DE2416649B2 - WATER HEATING BOILER - Google Patents
WATER HEATING BOILERInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wasser-Heizungskessel, bestehend aus einer mit Steigrohren ausgerüsteten Brennkammer, an welche sich zwei mit Rohrbündeln versehene Rauchgaszüge anschließen sowie einer Unter- und Obertrommel, die durch die Rohre der beiden Rauchgaszüge verbunden sind, wobei die Steigrohre an der Obertrommal angeschlossen sind.The invention relates to a water heating boiler, consisting of one equipped with riser pipes Combustion chamber, to which two flue gas flues provided with tube bundles are connected, as well as a lower and upper drum that runs through the tubes of the two Flue gas flues are connected, the riser pipes being connected to the upper drum.
Die bekannten Wasser-Heizungskessel arbeiten entweder nach dem Zwangdurchlaufprinzip oder nach dem Naturumlaufprinzip. Bei Wasser-Heizungskesseln mit Naturumlauf ist es auch bekannt, die Rohre der Brennkammer und die Rohrbündel nachgeschalteter Kesselzüge von einer Untertrommel zu einer Obertrommel zu führen und bei einer Dampferzeugung von einer Entmischungstrommel das Wasser über Fallrohre zur Untertrommel zurückzuführen. Wasser-Heizungskessel mit Naturumlauf haben den Nachteil, daß dieThe well-known water heating boilers work either according to the forced flow principle or after the natural circulation principle. In the case of water heating boilers with natural circulation, it is also known to use the pipes of the Combustion chamber and the tube bundle of downstream boiler trains from a lower drum to an upper drum and, in the case of steam generation, from a demixing drum to return the water to the lower drum via downpipes. Water heating boilers with natural circulation have the disadvantage that the Wasserströme in den verschiedenen Bereichen sowie eine Dampfbildung in den hochbeheizten Rohrteilen nicht reguliert werden können. Die Wasser-Heizungskessel mit Zwangdurchlauf eifordern in nachteiliger Weise zum Schutz der Rohre gegen Überhitzung eine höh- Wasserdurchflußgeschwindigkeit und haben daher einen großen wasserseitigen Druckverlust Das gilt auch für eine Ausführung, bei welcher von der Obertrommel durch eine Trennwand ein die Rohre der Brennkammer von oben speisender Verteilerkasten ab-' geteilt ist und das Wasser durch die Untertrommel auf mehrere in die Sammelkammer der Obertrommel mündende und durch nachgeschaltete Kesselzüge geführte Rohrbündel verteilt wird.Water flows in the various areas as well as the formation of steam in the highly heated pipe parts cannot be regulated. The water heating boilers with forced flow demand in disadvantageous Way to protect the pipes against overheating a higher water flow rate and therefore have a large water-side pressure loss also for an embodiment in which the tubes of the upper drum through a partition wall Combustion chamber from the top feeding distribution box is separated 'and the water through the lower drum several opening into the collecting chamber of the upper drum and guided by downstream boiler trains Tube bundle is distributed.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugründe, die Vorteile eines Zwangdurchlaufes mit einer vo. bestimmten Wasserführung mit dem Vorteil eines Naturumlaufes zu kombinieren, bei dem bei einem Wassermangel ein höherer Sicherheitsgrad besteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Obertrommel durch eine senkrecht angeordnete Trennwand in eine Austritts- und eine Sammelkammer unterteilt ist, die mit zur Sammelkammer hin öffnenden Absperrklappen versehen ist die Rohre 2S der Rauchgaszüge mit der Sammelkammer verbunden und die Steigrohre der Brennkammer über einen Verteilerkasten und Fallrohre mit der Sammelkammer und der Austrittskammer verbunden sind.In contrast, the invention is based on the object, the advantages of a forced run with a vo. to combine certain water flow with the advantage of a natural circulation, in which at one There is a higher level of security due to lack of water. According to the invention, this object is achieved in that the upper drum is subdivided by a vertically arranged partition wall into an outlet chamber and a collecting chamber, which are part of the collecting chamber Provided with opening shut-off valves, the pipes 2S of the flue gas passages are connected to the collecting chamber and the riser pipes of the combustion chamber via a distribution box and downpipes to the plenum chamber and the outlet chamber are connected.
Diese Ausgestaltung des Wasser-Heizungskessels hat den Vorteil, daß im Betriebsfalle das kalte Wasser (Verbraucher-Rücklauf) der Untertrommel zugeführt und über die beheizten Rohre der beiden Rauchgaszüge sowie die Rohre der Trennwand zur Obertrommel geleitet wird. In der Obertrommel wird das Wasser der beiden Rauchgaszüge gemischt Das gemischte Wasser gelangt dann von der Obertrommel über die Fallrohre und die Untertrommel in die Steigrohre der Brennkammer und wird in einer besonderen Austrittskammer der Obertrommel gesammelt von wo es den Verbraucherstellen zugeführt wird. Bei einem Wasserkreislauf über den Verbraucher, der hier als Betriebsfall bezeichnet ist, arbeitet der Wasser-Heizungskessel also nach dem Zwangdurchlaufprinzip.This design of the water heating boiler has the advantage that the cold water in the case of operation (Consumer return) is fed to the lower drum and via the heated pipes of the two flue gas flues and the pipes of the partition wall to the upper drum is directed. In the top drum the water becomes the both flue gas passes mixed The mixed water then comes from the upper drum via the downpipes and the lower drum into the riser pipes of the combustion chamber and is in a special outlet chamber of the Upper drum collected from where it is fed to the consumer points. With a water cycle over the consumer, which is referred to here as an operating case, the water heating boiler works according to the Forced throughfeed principle.
Falls jedoch die Wasserzufuhr in der Untertrommel ausfällt oder stark verringert wird, zrbeitet der Wasser-Heizungskessel nach dem Naturumlaufprinzip. Hierbei entstehen zwei Umlaufsysteme. Das eine Umlaufsystem wird durch die beiden Rauchgaszüge einschließlich der Trennwand zwischen diesen gebildet Das Wasser steigt dabei in den Rohren des ersten Rauchgaszuges, während es in den Rohren des zweiten Rauchgaszuges, insbesondere zum Ausgangsende hin, fällt Hierdurch bilden die beiden Rauchgaszüge ein Naturumlaufsystem. Das andere Naturumlauf system wird durch die Steigrohre der Brennkammer über die Obertrommel in Verbindung mit den Fallrohren gebildet Durch den Druckanstieg in der Obertrommel zugeordneten Austrittskammer werden die Absperrklappen geöffnet und geben den Weg für den Naturumlauf über die Fallrohre frei. Diese beiden Naturumlaufsysteme, welche sich selbständig einstellen, wenn die Wasserzufuhr unterbrochen wird, tragen zu einem hohen Sicherheitsgrad bei. Durch Wasserstandsbegrenzer in der Obertrommel kann darüber hinaus sichergestellt werden, daß der Wasserstand nicht unterhalb der Fallrohre absinktHowever, if the water supply in the lower drum fails or is greatly reduced, the water heating boiler works according to the natural circulation principle. Here two circulation systems arise. The one circulation system is through the two flues including the Partition wall formed between these The water rises in the pipes of the first flue gas pass, while it falls in the pipes of the second flue gas, especially towards the exit end the two flue gas flues form a natural circulation system. The other natural circulation system is created by the Riser pipes of the combustion chamber formed by the upper drum in connection with the downpipes If the pressure rises in the outlet chamber assigned to the upper drum, the butterfly valves are opened and give the way for natural circulation via the downpipes free. These two natural circulation systems, which set themselves automatically when the water supply is interrupted, contribute to a high level of safety at. Water level limiters in the upper drum can also ensure that the The water level does not drop below the downpipes
Der neuartige Wasser-Heizungskessel mit kombiniertem Zwangdurchlauf und Naturumlauf ermöglicht eine einfache Betriebsführung und Wartung.The new water heating boiler with combined forced flow and natural circulation enables simple operation and maintenance.
Vorzugsweise sind die Absperrklappen gelenklos mit Drahtseilen oder Ketten an der Trennwand angeordnet und liegen von der Sammelkammerseite her gegen die Ränder der Klappenöffnungen an. Diese Absperrklappen, welche also zur Sammelkammerseite hin öffnen, bleiben durch ihr Eigengewicht und den Oberdruck in der Sammelkammer geschlossen, wenn der Wasserkreislauf besteht Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die Sammelkammer der Obenromme! mit einem Drixksicherheitsventil versehen ist. Diese Anordnung ermöglicht eine Drucksicherung sowohl für die Sammelkammer als auch für die Austrittskammer.The shut-off flaps are preferably arranged on the partition wall without articulation by means of wire ropes or chains and rest against the edges of the flap openings from the collecting chamber side. These butterfly valves which open to the collecting chamber side remain in due to their own weight and the upper pressure the collecting chamber closed when the water cycle exists. According to the invention, it is also provided that that the collecting chamber of the top Roman! is provided with a Drixk safety valve. This arrangement enables pressure protection both for the collection chamber and for the outlet chamber.
Die durch eine Rohrwand getrennten Rauchgaszüge verlaufen senkrecht, seitlich und waagerecht oberhalb der Brennkammer und die Fallrohre sind an der Außenseite des äußeren Rauchgaszuges angeordnet. Durch diese Ausbildung entsteht eine besonders kompakte Bauweise mit einer bestmöglichen Wärmeausnutzung. Die Fallrohre sind an ihrem unteren Ende mit dem Verteilerkasten verbunden, der innerhalb der Untertromniel angeordnet ist. Weiterhin ist der äußere Rauchgaszug mit einem Sammelkasten für die Abgase verbunden, dessen Austrittsstutzen in etwa gleichem Abstand zu den drei Ecken des Sammelkastens angeordnet ist. Durch diese Ausbildung ist eine klare Rauchgasführung gegeben. Außerdem weichen die Rauchgaswege von dem winkelförmigen Austritt aus dem letzten Rauchgaszug nur unwesentlich voneinander ab, wobei der thermische Auftrieb der Rauchgase Berücksichtigung finden kann.The flue gas passages separated by a pipe wall run vertically, laterally and horizontally above the combustion chamber and the downpipes are on the Arranged outside of the outer flue. This training creates a particularly compact one Construction with the best possible heat utilization. The downpipes are at their lower end with connected to the distribution box, which is arranged within the sub-flowniel. Furthermore, the outer one Flue gas flue connected to a collecting box for the exhaust gases, the outlet nozzle of which is roughly the same Distance to the three corners of the collecting tank is arranged. Through this training is a clear one Flue gas guidance given. In addition, the flue gas paths deviate from the angled outlet the last flue gas flue from each other only insignificantly, whereby the thermal lift of the flue gases Can be taken into account.
Schließlich besteht auch der Vorteil, daß das gesamte Rohrsystem in einer Ausgestaltung besonders elastisch ist und alle Dehnungsdifferenzen leicht aufzunehmen vermag. Alle Rohrdurchmesser und Rohrteilungen können den optimalen Strömungs- und Wärmeübertragungsverhältnissen angepaßt werden. Die Blecheinbauten in den beiden Trommeln sind einfach in der Herstellung und billig in den Materialkosten.Finally, there is also the advantage that the entire pipe system is particularly elastic in one embodiment and is able to easily absorb all expansion differences. All pipe diameters and pipe pitches can be adapted to the optimal flow and heat transfer conditions. The sheet metal fittings in the two drums are easy to manufacture and inexpensive in material cost.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigtThe object of the invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment. It shows
F i g. 1 einen vertikalen Querschnitt durch einen Wasser-Heizungskessel mit einem winkelförmig angeordneten Rohrsystem undF i g. 1 shows a vertical cross section through a water heating boiler with an angularly arranged Pipe system and
F i g. 2 den Gegenstand der F i g. 1 in einem mittleren horizontalen Querschnitt.F i g. 2 the subject of FIG. 1 in a middle horizontal cross-section.
Die Brennkammer 1 des Wasser-Heizungskessels wird durch Steigrohre 2 bis 4 gebildet, welche zu Wänden zusammengefaßt sind. Der Brennkammer 1 schließt sich ein Rauchgaszug 5 an, in d?m bündelartig Rohre 6 angeordnet sind. Parallel hierzu verläuft in entgegengesetzter Richtung ein Rauchgaszug 7 mit bündelartig angeordneten Rohren 8. Beide Rauchgaszüge 5, 7 sind durch eine Rohrwand 9 getrennt. Der zweite Rauchgaszug 7 wird an seiner Außenseite durch Fallrohre 10 begrenzt, welche einen größeren Durchmesser aufweisen und mit Abstand zueinander angeordnet sind.The combustion chamber 1 of the water heating boiler is formed by riser pipes 2 to 4, which are combined to form walls. The combustion chamber 1 is followed by a flue gas 5, in which tubes 6 are arranged in bundles. A flue gas flue 7 with tubes 8 arranged in bundles runs parallel to this in the opposite direction. Both flue gas flues 5, 7 are separated by a tube wall 9. The second flue gas flue 7 is delimited on its outside by downpipes 10, which have a larger diameter and are arranged at a distance from one another.
Am unteren Ende der beiden Rauchgaszüge 5, 7 ist eine Untertrommel 11 angeordnet, deren Rücklaufstutzen mit 12 bezeichnet ist. An diese Untertrommel 11 sind die Rohre 6, 8 beider Rauchgaszüge 5, 7 angeschlossen. Sie führen zunächst vertikal nach oben und sind dann winkelförmig um etwa 90° abgebogen und führen in eine Obertrommel 15. Dabei liegen die horizontalen Teile der beiden Rauchgaszüge 5, 7 über der Decke der Brennkammer 1, welche durch die Steigrohrp 3 gebildet wird. Die Obertrommel ist durch eine Trennwand 16 in zwei Kammern geteilt, von denen die eine eine Austrittskammer 17 und die andere eine Sammelkammer 18 bildet. Von der Sammelkammer 18 füh ren die Fallrohre 10 außerhalb des äußeren Rauchgaszuges 7 wieder nach unten in den Bereich der Untertrommel U und gelangen über einen Verbindungskanal 13 in einen Verteilerkasten 14, der innerhalb der Untertrommel 11 über dessen gesamte J .änge angeordnet ist. An diesen Verteilerkasten 14 sind die Steigrohre 2 bis 4 der Brennkammer 1 angeschlossen. Sie führen nach oben in die von der Trennwand 16 begrenzte Austrittskammer 17, an welche ein Vorlaufstutzen 20 angeschlossen ist.At the lower end of the two flue gas flues 5, 7 a lower drum 11 is arranged, the return pipe is designated by 12. The pipes 6, 8 of both flue gas flues 5, 7 are connected to this lower drum 11. They first lead vertically upwards and are then bent at an angle of about 90 ° and lead into an upper drum 15. The horizontal parts of the two flue gas flues 5, 7 are above the Ceiling of the combustion chamber 1, which through the riser pipe p 3 is formed. The upper drum is divided by a partition 16 into two chambers, of which the one forms an outlet chamber 17 and the other forms a collecting chamber 18. From the collection chamber 18 lead Ren the downpipes 10 outside the outer flue gas 7 back down into the area of the lower drum U and arrive via a connecting channel 13 in a distribution box 14, which is inside the lower drum 11 is arranged over its entire length. The riser pipes 2 to 4 of the combustion chamber 1 are connected to this distribution box 14. You lead after at the top into the outlet chamber 17 delimited by the partition 16, to which a flow connection 20 is connected is.
Wie die F i g. 1 zeigt, ist die Trennwand 16 in der Obertrommel 15 mit ein oder mehreren Absperrklappen 19 versehen. Diese sind gelenklos mit Drahtseilen oder Ketten so aufgehängt, daß sie zur Sammelkammer 18 hin öffnen. Weiterhin ist die Obertrommel 15 im Bereich der Sammelkammer 18 mit ein oder mehreren Drucksicherheitsventilen 21 ausgerüstet.As the F i g. 1 shows the partition 16 in the upper drum 15 is provided with one or more butterfly valves 19 provided. These are hingelessly hung with wire ropes or chains so that they lead to the collecting chamber 18 open. Furthermore, the upper drum 15 is in the area of the collecting chamber 18 with one or more Pressure safety valves 21 equipped.
F i g. 2 zeigt, daß der Wasser-Heizungskessel an seiner Stirnseite mit einem Brennerschrank 22 versehen ist, der zwei Brenner 23 aufweist. Außerdem ist seitlich dnneben zwischen den beiden Rauchgaszügen 5, 7 eine Umlenkkammer 24 vorgesehen. Am gegenüberliegenden Ende befindet sich ein Sammelkasten 25 für die Abgase. Dessen Austrittsstutzen 26 ist, wie in F i g. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet, so angeordnet, daß die drei äußersten Ecken des Sammelkastens 25 zu ihm einen etwa gleichen Abstand haben. F i g. 2 schließlich zeigt noch, daß die Fallrohre 10 auf ihrer Außenseite mit einer Blechverkleidung 27 versehen sind, welche die rauchgasdichte Begrenzung des außenliegenden zweiten Rauchgaszuges bilden.F i g. 2 shows that the water heating boiler is provided with a burner cabinet 22 on its front side which has two burners 23. In addition, there is one on the side between the two flue gas flues 5, 7 Deflection chamber 24 is provided. At the opposite end there is a collecting box 25 for the Exhaust gases. Whose outlet connection 26 is, as in FIG. 1 indicated by dashed lines, arranged so that the three outermost corners of the collecting tank 25 are approximately the same distance from him. F i g. 2 finally also shows that the downpipes 10 are provided on their outside with a sheet metal cladding 27, which form the smoke-tight delimitation of the second external flue gas flue.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Wasser-Heizungskessels ist folgende:The mode of operation of the water heating boiler described above is as follows:
Während des Betriebes gelangt das kalte Wasser über den Rücklaufstutzen 12 in die Untertrommel 11 und strömt über die beiden Rauchgaszüge 5, 7 in die Obertrommel 15. Von hier aus fließt das dort gemischte Wasser über die Fallrohre 10 in den Verteilerkasten 14 in der Untertrommel 11 und wird auf die Steigrohre 2 bis 4 der Brennkammer 1 verteilt. In diesem wird das Wasser auf die vorgesehene Temperatur gebracht und gelangt nach oben in die der Obertrommel 15 zugeordnete Austrittskammer 17, von wo aus das Warmwasser über den Vorlaufstutzen 20 den Verbrauchersteüen zugeführt wird. Es findet also ein Wasserkreislauf statt, und das Wasser wird durch den Heizungskessel zwangsweise hindurchgeführt. Während dieses Betriebszustandes sind die Absperrklappen 19 geschlossen. During operation, the cold water reaches the lower drum 11 via the return connection 12 and flows through the two flue gas flues 5, 7 into the upper drum 15. From here the mixed there flows Water via the downpipes 10 into the distribution box 14 in the lower drum 11 and is transferred to the riser pipes 2 to 4 of the combustion chamber 1 distributed. In this the water is brought to the intended temperature and reaches the top in the outlet chamber 17 assigned to the upper drum 15, from where the hot water is discharged is fed to the consumer units via the flow connection 20. So there is a water cycle and the water is forcibly passed through the heating boiler. During this operating state the butterfly valves 19 are closed.
Wird der Wasserkreislauf unterbrochen, d. h. tritt in den Rücklaufstutzen 12 kein kaltes Wasser mehr in die Untertrommel 11 ein, so erfolgt selbsttätig ein Naturumlauf. In den stärker erhitzten Rohren des ersten Kesselzuges 5 steigt das Wasser nach oben in die Obertrommel 15, während die weniger beheizten Rohre des zweiten Kesselzuges 7, insbesondere am Ende dieses Kesselzuges als Fallrohre wirken. Auf diese Art und Weise wird zwischen den beiden Trommeln ein Naturumiauf erzeugt.If the water cycle is interrupted, d. H. occurs in If the return connection 12 no longer feeds cold water into the lower drum 11, natural circulation takes place automatically. In the more heated pipes of the first boiler pass 5, the water rises up into the upper drum 15, while the less heated tubes of the second boiler pass 7, especially at the end of this The boiler train act as downpipes. In this way there is a natural ring between the two drums generated.
Außerdem steigt das erwärmte Wasser in die Austrittskammer 17. Da jedoch der Wasserkreislauf unterbrachen ist, werden die Absperrklappen 19 geöffnet, so daß das Wasser in die Sammelkammer 18 der Obertrommel 15 gelangt. Von hier aus strömt das Wasser über die Fallrohre lö wieder nach unten und gelangtIn addition, the heated water rises into the outlet chamber 17. Since, however, the water cycle is interrupted is, the butterfly valves 19 are opened so that the water in the collecting chamber 18 of the upper drum 15 reached. From here the water flows back down through the downpipes and arrives
somit erneut in die Steigrohre 2 bis 4. Da jedoch die Sammelkammer 18 während dieses Betriebszustandes das Wasser der Steigrohre 2 bis 4 und das der Rauchgaszüge aufnimmt, findet ein Vermischen des Wassers statt, so daß von der Obertrommel her sowohl die Fallrohre 10 als auch die als Fallrohre wirkenden Teile des Rauchgaszuges 7 gespeist werden.thus again in the riser pipes 2 to 4. However, since the collecting chamber 18 during this operating state the water in the riser pipes 2 to 4 and that of the flue gas passages are mixed with the water instead, so that from the upper drum both the downpipes 10 and the acting as downpipes parts of the Flue gas flue 7 are fed.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742416649 DE2416649C3 (en) | 1974-04-05 | Water heating boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742416649 DE2416649C3 (en) | 1974-04-05 | Water heating boiler |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2416649A1 DE2416649A1 (en) | 1975-10-16 |
DE2416649B2 true DE2416649B2 (en) | 1976-04-29 |
DE2416649C3 DE2416649C3 (en) | 1977-02-03 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2416649A1 (en) | 1975-10-16 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |