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W a s s e r r o h r k e s s e l Die Vorzüge der Fertigung von Wasserrohrkessel
in der derkstatte sind in den letzten Jahren immer mehr erkannt worden: Die bessere
Organisation und Uberwachung der Arbeitsabläufe; die bessere
Verfügbarkeit von Werkzeugen; die witterungsunabhängige Ausführung der Schweißnähte;
die bessere Prüfung derselben; die sehr kurze Dauer der Arbeiten zur Aufstellung
des Kessels am Betriebsort und die damit verbundene Einsparung an l.ontagekosten
und Abkürzung der Lieferzeit.
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Es besteht daher der Trend, die Grenzleistung von werkstattmontierten
Wasserrohrkessel imrner weiter zu erhöhen. Andereseits bestehen durch die Beschränkung
der Trarisportmaße und Transportgewichte Grenzen für die Dampfleistungen werkstattmontierter
Wasserrohrkessel.
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Um die Grenzleistung werkstattmontierter Wasserrohrkessel weiter
zu steigern wird erfindungsgemäß ein Kessel mit liegender Brennkammer und separatem
Nachschaltheizflächenblock vorgeschlagen, bei dem die Brennkammer einerseits und
der Nachschaltheizflächenblock andererseits als getrennte, für die Werkstattmontage
geeignete und hinsichtlich Abmessungen und Gewicht für den Transport noch zulässige
Baumoduls ausgebildet sind, welche vorzugsweise durch einen, ebenfalls als Baumodul
ausgebildeten Verbindungskanal mit einander verbunden sind. Diese zwei bzw. drei
Bawnoduls werden in der Werkstätte gefertigt, getrennt zur Baustelle transportiert
und dort durch Schweißen oder Schrauben mit einander verbunden. Dabei wird der Nachschaltheizflächenblock
entsprechend den jeweiligen Platzverhältnissen am Aufstellungsort unter, seitlich,
hinter oder über der Brennkamner angeordnet.
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Der llachschaltheizflchenblock kann gegebenenfalls auch mit vertikaler
Längsachse angeordnet werden. (Wird der Nachschaltheizflächenblock hinter der Brennkammer
angeordnet, so kann der Verbindungskanal gegebenenfalls entfallen.) Ist ein Transport
mittels Eisenbahn vorgesehen, so kann die Brennkammer in den Abmessungen ihres Querschnittes
(Vertikalschnittes) den Lichtraumprofil der Eisenbahn optimal angepaßt werden.
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Die Aufteilung des kessels in zwei bzw. drei werkstattmontierte Baumoduls
ergibt aber nicht mir eine gute Anpassungsmöglichkeit bei der Aufstellung des Kessels
an die jeweiligen Platzverhaltnisse, sondern als besonderen Vorteil eine weitgehende
konstruktive Unabhängigkeit zwischen Brennkammer-Baumodul und Nachschaltheizflächenblock.
Der Brennkammer-Baumodul ist primär nur von der Wärmeleistung des Brenners abhängig
und ziemlich unabhängig von der Größe und Aufteilung der Nachschaltheizflächen.
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Eine Brennkammerdimension paßt also zu unterschiedlichen Speisewassereintrittstemperaturen
und unterschiedlichen Überhitzungsendtemperaturen, soferne die Kesselwärmeleistung
dieselbe bleibt.
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Ein weiterer Vorteil des Erfindungsvorschlages liegt darin, daß -
wenn am Kessel während des Betriebes ein Rohrschaden auftritt - dieser besonders
rasch behoben werden kann, da die Brennkammer und der itTachschaltheizflächenblock
sehr gut zugänglich sind.
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Nach einem weiteren merkmal der Erfindung sind im Verbindungskanal
ebenfalls Heizflächen angeordnet, welche als Überhitzer-, Verdampfer- oder Ekonomiserheizflächen
ausgebildet sein können oder es kann der Verbindungskanal direkt aus diesen tteizflächen
als tragendes Element gefertigt sein.
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Bei sehr großen Brennkammern (deren Transport z.B. mittels Schiffen
erfolgt) ist zur allfälligen Reduktion des Transportgewichte erfindungsgemäß die
Kesseltrommel während des Transportes von der übrigen Brennkammer getrennt, d.h.
die Trommel als weiterer Baumodul ausgebildet. Sie wird erst auf der Baustelle mit
der Brennkammer durch Überströmrohre verbunden. Um in diesem Falle für die Brennkammer
auch für deren Transport eine genügende Stabilität zu erreichen, sind an den oberen
Enden der Brennkarnmersteigrohre Entmischungssammler angeordnet, von denen Fallrohre
zu den unteren Brennkammersammler führen und deren Achsen zur Brennkammerlängsachse
parallel oder annähernd parallel laufen.
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Die Zahl der auf der Baustelle einzuschweißenden Verbindungsrohre
zwischen Entmischungssammler und Kesseltrommel ist verhältnismäßig gering Durch
die Anordnung der Entmischungssammler kann - bei gleicher Yesseldanpfleisturn -
eine etwas kleinere Trommel gewählt werden da die Dampfraumbelastung der Trommel
durch wnlaufendes Wasser verringert wird.
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Sind sehr große Kesselleistungen verlangt, so können nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung zwei oder mehrere Brennkammern einer gemeinsamen Kesseltrommel
zugeordnet werden, wobei die Trommel zweckmäßig über den Brennkammern und symmetrisch
oder annähernd symmetrisch zu diesen angeordnet ist. Die Trommelachse kann dabei
parallel oder annähernd parallel zu den Längsachsen der Brennkammern laufen. Die
Trommel kann aber auch so angeordnet werden, daß ihre Achse normal oder annähernd
normal zu den Längsachsen der Brennkammern steht. Bei dieser Zuordnung mehrer Brennkammern
zu einer Trommel ist die Kesseltrommel ebenfalls ein eigener Baumodul, der für sich
transportiert wird. Die Anbringung und das Schwei3en der Überströmrohre auf der
Baustelle stellt nur einen geringen Aufwand dar.
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Sind zwei oder mehrere Brennkammern einer gemeinsamen Trommel zugeordnet,
so besitzt. erfindungsgemäß eine Brennkammer nur einen längsliegenden Entmischungssammler
oder mehrere Entmischungssarninler, die koachsial oder annähernd koachsial zu einander
und parallel oder annähernd parallel zur Brennkanutierlängsachse angeordnet sind.
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Sind bei einem Kessel zwei oder niehrere Brennkammern einer gemeinsamen
Trommel zugeordnet, so werden zwecks Einsparung von Rohrbiegearbeiten an den Nachschaltheizflächen
erf indungsgemäß die Nachschaltheizflächen in nur einem Nachschaltheizflächeriblock
angeordnet oder es ist die Zahl der Nachschaltheiz-flächenblEcke kleiner als die
der Brennkammern, soferne diese Blöcke noch transportiert werden können.
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Die Zuordnung von zwei oder mehreren Brennkammern zu einer gemeinsamen
Trommel bringt preisliche Vorteile bei der Anschaffung der Trommel, vermindert den
Aufwand für die Regelung des Trommelwasserstandes und erleichtert die betriebliche
Überwachung des Kessels.
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Die Wahl liegender Brennkamrnern hat gegenüber stehenden Brennkammern
einige wesentliche Vorteile: Die Integration der Kesseltroininel bzw. der Entmischungssammler
in das System der Brennkantnerrohre ist einfacher.
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Bei Ölfeuerung kann die Brennkammer besser der Flammenforin angepaßt
werden; dadurch ist eine Steigerung der spezifischen Brennraumbelastung möglich.
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Es kann nur ein leistungsstarker, spezifisch billiger ()1- oder Gasbrenner
verwendet werden, was die Luftregelung für die nahstöchiometrische Verbrennung sehr
vereinfacht und die Verbrennung verbessert.
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Bei Gasfeuerung mit geringer Flammenstrahlung ist die Anordnung eines
Konvektions-Verdampferrohrbündels leichter möglich.
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Bei Rostfeuerung ist die Anordnung großer Roste leichter mögli ch.
Es können zwei Brennkammern über einem gemeinsamen Rost angeordnet werden.
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Schließlich kann der Ausbrennrauin - falls erforderlich -in vorteilhafter
Weise von der Brennkammer in den Verbindungskanal hinein verlängert werden. (In
diesem Falle sind aln :3nde der Brennkaminer keine Konvektions-Verdampferrohre anzuordnen.)
-Neiters sind liegende Brennkammern wegen ihrer geringen Bauhöhe und der möglichen
größeren spezifischen Brennraumbelastung bei Schiffskessel sehr vorteilhaft.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt nach der Linie A-B von Fig. 4;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie O-D von Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen
Horizontalschnitt nach Linie E-F von Fig. 1 und Fig. 4 zeigt einen Horizontalschnitt
nach Linie G-H von Fig. 1.
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Fig. 5 zeigt in vertikaler Ansicht von vorne einen Kessel, bei dem
zwei Brennkammern einer gemeinsamen Trommel zugeordnet sind.
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Über der liegenden Brennkammer 1 ist die Trommel 2 in Längsanordnung
angebracht. In der Brennkammerstirnwand ist der 01- oder Gasbrenner 3 angeordnet.
Die Brennkammersteigrohre 4 führen von den unteren Sammlern 5 zur Trommel 2. In
der rechten Hälfte von Fig. 2 ist ein Entmischungssammler 5' angeordnet, von dem
Überströmrohre 16 zur Trommel führen. Die Pallrohre 6 führen von der Trommel 2 zu
den unteren Sammlern 5 und tragen die Trommel. Am Ende der Brennkammer ist ein Bündel
Konvektions-Verdampferrohre 7 angeordnet. In der Rückwand der Brennkammer befindet
sich die Brennkammeraustrittsöffnung 8. Von dieser führt der Verbindungskanal 9
zum Nachschaltheizfläachenblock 10. Der Verbindungskanal 9 ist innen mit Kesselheizflächen
9' abgekleidet.
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Im Nachschaltheizflächenblock 10, der mit Isolierstoff 11 verkleidet
ist, sind die Nachschaltheizflächen 14 (Uberilitzer, Ekonomiser, gegebenenfalls
Konvektionsverdampfer und/oder Oberflächenluftvorwärmer) angeordnet. In den beiden
Rauchgaszügen des Nachschaltheizflächenblockes 10 sind Inspektionsrä.Wle 12, 13-ausgespart.
Die Rauchgase verlassen den Nachschaltheizflächenblock durch die Öffnuiig 15.
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Fig. 5 zeigt die Vertikalansicht eines Kessels von vorne, bei dem
zwei Brennkammern 1' einer gemeinsamen, zentralen Kesseltrommel 2' zugeordnet sind.
Jede Brennkammer 1' besitzt einen zentralen Entmischungssammler 5'' (Durchmesser
200 bis 400 mm), von dem Überströmrohre 16 zur Trommel 2' führen. Die zentrale Trommel
2' und die Überströmrohre 16 sind mit Isoliermatten abgekleidet (nicht dargestellt)
. Von der zentralen Kesseltrommel 2' und den Entmischungssammlern 5'' führen Fallrohre
zu den unteren Brennkammersammlern 5.
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Bei dem in Fig. 5 dargestellten Kessel ist jeder Brennkammer 1' auch
ein Nachschaltheizflächenblock 10 zugeordnet. Diese beiden Blöcke können auch zu
nur einem Nachschaltheizflächenblock vereinigt sein, wenn dadurch Einsparungen an
Rohrbiegearbeiten der Nachschaltheizflächen erzielbar sind und ein gemeinsamer Nachschaltheizflächenblock
hinsichtlich seines Gewichtes und seiner Abmessungen noch -transportierbar ist.