DE2337921A1

DE2337921A1 - Naturumlauf-wasserrohrkessel

Info

Publication number: DE2337921A1
Application number: DE19732337921
Authority: DE
Inventors: Bruno Lackowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-26
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1975-02-06

Description

Dr.-Ing. Heinrich Vorkauf Berlin, den 25. Juli 1973

Ga/Slc

1 000 Berlin 33 E 226

Davoser Straße 2 b Naturumlauf-Wasserrohrkesse I

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere werksmontierbaren Naturumlauf-Wasserrohrkessel mit einem von den Heizgasen längsdurchströmten Feuerraum und einem daran anschließenden, vom Feuerraum durch eine mit Gasdurchtritten versehene Trennwand abgeteilten BerUhrungsteil, wobei der Feuerraum und der Berührungsteil auf ganzer Länge am Boden, an den Seitenwänden und an der Decke von im wesentlichen eine L-Form aufweisenden, gleichartig ausgebildeten, mit einem unteren Verteiler und einem oberen Sammler verbundenen Rohren verkleidet sind.

Derartige Wasserrohrkessel sind beispielsweise durch die DT-PS 1 244 804 oder die DL-PS 39 390 bekanntgeworden. Hierbei sind im BerUhrungsteiI im einen Fall den Zugquerschnitt ausfüllende Rohre abwechselnd an den Seitenwand- bzw. an den boden- und deckenseitigen Rohrstrecken der L-fÖYmigen Rohre angeschlossen, im anderen Fall sind die den Zugquerschnitt ausfüllenden Rohre nur an den boden- und deckenseitigen Rohrstrecken angeschlossen. Bei-den bekannten Wasserrohrkesseln ist gemeinsam, daß die Heizgase im Berührungsteil im wesentlichen horizontal strömen. Dies hat zur Folge, daß die Wärmeaufnahme der Berührungsheizflächen sehr unterschiedlich ist. Wenn man zwei in einer lotrechten Ebene liegende L-förmige Rohre mit den daran angeschlossenen, den Zugquerschnitt ausfüllenden Rohren als ein Rohr- oder Heizflächenelement betrachtet, so wird beispielsweise in dem dem Feuerraum am nächsten liegenden Element zehnmal mehr Dampf erzeugt als in dem vom Feuerraum am weitesten entfernt liegenden Rohrelement.

Hierdurch ist es schwierig, einen Dampferzeuger tatsächlich aus gleichartigen Rohre lementen aufzubauen, da die unterschiedliche Dampferzeugung berücksichtigt werden muß, was verschiedenartige Rohrquerschnitte für einzelne Elemente selbst und fUr deren Zu- und Ableitungen erforderlich machen kann. Insofern treten auch Schwierigkeiten im Hinblick auf das Verteilersystem bzw. Sammlersystem in bezug auf die Zu- bzw. Ableitung des Arbeitsmittels auf.

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Ein weiterer Punkt, der bei den ο. α. bekannten Wasserrohrkesseln nachteilig ist, ist die große Anzahl von Schweißverbindungen zwischen den lotrechten oder geneigten, den Zugquerschnift ausfüllenden Rohren und den L-förmigen Rohren, so daß die einzelnen Elemente recht kostspielig werden. Ein weiterer Nachteil derarf ausgebildeter Rohr- oder Heizflächenelemente liegt darin, daß sie einmal ein recht starres Gebilde sind, so daß Schrumpfungen an den Verbindungsstellen der geraden Rohre mif den Rohrstrecken der L-förmigen Rohre zu Rissen an den den Zugquerschnift durchsetzenden Rohren führen können, und daß der Ausbau derartiger Elemente schwierig und umständlich ist, da immer einander gegenüberliegende Rohrstrecken miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt dia Aufgabe zugrunde, einen Wasserrohrkessel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden werden; das heißt, der Wasserrohrkessel sol! weitestgehend aus gleichartig ausgebildeten Rohr- oder Heizflächenelemenfen aufbaubar sein, eine unterschiedliche Dirnensionierung von Zu- und Ableitungen zu vnd von den Elementen sowie dieser selbst soll vermieden werden, die Zahl der notwendigen Schweißverbindungen on den einzelnen Elementen soll wesentlich verringert werden, und die Ausbaubarkeit einzelner Heizflächen oder einzelner Elemente soll erleichtert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Wasserrohrkessel der eingungs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, da(l im Beruhrungsteil an an den Seitenwänden liegenden Rohrstrecken der L-förmigen Rohre in den von diesen umschlossenen Raum hineinragende Heizflächen arbeitsmitteleinund-austrittsseitig angeschlossen sind und wenigster» eine über die gesamte Kesselbreite sich erstreckende Trennwand angeordnet ist, die den BerUhrungsteil in hintereinander liegende Züge, die entgegengesetzt und im wesentlichen lotrecht durchströmt sind, unterteilt.

Durch die im wesentlichen lotrechte Gasströmung wird erreicht, daß die Wärmeaufnahme der BerUhrungshebffächen im wesentlichen gleich groß ist, so daß Wasserrohrkessel verschiedener Leistung aus vorferfigbaren, auf Lager liegenden Elementen gebaut werden können, wobei in bestimmten Leistungsbereichen sich lediglich die Anzahl der Elemente ändert, ihre Gestalt und Abmessungen aber gleich bleiben.

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Durch den arbeitsmittelein- und -austrittsseitigen Anschluß von in den ZugquerschnUt hineinragenden Heizflechenrohren an den Seitenwandrohrstrecken brauchen nur zwei Verbindungsstellen, nämlich die des zugehörigen L-förmigen Rohres, gelöst zu werden, um ein solches Teilelement aus dem Kessel herausnehmen zu können. Ferner vermindert sich die Anzahl der Schweißstellen fUr die Heizflächenrohre an den L-förmigen Rohren ganz wesentlich, ohne hierbei wärmeaufnehmende Fläche einzubUQen, Ein weiterer Vorteil Hegt in der elastischeren Ausbildung der Rohrelemente, da die den Zugquerschnitt durchsetzenden Rohre nicht ση gegenüberliegenden Enden eingespannt sind.

Zu bemerken ist, daß die Gasführung von Bedeutung ist, und zwar sollen die Gase in dem dem Feuerraum zunächst liegenden BerUhrungszug von unten nach oben strömen, da hierdurch der Auftrieb in den in diesem Zug liegenden Heizflächen verbessert wird. Im folgenden Zug strömen die Gase von oben nach unten, wodurch ein geringerer Auftrieb erzeugt wird, d.h., die dort liegenden Heizflächen bekommen von Natur aus weniger Wasser, wogegen für die von höher temperierten Gasen durchströmten Heizflächen mehr Wasser zur Verfugung steht.

Weitere wesentliche Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich fUr den Fachmann am der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Fig. I ist eine Seitenansicht des RohrgerUstreils dts Wasserrohrkessels in schemafischer Darstellung.

Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch einen schematisch dargestellten Wasserrohr kessel gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt die Frontwand d«s Wasserrohrkessels, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV in der Fig. 2, Fig. 5 mUm Ansicht der zweit«η Trennwand und Flg. 6 ein· Ansicht der enton Trennwand.

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Der Naturumlauf-Dampfcrzeuger nach Fig. 1 und 2 bat einen Feuerraum 1, der von den Heizgasen in Längsrichtung durchströmt ist. An den Feuerraum 1 schließt ein BerUhrungsteil, der im Beispiel aus zwei ZUgen 2 und 2' besteht, an. Der Dampferzeuger hat eine längsliegende Dampfabscheidetrommel 3, von der Fallrohre 4 zu einem unteren bngsIlegenden Verteiler 5 fuhren, der sich Über die gesamte Kessel länge erstreckt.

Feuerraum 1 und Berührungsteil 2, 2' sind auf ganzer Länge am Boden, an den Seitenwänden und an der Decke von L-förmigen Rohren 6 verkleidet, die alle an den Längsverteiler 5 und an einen oberen längst legenden Sammler 7 angeschlossen sind, von dem Überströmrohre 8 zur Dampfabscheidetrommel 3 führen. Die an den Seitenwänden liegenden Rohrstrecken 6a sind lotrecht, während die am Boden bzw. an der Decke liegenden Rohrstrecken 6b bzw. 6c eine zum Sammler 7 Hn gerichtete geringe Steigung haben.

Die Frontwand (Fig. 3) des Kessels ist auf ganzer Höhe zwischen den boden- und deckenseitigen Rohrstrecken 6b bzw. 6c von teils gerade durchlaufenden, teils um eine Brenneröffnung 9 herumgebogenen Rohren 10 verkleidet. Es soll bemerkt werden, daß dies die einzige Wand des gesamten Kessels sein kann, allenfalls kommt noch die Rückwand in Betracht, bei der Rohre wie die Rohre 10, über die gesamte Höhe gerade zwischen den Rohrstrecken 6b, 6c durchlaufen. Bei entsprechender Sorgfalt lassen sich die vorher für gleichartig wie diese Wand ausgebildete Rohrelemente erwähnten Schwierigkeiten in bezug auf die Schweißverbindungen vermeiden.

Zwischen Feuerraum 1 und Berührungszug 2 ist eine Trennwand (Fig. 6) angeordnet. Diese Trennwand besteht auf dem größten Teil ihrer Höhe aus geraden miteinander dicht verbundenen Rohren 11, die von ehern zwischen die Seitenwandrohrstrecken 6a eingesetzten Querrohr 12 ausgehen und in die Rohrstrecke 6c an der Decke einmünden. Das Querrohr 12 wird Über ZuUitungsrohre 13 vom Verteiler 5 bzw. von der bodenseitigen Rohrstrecke 6b her mit Wasser versorgt. Zwischen der Rohrstrecke 6b und dem Querrohr 12 ist Raum 14 fUr den Durchtritt dtr Gase in den Berührungszug 2 geschaffen. Die Zuleitungsrohre 13 können, wie das für das vom Verteiler 5 ausgehende Rohr gezeigt ist, mit Vorteil so ausgebildet sein, daß für das Querrohr 12 eine gewisse Elastizität gegeben ist, so daß also die Röhrt 11 nicht zu großen Spannungen unterworfen werden.

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Im Berührungsteil ist eine zweite Trennwand (Fig. 5) vorgesehen, deren dichtgestellte Rohre 15 von den bodenseltigen Rohrstrecken 6b ausgehen und in ein Querrohr 16 einmünden, das zwischen die Seitenwandrohrstrecken 6a eingesetzt ist. Von diesem Querrohr 16 führen vorzugsweise elastisch ausgebildete Ableitungsrohre 17 zum Sammler 7 bzw. zu der Rohrstrecke 6c an der Decke. Auch hier wird Raum 18 zwischen Querrohr 16 und Rohrstrecke 6c für den Gasdurchtritt in den Berührungszug 2' geschaffen.

Beiden Trennwänden ist gemeinsam, daß von den Deckenrohrstrecken 6c Verbindungsrohre 19 zu den Überströmrohren 8 führen und daß der Sammler 7 mit dem Verteiler 5 durch unbeheizte RUckloufrohre 20, deren Achsen in der von den Achsen der Trennwandrohre 11 bzw. 15 gebildeten Ebene liegen, verbunden sind.

Im aufwärts durchströmten Berührungszug 2 und im abwärts durchströmten Berührungszug 2' sind Berührungsheizflachen angeordnet, die den Zugquerschnitt durchsetzen. Diese Heizflächen sind (Fig. 4) im Beispiel aus U-förmigen Rohren 21 gebildet - anstelle von U-förmigen Rohren können auch mäanderförmige Rohre vorgesehen sein -, die arbeitsmirtelein- und -austrittsseitig an den Seitenwandrohrstrecken 6a der L-förmigen Rohre 6 beidseits einer Drossel- oder Abschlussteile angeschlossen sind.

Um die Zuteilung von Wasser zu den hochbeheizten Flächen 21 im ersten Berührungszug 2 zu verbessern, kann im unteren Verteiler 5 eine Drossel- oder Abschlußscheibe 22 vorgesehen werden, die zwischen der Anschlußstelle der der Trennwand U zugehörigen Rohrstrecken 6a, 6b und der benachbarten Anschlußstelle der dem Feuerraum zugehörigen Rohrstrecken 6a, 6b am Verteiler liegt. Insofern ist durch entsprechende Anordnung von Fall-bzw. Rücklaufrohren die Möglichkeit gegeben, diesen Heizflächen entsprechend ihrem Bedarf Wasser zuzuführen, und zwar unbeeinflußt durch den Wasserbedarf für die Rohre des Feuerraumes. Es kann von Vorteil sein, eine zweite Drossel- oder Abschlußstelle 22' dicht hinter den Anschlüssen der Rohrstrecken 6a, 6b der zweiten Trennwand 15 ebenfalls vorzusehen.

Wefrerhin kann es vorteilhaft sein, nicht nur im Bereich der Trennwände U, 15 Rücklaufrohre 20, sondern auch noch an einigen anderen Stellen über die Länge des Feuerraumes bzw. des BerUhrungsteils verteilt vorzusehen.

Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Trennwändelemenhkönnen natürlich auch vollkommen gleich ausgebildet werden, so daß für die Trennwand 15 das gleiche Element wie für die Trennwand 11, lediglich um 180° gedreht, verwendet werden J«¹™!.·..

Weiterhin kann in de* von den L-formigen Rohren 6 umschlossenen Raum ein Vorwärmer aus Glatt- oder Rippenrohren eingesetzt werden.

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Claims

Berlin, den 25. Juli 1973

Ga/Sk

E 226

Pate ntansprüche

Naturumlauf-Wasserrohrkessel mit einem von den Heizgasen längsdurchströmten Feuerraum und einem daran anschließenden, vom Feuerraum durch eine mit Gasdurchtritten versehene Trennwand abgeteilten Berührungsteil, wobei der Feuerraum und der BerUhrungsteiI auf ganzer Länge am Boden, an den Seitenwönden und an der Decke von im wesentlichen eine L-Form aufweisenden, gleichartig ausgebildeten, mit einem unteren Verteiler und einem oberen Sammler verbundenen Rohren verkleidet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Berührungsteil (2, 2') an an den Seitenwänden liegenden Rohrstrecken (6 a) der L-förmigen Rohre (6) in den von diesen umschlossenen Raum hineinragende Heizflächen (21) arbeitsmittelein- und -austrittsseitig angeschlossen sind und wenigstens eine Über die gesamte Kesselbreite sich erstreckende Trennwand (15) angeordnet ist, die den Berührungsteil in hintereinander liegende Züge (2, 2'), die entgegengesetzt und im wesentlichen lotrecht durchströmt sind, unterteilt.

Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Berührungsteil angeordneten Heizflächen aus U-förmig gebogenen Rohren gebildet sind.

Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im BerUhrungsteiI angeordneten Heizflächen aus mäanderförmig gebogenen Rohren gebildet sind.

Wasserrohrkessel noch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtritte (14) in der Trennwand (11) zwischen Feuerraum (1) und Berührungsteil (2) im bodenseitigen Bereich angeordnet sind.

Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände aus lotrechten Rohren (11, 15) gebildet sind, die sich nur über einen Teil der Höhe des von den L-förmigen Rohren (6) umfaßten lichten Querschnitts erstrecken.

Wasserrohrkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lotrechten Rohre (11, 15) der Trennwände an ein die Seitenwandrohrstrecken (6 a) verbindendes, mit Abstand von der boden- oder deckenseitigen Rohrstrecke (6 b bzw. 6 c) angeordnetes Rohr (12 bzw. 16) arbeitsmittelein- oder -austrittsseitig angeschlossen sind, das über mehrere Zu- bzw. Ableitungsrohre (13 bzw. 17) mit der boden- bzw. deckenseitigen Rohrstrecke (ob bzw. 6c) oder'und mit dem unteren Verteiler (5) bzw. oberen Sammlei (7) verbunden ist. 409886/0281

7. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trennwände (11, 15) der obere Sammler (7) und untere Verteiler (5) durch ein unbeheiztes RUcklaufrohr (20) wasserseitig verbunden sind,

S. WiTSserrohrkessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rücklaufrohres (20) in der von den Achsen der Trennwandrohre (11, 15) gebildeten Ebene liegt.

9. V/asserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verteiler (5) mit einer Drossel- oder Abschlußscheibe (22) versehen ist, die zwischen der /nschlußstelle der der Trennwand (11) zwischen Feuerraum (1) und Berührungsteil (2) zugehöiigen I-förmigen Rohrsfrecken (6 a, 6 b) und der benachbarten Anschlußstelle for dom Feuerraum (1) zugeordnete L-förmige Rohrstrecken (6 a, 6 b) liegt.

10. Wosserrohrkessei nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine längsliegende üampfabscheidetrommel (3) vorhanden ist, die im wesentlichen auf der dem unteren Verteiler (5) zugewandten Kesselseite liegt,

11. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Sammler (7) über Uberhubrohre (8) mit der DampfabscheidetrommeJ (3) verbunden ist.

12. WasserrohrkesseI nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von deckenseitigen Rohrstrecken (6 c) Verbindungsrohre (19) zu den Uberhubrohren (8) führen.

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