DE3613517C1

DE3613517C1 - Apparatus for heating water

Info

Publication number: DE3613517C1
Application number: DE3613517A
Authority: DE
Inventors: Erich Killinger
Original assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Current assignee: Deutsche Babcock Werke AG
Priority date: 1986-04-22
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1987-07-23
Also published as: CH672544A5

Abstract

An apparatus for heating water contains a primary part comprising a boiler (1) and a secondary part (10) connected to a heating system. Connected to the heating system, parallel to the secondary part (10), there is a superimposed system (17) which comprises a preheater (18) arranged in the lower drum (5) of the primary part and a residual heat exchanger (19) located in the flue-gas duct (2) of the hot water boiler (1), and which is connected, on the inlet side, to the flow (15) of the heating system and, on the outlet side, to the return pipe (12) to the condensation heat exchanger (8) of the secondary part (10). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereiten von Heißwasser mit einem Primärteil und einem Sekundärteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for preparing Hot water with a primary part and a secondary part according to the preamble of claim 1.

Die den Primärteil derartiger Vorrichtungen bildenden Kessel (Energie und Technik 25 (1973), Seiten 275-281) können zum Abbau der Rauchgastemperatur einen im Rauchgasstrom liegenden, als Speisewasservorwärmer oder als Luftvorwärmer dienenden Wärmetauscher aufweisen. Je nach der eingestellten Speisewasser- oder Lufteintritts temperatur besteht die Gefahr, daß an diesem Wärmetauscher Schäden durch Niedertemperaturkorrosion auftreten können. Zur Vermeidung derartiger Schäden ist es bekannt, korro sionsbeständige Werkstoffe für den Wärmetauscher zu ver wenden, wodurch dessen Herstellungskosten steigen. Im Falle der Anordnung eines Luftvorwärmers steigt auch durch die angehobene Lufttemperatur der Gehalt an Stickoxid im Rauch gas in unzulässiger Weise.Those forming the primary part of such devices Kessel (Energy and Technology 25 (1973), pages 275-281) can reduce the flue gas temperature in a Flue gas flow lying, as feed water preheater or have heat exchangers serving as air preheaters. Each after the set feed water or air intake temperature there is a risk that this heat exchanger Damage caused by low temperature corrosion can occur. To avoid such damage, it is known to be corro sion-resistant materials for the heat exchanger turn, increasing its manufacturing costs. In the event of the arrangement of an air preheater also increases due to the raised air temperature the content of nitrogen oxide in the smoke gas in an impermissible manner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannte Vorrichtung zum Bereiten von Heißwasser so zu gestalten, daß die Wärme des Rauchgases ausgenutzt werden kann, ohne daß die Gefahr einer Niedertemperaturkorrosion und/oder eines überhöhten NO_x-Gehaltes besteht.The invention has for its object to design the above-mentioned device for preparing hot water so that the heat of the flue gas can be exploited without the risk of low-temperature corrosion and / or an excessive NO _x content.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Patentanspruch 2 angegeben.This task will according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. An advantageous embodiment the invention is specified in claim 2.

Durch den im Überlagerungssystem erzeugten Kreislauf von Heißwasser aus dem Vorlauf wird der Kessel ständig warm gehalten. Auf diese Weise ist nach einer Kesselabschaltung ein Schnellstart möglich. Der Durchfluß durch das Über lagerungssystem bleibt erhalten, gleichgültig ob die Feuerung des Kessels in Betrieb ist oder nicht. Während des Betriebes der Feuerung dient der in der Untertrommel angeordnete Vorwärmer zum Aufheizen des Überlagerungs systems, damit im Bereich des im Rauchgasstrom liegenden Nachschaltwärmetauschers die Rohrwandtemperatur oberhalb des Taupunktes liegt.Due to the cycle of Hot water from the flow keeps the boiler warm held. This is after a boiler shutdown a quick start possible. The flow through the over storage system is retained, regardless of whether the The boiler is in operation or not. While the operation of the furnace is used in the lower drum arranged preheater for heating the overlay systems, so in the area of the flue gas flow Post-heat exchanger the pipe wall temperature above the Dew point.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung stellt schematisch die Schaltung einer Vorrich tung zum Bereiten von Heißwasser dar.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is explained in more detail below. The Drawing schematically represents the circuit of a Vorrich to prepare hot water.

Die Vorrichtung zum Bereiten von Heißwasser enthält einen Primärteil und einen Sekundärteil. Der Primärteil umfaßt einen Kessel 1 mit einer Brennkammer, an die sich ein zu einem nicht dargestellten Kamin führender Rauchgaskanal 2 anschließt. Die Brennkammer ist mit Brennern 3 bestückt und durch Wände 4 begrenzt, die aus gasdicht miteinander verschweißten Rohren gebildet sind. Die Rohre der Wände 4 sind mit einer Untertrommel 5 und einer Obertrommel 6 verbunden. An die Obertrommel 6 ist eine Dampfleitung 7 angeschlossen, die in einen Kondensationswärmetauscher 8 mündet. Von dem Kondensationswärmetauscher 8 ist eine Falleitung 9 zu der Untertrommel 5 geführt. Parallel zu der Dampfleitung 7 kann auch eine direkte Dampfentnahme vorgesehen werden.The device for preparing hot water contains a primary part and a secondary part. The primary part comprises a boiler 1 with a combustion chamber, which is followed by a flue gas duct 2 leading to a chimney, not shown. The combustion chamber is equipped with burners 3 and is delimited by walls 4 which are formed from tubes which are welded together in a gastight manner. The tubes of the walls 4 are connected to a lower drum 5 and an upper drum 6 . A steam line 7 is connected to the upper drum 6 and opens into a condensation heat exchanger 8 . From the condensing heat exchanger 8, a downfalling pipe 9 is guided to the lower drum. 5 Direct steam extraction can also be provided parallel to the steam line 7 .

Die Obertrommel 6 ist so groß bemessen, daß die gesamte Volumenänderung des rohrseitigen Mediums bei kaltem Kessel (Stillstand) und warmem Kessel (Vollast) aufgenommen werden kann. Diese Volumenänderung ist an dem Wasser standsglas 21, das an die Obertrommel 6 angeschlossen ist, sichtbar. The upper drum 6 is dimensioned so large that the entire change in volume of the pipe-side medium can be absorbed when the boiler is cold (standstill) and the boiler is warm (full load). This change in volume is visible on the water level glass 21 , which is connected to the upper drum 6 .

Der Sekundärteil 10 umfaßt den Kondensationswärmetauscher 8, in dem Wärmetauscherflächen 11 angeordnet sind. Die Wärmetauscherflächen 11 sind über eine Rücklaufzuführlei tung 12 und eine Vorlaufzuführleitung 13 mit dem Rücklauf 14 und dem Vorlauf 15 eines Heizungssystemes verbunden. In der von dem Rücklauf 14 zu den Wärmetauscherflächen 11 führenden Rücklaufzuführleitung 12 ist eine Absperrklappe 16 angeordnet.The secondary part 10 comprises the condensation heat exchanger 8 , in which the heat exchanger surfaces 11 are arranged. The heat exchanger surfaces 11 are connected via a Rücklaufzuführlei device 12 and a flow feed line 13 with the return 14 and the flow 15 of a heating system. A shut-off flap 16 is arranged in the return feed line 12 leading from the return 14 to the heat exchanger surfaces 11 .

Dem Sekundärteil 10 ist ein Überlagerungssystem 17 parallel geschaltet. Das Überlagerungssystem 17 ist eingangsseitig an den Vorlauf 15 des Heizungssystemes angeschlossen und mündet ausgangsseitig in die von dem Rücklauf 14 zu den Wärmetauscherflächen 11 führende Rücklaufzuführleitung 12 ein. Das Überlagerungssystem 17 enthält einen Vorwärmer 18 in der Untertrommel 5 und einen im Rauchgaskanal 2 liegenden Nachschaltwärmetauscher 19, die nacheinander durchströmt werden. Eine Umwälzpumpe 20 von vergleichsweise geringer Leistung sorgt für einen Heißwasserumlauf innerhalb des Überlagerungssystemes 17. In besonders gelagerten Fällen kann die Umwälzpumpe 20 entfallen.A superimposition system 17 is connected in parallel to the secondary part 10 . The superimposition system 17 is connected on the input side to the flow 15 of the heating system and opens on the output side into the return feed line 12 leading from the return 14 to the heat exchanger surfaces 11 . The superimposition system 17 contains a preheater 18 in the lower drum 5 and a secondary heat exchanger 19 located in the flue gas duct 2 , through which the flow passes one after the other. A circulating pump 20 of comparatively low power ensures hot water circulation within the superimposition system 17 . In particularly stored cases, the circulation pump 20 can be omitted.

Der Druck in dem Kessel 1 ist nicht oder nur unwesentlich höher als der Systemdruck im Heizungssystem. Auf diese Weise wird eine Dampfbildung im Nachschalt wärmetauscher 19 oder im Vorwärmer 18 für den Fall ver mieden, daß während des Betriebes der Brenner 3, das Über lagerungssystem 17 oder das Heizungssystem ausfallen sollten.The pressure in the boiler 1 is not or only slightly higher than the system pressure in the heating system. In this way, steam formation in the secondary heat exchanger 19 or in the preheater 18 is avoided in the event that the burner 3 , the storage system 17 or the heating system should fail during operation.

Die Leistungsregelung des Systems erfolgt über die Brenn stoffzufuhr zu den Brennern 3 in Abhängigkeit von der Vor lauftemperatur. Die Mediumtemperatur vor dem Eintritt in den Nachschaltwärmetauscher 19 wird über ein Dreiwege- Ventil 22 geregelt. Dieses Dreiwege-Ventil 22 ist mit dem Vorlauf 15 sowie mit dem Eintritt und dem Austritt des Vorwärmers 18 derart verbunden, daß dieser in einem ab schaltbaren Bypass liegt. Damit ist sowohl eine Anpaß möglichkeit an die Taupunkttemperatur als auch eine Steuerungsmöglichkeit in der Abgastemperatur gegeben.The power control of the system takes place via the fuel supply to the burners 3 as a function of the running temperature before. The medium temperature before entering the secondary heat exchanger 19 is regulated via a three-way valve 22 . This three-way valve 22 is connected to the flow 15 and to the inlet and outlet of the preheater 18 such that it is in a switchable bypass. This provides both an adjustment to the dew point temperature and a control option in the exhaust gas temperature.

Claims

1. Device for preparing hot water with a primary part, consisting of a boiler ( 1 ) with a lower drum ( 5 ), an upper drum ( 6 ) and a condensation heat exchanger ( 8 ), which via a steam line ( 7 ) with the upper drum ( 6 ) and is connected via a down pipe ( 9 ) to the lower drum ( 5 ) and to a secondary part ( 10 ) consisting of a return ( 14 ), a return feed line ( 12 ), the condensation heat exchanger ( 8 ) in which the primary part and the secondary part ( 10 ) shear surfaces ( 11 ) are thermally connected to one another via a heat exchanger, a flow feed line ( 13 ) and a flow ( 15 ), characterized in that a superposition system ( 17 ) is connected in parallel to the secondary part ( 10 ), which one in the lower drum ( 5 ) arranged preheater ( 18 ) and one in the flue gas duct ( 2 ) of the hot water boiler ( 1 ) arranged after-heat exchanger ( 19 ), and the input side with de m flow ( 15 ) and on the outlet side is connected to the return feed line ( 12 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the preheater ( 18 ) is arranged in a switchable bypass of the superimposition system ( 17 ).