DE2807166C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampfkessel der im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebenen Gattung.

In der nachveröffentlichten DE-OS 27 49 089 ist ein Dampf­ kessel beschrieben, bei dem im Bereich der oberen Rauchgas­ wendekammer eine Dampftrommel vorgesehen ist. Aus dieser Dampftrommel wird der Dampf oberhalb des Wasserspiegels des Kessels abgezogen.

Für gewisse Anwendungsbereiche ist es notwendig, über­ hitzten Dampf zu verwenden; einen solchen überhitzten Dampf konnte der Dampfkessel des Stands der Technik nicht bereit­ stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampfkessel der genannten Gattung so zu verbessern, daß auf einfache und kostengünstige Weise eine Dampfüberhitzung stattfinden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer zweiten, der Endverbrennungs­ kammer benachbarten Gehäusekonstruktion zur Dampfüberhitzung erhält man einen wesentlich besseren Nutzungsgrad bei der Dampferzeugung.

Günstig dabei ist, daß diese zweite Gehäuse­ konstruktion einen schraubenförmig um das Flammrohr herum­ geführten Strömungsweg für den Dampf aufweist. Somit wird der Dampf über eine längere Bahn in dem Wärmetauscher ge­ führt und damit einer längeren Zeit der Erwärmung ausgesetzt.

Der schraubenförmige Strömungsweg mündet in ein Austritts­ rohr, das den Dampf am Ende seines nach unten gerichteten Schraubenwegs zum Verbraucher abführt.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines vertikalen Schnitts durch einen Dampfkessel, der mit einem erfindungsgemäßen Dampf­ überhitzer versehen ist. Der in

Fig. 2 gezeigte Dampfkessel ist grundsätzlich von an sich bekannter Art und besitzt einen oberen zylindrischen Teil 10 sowie eine untere Endverbrennungskammer 11. Innerhalb des oberen Teils ist mittig ein Flammrohr 12 angeordnet, das an seinem oberen Ende mit einem Brenner 13 versehen ist. Das untere Ende des Flamm­ rohres ist durch eine Wand begrenzt, welche durch einen Boden 14 aus feuerfestem Material mit einem Auslaßkanal 15 gebildet wird.

Diejenigen Teile der Flamme, die längs der Mantelwand des Flammrohres 12 verlaufen, werden gekühlt, so daß die Ver­ brennung nicht vollständig ist. Infolge der Form der Oberseite 16 des feuerfesten Körpers 14, die zum Auslaßkanal 15 hin geneigt ist, werden die Umfangsteile der Flamme in den Kern der Flamme unmittelbar beim Durchtritt verdrängt. Es findet eine intensive Beheizung und ein gründliches Vermischen statt, so daß in der Kammer 11 eine wirksame Endverbrennung herbeigeführt wird.

Der obere zylindrische Teil 10 umfaßt eine Anzahl Rauchrohre, die in zwei konzentrischen Gruppen angeordnet sind. Die innere Gruppe 18 erstreckt sich zwischen der Endverbrennungs­ kammer 11 und einer oberen Wendekammer 19, während sich die äußere Gruppe 20 der Rauchrohre von der letzteren nach unten zu einer unteren Sammelkammer 21 erstreckt, die mit einem Abgaskanal (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Zahl der Rauchrohre innerhalb jeder Gruppe ist so gewählt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases trotz des verringerten Volumens infolge der Kühlung im wesentlichen die gleiche ist.

Die Endverbrennungskammer ist außen durch eine wassergekühlte Wand 22 begrenzt, die mit dem oberen Teil 10 zwischen den bei­ den Rauchrohrgruppen 18 und 20 verbunden ist. Der Boden 23 der Endverbrennungskammer ist im vorliegenden Fall aus einem feuer­ festen Material hergestellt, kann jedoch bei größeren und hoch­ belasteten Kesseln auch wassergekühlt sein.

Die Dampftrommel 24 ist innerhalb des zylindrischen Teils 10 geformt und umschließt daher das obere Ende des Flammrohres. Der Wasserspiegel während des normalen Betriebs ist mit 25 be­ zeichnet.

Um eine angemessene Kühlung des oberen Endes des Flammrohres 12 zu erzielen, das innerhalb der Dampftrommel 24 angeordnet ist, ist eine ringförmige Platte 28 waagrecht unterhalb des Wasser­ raumes der Trommel ausreichend unterhalb des normalen Wasser­ spiegels 25 angeordnet, so daß sie auch beim niedrigsten Wasser­ spiegel von Wasser bedeckt ist. Die Platte 28 ist so bemessen, daß ein ringförmiger Durchlaß 29 zwischen ihrem Außenumfang und der Mantelwand der Trommel 10 bleibt, sowie ein weiterer Ringkanal 30 zwischen ihrem Innenumfang und dem Flammrohr 12.

Mit dem Innenumfang der Platte 28 ist eine nach oben gerichtete Leitwand 31 verbunden, die eine Verlängerung des Kanals 30 bildet. Diese Leitwand erstreckt sich fast bis zur oberen Endplatte der Trommel 10.

An der oberen Endplatte der Trommel 10 ist eine ringförmige Leitwand 32 angebracht, die sich parallel zur Leitwand 31 nach unten erstreckt und unmittelbar oberhalb des normalen Wasserspiegels 25 endet.

Das Gemisch aus Wasser und Dampfblasen, das durch die Konvek­ tionsteiltrommel ansteigt, wird durch die Platte 28 aufgefangen und nach innen zum Kanal 30 verdrängt, in welchem das Gemisch zwischen dem Flammrohr 12 und der Leitwand 31 rasch nach oben steigt. Der obere Teil des Flammrohres wird jedoch ständig durch ein Gemisch aus Wasser und Dampf bestrichen, wodurch eine zufriedenstellende Kühlung sichergestellt wird. Um die nach innen gerichtete Strömung zu begünstigen, kann die Platte 28 leicht gewölbt ausgebildet sein.

Die Leitwand 32 trägt durch das Abtrennen des Dampfes vom Wasser dazu bei, daß ein Rückfluß des Wassers durch den äußeren Kanal 29 stattfindet.

Um zufriedenstellende Wasserumlaufbedingungen mit der Trommel 10 zu erzielen, ist eine ähnliche Führungsvorrichtung für das Wasser in ihrem unteren Teil vorgesehen.

Eine zweite ringförmige Platte 33 ist parallel zur unteren Endplatte der Trommel, jedoch im Abstand zu dieser eingesetzt. Ferner ist ein Kanal 34 am Außenumfang der Platte und ein weiterer Kanal 35 an ihrem Innenumfang vorgesehen. An der Platte 33 ist eine nach unten gerichtete Leitwand 36 ange­ bracht, die sich nach unten in die wassergekühlte Wand 22 etwa mittig zu dieser erstreckt.

Der Dampfkessel ist nun anstelle der unteren Führungsvorrichtung für das Wasser erfindungsgemäß mit einem Dampfüberhitzer versehen (Fig. 1). Eine ringförmige Gehäusekonstruktion ruht auf der ring­ förmigen Platte 33 und besteht aus zwei Wandplatten 38 a, 39 a sowie aus einer Abdeckplatte 40 a, die als ring­ förmige Gehäusekonstruktion die innere Gruppe 18 von Rauch­ rohren an deren unteren Enden umgeben.

Der Dampf wird aus der Dampftrommel 24 durch mindestens ein vertikales Rohr 42 a innerhalb der Konvektionstrommel 10 gefördert, welches Rohr an seinem oberen Ende offen und mit der Abdeckplatte 40 der Gehäusekonstruktion verbunden ist. Diese wird durch innere Leitplatten so unterteilt, daß der Dampf einer schraubenförmigen Bahn um das Flammrohr 12 herum folgen muß, um danach die Gehäusekonstruktion durch ein Rohr 42 b zu verlassen. Um eine örtliche Überhitzung des Plattenmaterials bei der Inbetriebnahme des Kessels zu verhindern, wird die Gehäusekonstruktion vorzugsweise anfänglich mit Wasser ge­ kühlt. Dies kann dadurch geschehen, daß man zeitweilig den Wasserspiegel innerhalb der Trommel 10 über das obere Ende des Rohres 42 a ansteigen läßt. Gegebenenfalls restliches Wasser kann durch das Rohr 42 b abgeleitet werden, bevor Dampf zum Ver­ brauch entnommen wird.

Die Überführung von Dampf aus der Trommel zur Gehäusekonstruktion kann gegebenenfalls mit Hilfe der Anschlußstücke 42 und 43, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, und mit äußeren Fallrohren geschehen.

Claims (3)

1. Dampfkessel mit einem als zylindrische Trommel ausge­ bildeten, ein Flammrohr ringförmig umschließenden Kon­ vektionsteil und mit einer eine Verlängerung des Flammrohrs bildenden, außerhalb des Konvektionsteils angeordneten Endverbrennungskammer, wobei an den Stirn­ seiten der zylindrischen Trommel des Konvektionsteils ebene Endplatten vorgesehen sind, in der Trommel eine innere und eine äußere Gruppe von Rauchrohren konzen­ trisch um das Flammrohr herum angeordnet ist und diese beiden Rauchrohrgruppen sich zwischen der der Endver­ brennungskammer zugewandten Endplatte der Trommel und einer an die andere Endplatte der Trommel sich anschlies­ senden Rauchgas-Wendekammer erstrecken, wobei in der Trommel eine erste Gehäusekonstruktion beide Rauchrohr­ gruppen an ihren der Rauchgas-Wendekammer zugewandten Endbereichen unter Bildung einer Dampftrommel umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Trommel (24) eine der Dampfüberhitzung dienende zweite Gehäusekonstruktion (38 a, 40 a) nur die innere Gruppe (18) von Rauchrohren in ihrem der Endverbrennungskammer (11) zugewandten Endbereich umgibt, wobei die zweite Gehäusekonstruktion über eine Leitung (42 a) mit der Dampftrommel (24) ver­ bunden ist.

2. Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Gehäusekon­ struktion (38 a, 40 a) einen schraubenförmig um das Flamm­ rohr (12) herumgeführten Strömungsweg für den Dampf auf­ weist.

3. Dampfkessel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der schraubenförmige Strömungs­ weg für den Dampf in ein Austrittsrohr (42 b) mündet.