DE388858C - Wasserrohrkessel mit Fuehrung des Wassers durch Leitwaende - Google Patents

Description

Für engrohrige Wasserrohrkessel mit oberem und unterem zylindrischen Sammler und verbindendem Röhrenbündel sind zwecks Verbesserung des Wasserumlaufs bereits Vorschlage bekannt geworden, in die Sammler Leitstücke einzubauen, um den Wasserstrom auf der äußeren Umkehrseite zu führen bzw. den Ringstrom von der aufsteigenden Seite nach der absteigenden Seite besser überzuto leiten. Die beabsichtigte Wirkung dürfte aber hierdurch nur teilweise erreicht werden, ι indem nach wie vor zwischen den Ausmün- ; düngen der mittleren Röhren innerhalb des ganzen Röhrenbündels, d. h. in der Grenzzone zwischen dem auf und ab steigenden Wasserstrom, eine sehr ungeordnete, mit Wirbelbewegung verbundene Strömung herrscht. ^; Die Röhren mit aufsteigendem Strom und den rasch hochsteigenden Dampfblasen werden auf ao die Nachbarröhren, in denen sich ein abstei- j gender Strom auszubilden beabsichtigt, eine saugende Wirkung ausüben, abgesehen davon, ' daß die an dieser Zone notwendige scharfe '■■ Umkehr um annähernd i8o° erhebliche Be- '. wegungswiderstände ergibt. Es werden sich daher im mittleren Teil zwischen den Rohrmündungen Wirbel bilden, oder es wird sogar ein völliges Stillstehen des Wassers sich ein- ; stellen, durch welche Umstände einerseits der übrige Umlauf gestört wird und anderseits nur eine geringere Ausnutzung der gesamten Heizfläche infolge des schlechteren Umlaufs ; möglich ist. I

Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung oder mindestens wesentliche Verminderung j dieser Mißstände, indem durch in einem der j beiden Sammler oder in beiden befindliche ge- j krümmte Leitstücke einerseits das ganze Roh- j renbündel in zwei Bündel, d. h. eines für auf-, das andere für absteigenden Strom, geteilt und anderseits der Ringstrom auf der inneren Seite auf einem Bogen von endlich großem Halbmesser geführt wird. Diese Unterteilung des Röhrenbündels ist zwar etwas willkürlich, da sich die Grenze für auf und ab steigenden Strom je nach der Belastung des ; Kessels innerhalb des Rohrbündels unter Umständen etwas verlegen dürfte. Indessen kann eine gewisse Zwangläufigkeit der Bewegung ' und Trennung der beiden Ströme vorgeschrieben werden durch geeignete Bemessung der Heizflächen in den Röhrenbündeln für auf und ab steigenden Strom, derart, daß z. B. in '■ dem für absteigenden Strom die Heizfläche nur so groß gewählt wird, daß das Wasser höchstens bis zum Siedepunkt vorgewärmt wird, sich also sicher noch keine Dampfblasen darin entwickeln, ferner durch geeignete Bemessung der Gesamtquerschnitte der beiden Röhrenbündel derart, daß der kleineren Geschwindigkeit auf der dem Feuer abliegenden Seite mit Rücksicht auf den Zusammenhalt des Stromes durch Zuteilung eines größeren Gesamtquerschnitts für das hintere Bündel Rechnung getragen wird.

Die Erfindung ist nicht nur auf Kessel mit einem einzigen Röhrenbündel, d. h. nur einem Ober- und Unterkessel beschränkt, sondern kann auch bei solchen mit mehreren gegenüber den Feuergasen parallel geschalteten Röhrenbündeln, wobei also im allgemeinen mehrere Unterkessel vorhanden sind, angewandt werden.

In der Zeichnung sind in Abb. 1 bis 3 verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt mehr schematisch einen mit öl, Gas, Kohlenstaub o. dgl. befeuerten engrohrigen Wasserrohrkessel, wobei α dessen Verbrennungskammer, b den Oberkessel und c den Unterkessel des eigentlichen Dampferzeugers und d_t, d₂ dessen zwei Rohrgruppen des Bündels bezeichnen, die von den Heizgasen im Sinne des Pfeiles e durchströmt werden. Mit f_v /, sind zwei dem Dampferzeuger nachgeschaltete Überhitzerrohrschlangen bezeichnet. Gemäß der Erfindung ist das ganze Rohrbündel des Dampferzeugers in eine Rohrgruppe mit nur aufsteigendem Wasser- und Dampf strom d_x und in eine solche mit nur absteigendem Wasserstrom d₂ zerlegt. Diese Trennung soll vorzugsweise durch die Leitwände g und h im Ober- bzw. Unterkessel auf der inneren Seite der Ringströmung geschehen, durch welche die dort sonst vorhandene Wirbelbildung und Unbestimmtheit in der Strömung benachbarter Rohrreihen beseitigt wird. Es ist zweckmäßig, diese inneren Leitwände mit möglichst großen Halbmessern auszuführen, um an dieser Stelle die Widerstände noch weiter herabzusetzen. Es kann dies etwa dadurch erzielt werden, daß, wie in Abb. 2 angedeutet, die Einmündungen der innersten Rohre der Bündel Ci₁, d₂ im Oberoder Unterkessel etwas weiter auseinandergerückt werden. . Um auch auf der äußeren Seite der Ring-

strömung starke Verzogerungen im Oberoder Unterkessel möglichst zu vermeiden sowie die einmal im auf und ab steigenden Strom vorhandene Bewegungsenergie für die Strömung im anderen Rohrbündel zu erhalten, sind bei vorliegendem Beispiel noch weitere Leirwände i und k im Ober- bzw. Unterkessel angedeutet, wie sie in ähnlicher Form bereits früher für Wasserrohrkessel vorgeschlagen wurden. Die Leitwände g· und h, ebenso die etwaigen weiteren Leitstücke k und i brauchen nicht allzu dicht eingebaut zu sein und auch an den Kesselenden nicht dicht abzuschließen, so daß sie stets vom Druck entlastet sind und als dünne Blechwände ausgeführt sein können. Die im Oberkessel befindliche Leitwand i kann Löcher Z besitzen, durch welche der in dem kreisenden Wasserstrom entwickelte Dampf sich aus letzterem ao absondern und in den Dampfraum des Oberkessels abströmen kann. Auf diese Weise wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, daß eine starke Wallung des Oberwasserspiegels durch die aus den meist beheizten Rohren tangential herausschießenden Dampfblasen verbunden mit unruhiger Wasserstandsanzeige vermieden wird. Damit etwa über die Wand i mitgerissenes Wasser wieder in den übrigen Strom zurücktreten kann, können in der Wandi Löcher vorgesehen sein oder es braucht die Wandt nicht ganz dicht an die Kesselboden heranzutreten.

Um dem Dampf noch bessere Gelegenheit zu geben, in den Dampfraum des Oberkessels zu entweichen, kann auch die äußere Leitwand i im Oberkessel b auf eine gewisse Strecke unterbrochen sein, wie dies in Abb. 2 durch die Stücke i_v i_ä angedeutet ist. Es kann diese Ausführung dazu benutzt werden, um gleichzeitig eine für den Umtrieb günstige Verteilungskammer m für das bei η frisch eingeführte Speisewasser zu schaffen. Indem dieses durch Löcher 0 austretend sich mit dem kreisenden Wasserstrom mischt, wird es dessen Temperatur in der Rohrgruppe d₂ bzw. S₂ herabdrücken und dadurch dessen spezifisches Gewicht erhöhen.

Um die Führung des Wassers im Oberoder Unterkessel zu einer möglichst parallelen zu gestalten, können außer den erwähnten Leitwänden auf der inneren und gegebenenfalls auch äußeren Seite der Ringströmung unter Umständen noch weitere Zwischenwände in ein- oder mehrfacher Anordnung eingebaut sein, wie dies bei Ringkanälen für andere Zwecke mitunter üblich und in Abb. 1 durch die strichpunktiert angedeutete Wand p im Oberkessel b dargestellt ist.

Bei dem Beispiel eines (in gewöhnlicher Weise kohlebefeuerten) Kessels nach Abb. 3 sind gegenüber den Feuergasen zwei parallel geschaltete Rohrbündel mit geraden Rohren angenommen, wie sie z. B. bei Marinekesseln nach dem sogenannten Yarrowtyp üblich sind. Der Oberkessel ist wieder mit &, die beiden Unterkessel mit C₁, C₂ bezeichnet. Von den vom Rost q aufsteigenden Feuergasen werden die beiden Rohrbündel im Sinne der Pfeile r durchstrichen. Entsprechend den zwei Rohrbündeln kreisen im Dampferzeuger auch zwei Ringströme. Jeder derselben ist entsprechend wie dem Beispiel nach Abb. 1 auf der inneren Seite der Bahn durch die Leitwände g und h begrenzt, so daß jedes Rohrbündel in zwei Rohrgruppen J₁, S₂ für auf- bzw. absteigenden Wasserstrom zerlegt ist. Die Unterkessel C_x, c₂ solcher Kessel haben bereits meistens einen halbkreisähnlichen Querschnitt, so daß sich in diesem Fall eine äußere Leitwand in den Unterkesseln erübrigt. Im Oberkessel b können dagegen, wie bei dem Beispiel nach Abb. 1, zwei bogenförmige und mit Löchern für Dampf austritt versehene Leitwände i eingebaut sein. Gegebenenfalls können diese sich je auf eine mittlere Zunge, ähnlich wie dem Beispiel nach Abb. 2, beschränken.

Unter Umständen wird es zur Erreichung des beabsichtigten Zweckes genügen, wenn nur am einen Ende der langgestreckten Ringbahn auf der inneren Seite von deren Umführung eine Leitwand g angebracht ist, um den Anstoß für die Ausbildung von zwei scharf getrennten Wasserströmen zu geben. Je nach Art des Kessels kann hierfür entweder der Ober- oder Unterkessel besser geeignet sein.

Claims (2)

P ATENT-Ansprüche :

1. Wasserrohrkessel mit Ober- und Unterkessel und sie verbindenden Röhren, und mit Führung des Wassers im Ober- too oder Unterkessel oder in beiden durch Leitwände, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausmündungen der Röhren in dem oberen und unteren Sammler oder nur einem von beiden gekrümmte Leitwände (g, K) derart angebracht sind, daß sie das ganze Röhrenbündel in zwei Bündel teilen und den Wasserstrom auf der inneren Seite führen.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung des Röhrenbündels derart vorgenommen ist, daß das Röhrenbündel für den absteigenden Strom einen größeren Gesamtquerschnitt besitzt als das für den aufsteigenden Strom.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.