DE3326234A1

DE3326234A1 - Einrohrdampferzeuger

Info

Publication number: DE3326234A1
Application number: DE19833326234
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 1000 Berlin Wolff
Original assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL; La Mont Kessel Herpen and Co KG
Current assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL; La Mont Kessel Herpen and Co KG
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-02-07

Description

Einrohrdampferzeuger
Kessel für Ölbohrungen, bei denen zur Förderung des Öls der erzeugte Dampf direkt in die Ölbohrung eingeblasen wird, sind für hohen Dampfdruck - weit über 100 bar - ausgelegt. Diese Kessel arbeiten deswegen als Durchlaufkessel.
Die Kessel sollen leicht transportierbar sein, um an verschiedenen Bohrorten eingesetzt werden zu können.
Bei diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, vollentsalztes Wasser zu haben, wie sonst bei Durchlaufkesseln üblich, da es bei den Ölbohrungen auf reinen und trockenen Dampf nicht ankommt.
Der Dampf kann eine so große Wassermenge mitführen, daß darin die im Wasser gelösten Salze noch in Lösung bleiben. 20°ó Feuchtigkeit im Dampf ist bei diesen Kesseln üblich.
- Eine Enthärtung des Speisewassers ist jedoch notwendig -.
Aus diesem Grund ist eine Abscheidetrommel nicht erforderlich.
Diese Kessel dürfen nur als Einrohrkessel ausgelegt werden, weil anderenfalls, also bei mehreren parallelen Rohren, die Gefahr besteht, daß bei einer Feuchtigkeit von 20°ó des Dampfes in einigen Rohren diese Feuchtigkeit höher und in anderen Rohren niedriger ist, was zur Folge haben kann, daß in diesen Rohren mit niedriger Dampffeuchtigkeit die Sättigungsgrenze des Wassers überschritten wird und sich die Rohre durch Salzablagerungen zusetzen.
Diese sogenannten Zwangdurchlaufeinrohrkessel werden schon gebaut; sind Stand der Technik.
Diese Kessel werden so ausgeführt, daß das eine, den Kessel ausmachende Rohr in Längsrichtung des Feuerraumes hin und her gewickelt wird, so daß der Feuerraum berohrt, die Rohre jedoch nicht entwässerbar sind.
In direkt benachbarten Rohren werden die Phasen Aufwärmen des Speisewassers und Verdampfen durchlaufen, so daß große Temperaturunterschiede vorhanden sind, die bei direkter Verbindung benachbarter Rohre durch Schweißen zu erheblichen Spannungen in diesen Rohren führen. Um dieses zu vermeiden, wird der Kessel weder durch gasdichtes Verschweißen der Rohre miteinander noch durch ein an den Rohren, auf der den Rauchgasen abgewandten Seite, angeschweißtem Blechhemd (skincasing) gasdicht ausgeführt, sondern durch eine Mauerung, die auf der den Rauchgasen abgewandten Seite der Rohre angebracht ist. Über dieser Mauerung liegt ein "kalter", gasdichter Blechmantel.
Durch diese Konstruktion wird der Kessel sehr schwer, was der Forderung einer einfachen Transportierbarkeit entgegensteht und der äußere Blechmantel ist durch Tieftemperaturkorrosionen gefährdet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Kessel so zu konstruieren, daß er durch gasdicht verschweißte Flossenrohre, oder durch ein skin-casing gasdicht ausgeführt werden kann, ohne daß die erwähnten Spannungen in benachbarten Rohren auftreten und somit die schwere Mauerung und der äußere druckdichte Blechmantel entfällt. Die Fig. I zeigt den Kessel im Seitenschnitt, bestehend aus Feuerraum (A), Berührungsverdampfer (B) und Economiser (C). Der Feuerraum (A) wiederum besteht aus der Bodenheizfläche 4, der linken Seitenwandheizfläche 5, der rechten Seitenwandheizfläche 6, der Deckenheizfläche 7 und der Vorderwand 8.
Die Fig. II zeigt den Schnitt b-b durch den Berührungsverdampfer (B) und die Fig. III den Schnitt c-c durch den Economiser (C). Die Fig.lV zeigt den Schnitt a-a durch Fig. I In der Fig. V ist das Schaltschema des Kessels dargestellt.
Beschreibung zu Fig. V: Aus dem Wasserbehälter 1 saugt die Speisepumpe 2 das Wasser von ca. 20°C Temperatur und fördert es in einen Wärmetauscher 3. In diesem Wärmetauscher 3 wird das kalte Speisewasser soweit aufgewärmt, daß Tieftemperaturkorrosionen nicht zu erwarten sind.
Die Aufwärmung erfolgt durch das Dampf-Wasser-Gemisch des Einrohrkessels, das durch Herausziehen des Einrohres aus den eigentlichen Kessel und Verlängern bis in den Wärmetauscher 3 einen Teil seiner Wärme an das kalte Wasser abgeben kann.
Das so vorgewärmte Wasser tritt in den Economiser (C) ein.
Im Economiser (C) wird das Wasser unterhalb der Siedetemperatur des Kesseldruckes aufgewärmt und zunächst dem Feuerraumteil (A) des Kessels zugeführt.
Das Wasser tritt in die Bodenberohrung 4 ein, die spiralförmig in der Weise ausgeführt ist, daß der Temperaturunterschied benachbarter Rohre klein ist.
Dieser Temperaturunterschied kommt dadurch zustande, daß das im Economiser (C) noch nicht auf Siedetemperatur vorgewärmte Wasser in der Berohrung des Feuerraumes (A) auf Siedetemperatur erwärmt wird.
Reicht die Bodenberohrung 4 nicht aus, das vorgewärmte Wasser bis auf Siedetemperatur zu erwärmen, so muß die Seitenwandberohrung in Form einer Schraube um den Feuerraum gewickelt werden.
Ab Erreichen der Siedetemperatur - dieser Punkt läßt sich, unter Berücksichtigung etwaiger Teillastverhältnisse, rechnerisch ermitteln - kann die nachfolgende Rohrwicklung beliebig ausgeführt werden, da Spannungen benachbarter Rohre durch große Temperaturunterschiede nicht mehr auftreten.
In einigen Fällen kann es vorkommen, daß auch die Deckenberohrung 7 spiralförmig gewickelt werden muß.
Durch die spiralförmige Wicklung des Bodenrohres 4 und eventuell schraubenförmiger Wicklung der Seitenwandberohrung 5 und 6 sowie gegebenenfalls spiralförmiger Wicklung der Deckenrohre 7 vom Eintritt des Wassers aus den Economiser (C) bis zum Erreichen der Siedetemperatur werden große Temperaturunterschiede benachbarter Rohre und damit Spannungen in den Rohren vermieden.
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Claims

Patentansprüche Einrohrdampferzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß das eine den Kessel ausmachende, vom Dampf-Wasser-Gemisch durchflossene Rohr, vom Eintritt des im Economiser (C) vorgewärmten Wassers bis zum Erreichen der Siedetemperatur dieses Wassers, in Form einer rechteckigen Spirale gewickelt ist.
2.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrohr in Form einer Kreisspirale geformt ist.
3.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Rohrwicklung der Kessel entwässerbar ist.
4.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kesselkörper rechteckig geformt ist.
5.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kesselkörper zylindrisch geformt ist.
6.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der, den spiralförmig gebogenen Rohrteil folgende Rohrteil in beliebiger Ausführung, der Form des Kessels angepaßt, gewickelt werden kann.
7.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufwärmung des Speisewassers vor Eintritt in den Economiser (C) erforderliche Wärme in einem Wärmeaustauscher 3 außerhalb des Kessels übertragen wird, der durch Verlängerung des Rohres des Einrohrkessels beheizt wird. Dieses Heizrohr wird, unter Verlängerung des Kesselrohres, aus dem Kessel, im Bereich der Sattdampferzeugung, herausgezogen.
8.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrohr des Kessels als gasdicht geschweißte Flossenrohr- wie auch als gasdichte skin-casing-Konstruktion ausgeführt werden kann.
9.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit auf nahe Siedetemperatur aufgewärmtes Wasser zuerst die Rohrwicklung im Feuerraum (A) des Kessels und dann im Berührungsteil (B) durchströmt.
1a) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß der Berührungsteil (B) anschließend waagerecht am horizontal liegenden Feuerraum (A) angeschlossen ist.
11.) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bislo, dadurch gekennzeichnet, daß der Economiser (C) aus einem Einrohrsystem besteht.

12-) Einrohrdampferzeuger nach Anspruch 1 bis lo,dadurch gekennzeichnet, daß der Economiser (C) aus mehreren parallelen Rohren besteht, an deren Eintritt jeweils La Mont-Verteilerdüsen angebracht sind.