung verbunden ist,

f. Schiffskessel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der- Austrittsgaszug Wärmeaustausch-Einrichtungen einschließt, um die Wärme aus den Heizgasen zu entfernen, wobei der Kühlkanal strömungsmäßig mit dem Austrittsgaszug gasströmungsmäßig hinter der genannten Wärmeaustauscheinrichtung verbunden ist.

8. Schiffskessel nach Anspruch 3 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gebläse im Kühlkanal angeordnet ist.

'PATENTANWALT

009841/1363

Leerseite