DE2734031A1

DE2734031A1 - Mobiler nassdampf-zwangdurchlaufkessel

Info

Publication number: DE2734031A1
Application number: DE19772734031
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: LENTJES DAMPFKESSEL FERD
Current assignee: LENTJES DAMPFKESSEL FERD
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1979-02-08
Also published as: DE2734031C2

Description

"Mobiler NaßdamPf-Zwangdurchlaufkessel"
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mobilen Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel mit einem Feuerraum, einem darüber angeordneten zweiten Zug, sowie darin angeordneten Verdampferschlangen.
Zur Lagerstättenbeheizung, d.h. zur Förderung von Öl unter Hitze durch Dampffluten dellSlführenden Schichten, werden im allgemeinen Sattdampf-, bzw. Naßdampf- Dampferzeuger unterschiedlicher Bauart verwendet, die im Hinblick auf die erforderliche Beweglichkeit im Gelände außerhalb der Schienenwege bzw. befestigten Straßen in der Leistung und damit dem Wärmeangebot begrenzt sind.
Ein mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel der eingangs erwähnten Art ist bekannt geworden, der einen nachgeschalteten zweiten Zug in senkrechter Bauweise aufweist, wobei ein Teil der Berllhrungsheizfläche in Rippenrohrausflihrung vorgesehen ist. Durch den Aufbau des zweiten Zuges in senkrechter Bauweise baut dieser bekannte Kessel verhältnismäßig hoch und paßt somit nicht in die üblichen Eisenbahnprofile.
Ferner kann dieser Kessel nur schlecht gereinigt werden, was besonders bei der Verwendung von Lagerstättenbrennstoff, der eine hohe Verschmutzung des Feuerraums mit sich bringt, was sehr nachteilig ist.
Weitere Kessel, die als Naturumlauf- oder Zwangsumlaufkessel mit Dampfsammlung und Abscheidung in einer hoch gelegenen Trommel ausgebildet sind, haben den Nachteil eines hohen Gewichts infolge der benötigten Trommel und der Fallrohre.
Außerdem ist die Durchsatzleistung wenn die Kessel den Eisenbahnprofilen angepaßt werden, sehr begrenzt, so daß ihr Einsatz bei großem erforderlichen Wärmeangebot ausscheidet. Desweiteren werden die schweren Eisenmassen der Trommel und Fallrohre an den Anschlußstellen während eines Transportes insbesondere bei sehr tiefen Temperaturen bis an die Grenze der zulässigen Erfahrungswerte beansprucht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die übergeordnete Aufgabe zugrunde, einen Kessel für die Lagerstättenbeheizung zu schaffen, der auch in unwegsame Gelände unter schwierigsten klimatischen Bedingungen einsatzfähig ist und dabei eine hohe Durchsatzleistung bieten kann und der mit Lagerstättenbrennstoff betrieben werden kann. Ausgehend von dieser übergeordneten Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung im einzelnen die Aufgabe zugrunde einen mobilen Naßdampf- Zwangsdurchlaufkessel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bei niedrigem Gewicht und geringen Abmessungen eine hohe Durchsatzleistung zu bieten in der Lage ist, der so ausgebildet ist, daß er eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit aufweist und somit gut transportfähig ist und der schließlich leicht zu reinigen und zu leeren ist, um unraffinierten Lagerstättenbrennstoff verwenden zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandungen und Böden des Feuerraums und die Wandungen des waagerecht liegend oberhalb des Feuerraums angeordneten zweiten Zuges aus mehrflutig durchströmten parallelen Rohren bestehen, die jeweils zwischen mit entsprechenden Abschottungen versehenen ringförmigen Sammlern angeordnet sind, wobei die Rohre mit dazwischen eingesetzten Stegen rauchgasdicht verschweißt sind. Hierdurch wird das Gewicht des Kessels auf das geringst mögliche Maß beschränkt, wobei durch die Auswahl von Rohren verhältnismäßig geringen Durchmessers der Massefluß in jedem Rohr über dem in kommerziellen Durchlaufkesseln üblichen Wert gehalten werden kann, wodurch eine intensive Kühlung der Rohrwandung erreicht wird. Des weiteren werden die Kaltwassergeschwindigkeiten in den Rohren so hoch gehalten, daß entstehende Dampfblasen im Bereich der höchsten gasseitigen Temperaturen von der Rohrwand gelöst werden und in der Strömung wieder kondensieren.
Um einerseits zu erreichen, daß das Flammenzentrum des Brenners von den Wandflächen des Feuerraumes gleich weit entfernt ist und um den Querschnitt des Kessels den vorhandenen Eisenbahn- und Brückenprofilen anzupassen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die ringförmigen Sammler des Feuerraumes und des zweiten Zuges mehreckig ausgebildet sind, derart, daß die Feuerraumflächen und die Flächen des zweiten Zuges aus einer den Seiten der Sammler entsprechenden Anzahl ebener Flächen bestehen. Insbesondere ist hierbei der Feuerraum sechseckig und der zweite Zug rechteckig ausgebildet, wobei mindestens die waagerecht liegende Deckenfläche des Feuerraums und die Bodenfläche des zweiten Zuges doppelt so breit sind wie die übrigen Flächen des Feuerraumes und des zweiten Zuges.
Um eine gleichmäßige Dampfbildung aus Gründen der DurchfluB-stabilität zu erreichen und dabei eine gleichmäßige Beheizung des Verdampfers zu erreichen, ist dieser innerhalb des zweiten Zuges angeordnet und als mit einem Eintrittssammler und einem Austrittssammler versehener Schlangenrohrverdampfer ausgebildet.
Um die Veränderung des Wassergehaltes im Naßdampf von 596 bis 95% über die Veränderung der Brennstoffmenge bei konstantem Speisewasserdurchsatz oder variablem Speisewasserdurchsatz von konstanter Brennstoffmenge je nach den Erfordernissen im Bohrloch flexibel einstellbar zu gestalten, wird auf eine Speisewasservorwärmung mittels abgasseitigen Vorwärmer verzichtet. Vielmehr wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung für das Speisewasser nur ein Entgaser-Mischvorwärmer vorgesehen, der ausschließlich dazu dient, einerseits das Speisewasser zu entgasen und anderseits auf eine solche Temperatur vorzuwärmen, daß eine lokale Niedertemperaturkorrosion im Bereich des Feuerraums vermieden wird.
Um an einen Feuerraumboden jeweils einen Brenner anordnen zu können und am anderen Feuerraumboden eine Waschöffnung zu erhalten, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Feuerraumböden aus einem äußeren mit den Rohren der Feuerraumwandungen in Verbindung stehenden Sammlerring und einem inneren konzentrischen Sammlerring bestehen, wobei der äußere und der innere Ring durch parallele Rohre in Verbindung stehen, derart das die Feuerraumbodenfläche mit Ausnahme des Bereichs im inneren Sammlerring zweiflutig und im Gegenstrom durchströmt wird.
Hierdurch ist es auch möglich, tote Heizflächen im Bereich zwischen den Sammlern für die Feuerraumseitenflächenrohre und den Feuerraumböden zu vermeiden, da nur einfache Zu-und Ableitungen von den Feuerraumböden zu den Feuerraumsamnlern sowie zu den Sammlern des zweiten Zuges und der Verdampferschlangen erforderlich sind. Ein einfaches Entleeren des Kessels und ein Ablassen des Waschmittels aus dem Kessel, wenn dieser gereinigt wird, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch ermöglicht, daß zwischen dem einen Ende des Kessels und einem den Kessel tragenden Rahmen ein Kippgenk angeordnet ist, und daß eine Hub- Senkvorrichtung zwischen dem Kessel und dem Rahmen vorgesehen ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels gegebenen Beschreibung und es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kessels teilweise im Schnitt bzw. aufgebrochen, Fig. 2 eine Ansicht des Kessels gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittlinie II-II, Fig.3 einen Schnitt durch eine Feuerraumseitenfläche und Fig. 4 eine schematische Darstellung des Wasser- Naßdampf-Wegs durch den Kessel.
Wie man in Fig. 1 erkennen kann, ruht der erfindungsgemäße Kessel auf einem zweiachsigen Eisenbahnfahrgestell 2 und ist auf einem als Schlitten ausgebildeten Rahmen 4 gelagert.
Im einzelnen besteht der Kessel aus einem Feuerraum 6,einem darüber waagerecht angeordneten zweiten Zug 8 und einem innerhalb des zweiten Zuges 8 angeordneten Verdampfer 10.
Der Feuerraum 6 ist an seinem einen Ende mit einem Zweistoffbrenner 12 versehen, der in einer Öffnung 19 eines inneren ringförmigen Sammler 18 für einen brennerseitigen Feuerraumboden 14 angeordnet ist. Dieser Feuerraumboden 14 weist ferner einen abgeschotteten äußeren ringförmigen Sammler 16 auf, der mit dem inneren ringförmigen Sammler 18 über Quer-Rohre 22 in Verbindung steht. In Fig. 4 sind die einzelnen Schotten mit 20 bezeichnet. Unmittelbar neben dem Feuerraumboden ist ein weiterer abgeschotteter ringförmiger Sammler 26 angeordnet, der mit dem Feuerraumboden 14 über eine Verbindungsleitung 24 verbunden ist. Vom brennerseitigen ringförmigen Sammler 26 verlaufen waagerechte Feuerraumrohre 28 zu einem das andere Ende des Feuerraumes 6 bildenden ringförmigen Sammler 32. Der gesamte Feuerraum ist rauchgasdicht durch zwischen die Feuerraumrohre 28 geschweißte Stege 30 abgeschlossen wobei die Breite der Stege je nach Lage der Rohre verschieden sein kann. Vom abgeschotteten ringförmigen Sammler 32 führt eine weitere Verbindungsleitung 34 zu einem äußeren ringförmigen Sammler 38 des zweiten Feuerraumbodens 36. Auch dieser Feuerraumboden 36 ist mit einem inneren ringförmigen Sammler 40 versehen, der mit dem äußeren Sammler 38 über Querrohre 42 in Verbindung steht. Eine Verbindungsleitung 44 führt zu einem ringförmigen Eintritts sammler 46 für den über dem Feuerraum 6 angeordneten zweiten Zug 8, wobei ein weiterer ringförmiger Sammler 50 mit dem Sammler 46 über parallele Rohre 48 in Verbindung steht, die ebenfalls wie die Rohre 28 des Feuerraums durch Stege 30 rauchgasdicht verschweißt sind.
Eine weitere Verbindungsleitung 52 stellt eine Verbindung zwischen dem zweiten Zug 8 und dem Verdampfer 10 her, der aus einem Verdampfereintrittssammler 54, einem Verdampferaustrittssammler 58 und dazwischen angeordneten Schlangenrohren 56 besteht. Vom Verdampferaustrittssammler 58 schließlich führt eine Dampfleitung 60 zur Verwendungsstelle für den erzeugten Dampf.
Der Rauchgasdurchtritt zwischen dem Feuerraum 6 und dem zweiten Zug 8 erfolgt an der Stelle des Gasdurchtrittes 72.
An dieser Stelle sind die Stege 30 zwischen den Feuerraumrohren 28 bzw. den Rohren 48 des zweiten Zuges fortgelassen.
Der Austritt der Rauchgase in die Atmosphäre erfolgt an einem am Ende des zweiten Zuges angeordneten Blechumkehrstück 74.
Der gesamte Kessel ist von einer wärme- und stoßelastischen Bandagierung 80 umgeben und kann um ein Kippgelenk 76 mittels einer Heb- und Senkvorrichtung 78 in eine senkrechte Lage gekippt werden, so daß der Kessel vollständig entleert werden kann und aus der Öffnung 41 das Waschwasser abgelassen werden kann. Insbesondere bei Betrieb mit Lagerstättenbrennstoff kann eine solche Reinigung häufig erforderlich sein.
In Fig. 4 erkennt man den Weg vom Eintritt des Speisewassers in den Kessel bis zum Austritt des Naßdampfes in Richtung Bohrloch 62. Wie man erkennen kann, sind die Feuerraumböden 14 und 36 jeweils zweiflutig und im Gegenstrom durchströmt.
Das gleiche gilt für die Rohre des Feuerraumes 6. Um dieses zu erreichen, sind die einzelnen Sammler jeweils mit entsprechenden Schotten 20 versehen.
Um den Dampfgehalt in der Dampfleitung 60 zwischen 396 und 9cm96 einstellen zu können, sind für das Speisewasser ein Speisewasserregelventil 66 und für den Brenner ein Brennstoffregelventil 68 vorgesehen, die beide gleichzeitig über einen Einfachverhältnisregler 70 verstellt werden, derart daß entweder der Dampfgehalt erhöht wird, indem bei gleichem Speisewasserstrom der Brennstoffluß erhöht wird, oder aber daß bei konstantem Brennstoffluß weniger Speisewasser in den Kessel geleitet wird. Im ersten Fall bleibt die Durchsatzleistung des Kessels gleich bei erhöhtem Dampfgehalt, während im zweiten Fall die Durchsatzleistung bei gleichzeitig erhöhten Dampfgehalt sinkt.
Um den Dampfgehalt herabzusetzen kann entsprechend verfahren werden.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 1 Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel in Zweizugbauweise mit einem Feuerraum, einem darUber angeordneten zweiten Zug, sowie darin angeordneten Verdampferschlangen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wandungen und Böden des Feuerraums (6) und die Wandungen des waagerecht liegend oberhalb des Feuerraums (6) angeordneten zweiten Zuges (8) aus mehrflutig duchströmten parallelen Rohren (28,48) bestehen, die jeweils zwischen mit entsprechenden Abschottungen (20) versehenen ringförmigen Sammlern (26,32; 46,50) angeordnet sind, wobei die Rohre (28, 48) mit dazwischen eingesetzten Stegen (30) rauchgasdicht verschweißt sind.
2. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ringförmigen Sammler (26,32; 46,50) des Feuerraums (6) und des zweiten Zuges (8) mehreckig ausgebildet sind, derart, daß die Feuerraumflächen und die Flächen des zweiten Zuges (8) aus einer den Seiten der Sammler (26,32; 46,50) entsprechender Anzahl ebener Flächen bestehen.
3. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Feuerraum (6) sechseckig und der zweite Zug (8) rechteckig ausgebildet sind, wobei mindestens die waagerecht liegende Deckenfläche des Feuerraums (6) und die Bodenfläche des zweiten Zuges (8) doppelt so breit sind wie die übrigen Flächen des Feuerraums (6) und des zweiten Zuges (8).
4. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach Anspruch 1,2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß innerhalb des zweiten Zuges (8) ein mit einem Eintrittssammler (54) und einem Austrittssammler (58) versehener Schlangenrohrverdampfer (10) angeordnet ist.
5. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n 2 e i c h n e t, daß für das Speisewasser ein Entgaser-Mischvorwärmer vorgesehen ist, wobei die Vorärme nur so hoch gewählt wird, daß eine lokale Niedertemperaturkorrosion im Bereich des Feuerraums vermieden wird.
6. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5J d a d u r c h ge -k e n n z e i c h n e t, daß die Speisewasserzufuhr und/ oder Brennstoffzufuhr zum Brenner (12) derart veränderbar ist, daß eine Dampfbildung zwischen 3 und 95% einstellbar ist.
7. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlauikessel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d la r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Feuerraumtöden (14,36) aus einem äußeren, mit den Rohren (28) der Feuerraumwandingen in Verbindung stehenden amnlerring (26,46) und einem inneren, konzentrischen Sammlerring (32,50) bestehen, wobei der äußere und der innere Ring (26,46 bzw 32,50) durch parallele Rohre (22) in Verbindung stehen derart, daß die Feuerraumbodenflächen mit Ausnahme des Bereichs im inneren Sammlerring (32,50) zweiflutig und im Gegenstrom dulzhströmt wird.
8. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an einem Feuerraumboden (14) im inneren Sammlerring (32) der Brenner (12) angeordnet ist, während die Öffnung (41) im inneren Sammlerring (50) des anderen Feuerraumbodens (36) als Waschöffnung ausgebildet ist.
9. Mobiler Naßdampf-Zwangsdurchlaufkessel nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem einem Ende des Kessels und einem den Kessel tragenden Rahmen (4) ein Kippgelenk (76) angeordnet ist, und daß eine Hub- Senkvorrichtung (78) zwischen dem Kessel und dem Rahmen (4) vorgesehen ist.