DE412218C

DE412218C - Superheater for steam boiler

Info

Publication number: DE412218C
Application number: DESCH70236D
Authority: DE
Inventors: Peter Thomsen; Karl Volland
Original assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Current assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Priority date: 1924-04-15
Filing date: 1924-04-15
Publication date: 1925-04-18

Description

Überhitzer für Dampfkessel. Die Erfindung betrifft einen Überhitzer für Dampfkessel, dessen einzelne Elemente eine Mehrzahl hin und her geführter Rohrstränge enthalten. Zur Unterbringung des Überhitzers steht häufig, insbesondere bei vorhandenen Kesseln, nur ein durch die Anordnung der Kesselheizfläche bestimmter und begrenzter Raum innerhalb der Feuerungszüge zur Verfügung. Dieser Fall stellt sich meist- auch bei Veubauten ein, wenn das Bestreben vorherrscht, die Tauart so einzurichten, daß ungleiche und unnötig große Gasquerschnitte vermieden werden-und die ganze Bauart möglichst gedrängt gehalten werden soll. Es ergibt sich dann meist der Übelstand, daß es schwer oder gar unmöglich ist, auf diesem begrenzten Raume die für die gewünschte Oberhitzungstemperatur erforderliche L-berhitzerheizfläche in den üblichen Ausführungen sowie auch die Einrichtungen, wie Klappen u. dgl., zur Regelung der überhitzung unterzubringen. Es kommt ferner noch hinzu, claß das Ein- und Ausbauen der bekannten schlangenförmig gewundenen Überhitzereleinente in der Regel Schwierigkeiten bereitet.Superheater for steam boilers. The invention relates to a superheater for steam boilers, the individual elements of which are a plurality of pipe strings guided back and forth contain. Often times, especially when there are existing ones, is used to accommodate the superheater Boilers, only one determined and limited by the arrangement of the boiler heating surface Space available within the combustion flues. This is usually the case at Veubauten, if the endeavor prevails, the type of rope so to set up that unequal and unnecessarily large gas cross-sections are avoided-and the whole design should be kept as compact as possible. It usually arises then the evil that it is difficult or even impossible in this limited space the L superheater heating surface required for the desired overheating temperature in the usual designs as well as the facilities, such as flaps and the like, to accommodate overheating control. There is also that Installation and removal of the well-known serpentine superheater elements in usually causes difficulties.

Die Erfindung gibt nun einen neuen Weg zur Beseitigung dieser Übelstände an. Sie löst also die Aufgabe, auf einem bestimmten beschränkten Raume eine möglichst große Heizfläche für den Überhitzer sowie die Einrichtung zur Regelung der Überhitzung unterzubringen, und zwar durch zweckentsprechende Ausgestaltung des Überhitzers bzw. seiner Elemente.The invention now provides a new way of eliminating these disadvantages at. So it solves the task of creating one in a certain limited space as possible large heating surface for the superheater as well as the device for controlling the superheating to accommodate, through appropriate design of the superheater or its elements.

Gemäß der Erfindung sind die Rohrstränge jedes überhitzerelementes so gewunden, daß jede Windung zwei im wesentlichen gerade gleichlaufende Rohrstränge mit Umkehrstellen enthält und die zu zwei benachbarten Windungen gehörenden vier Rohrstränge, von oben auf die Windungen gesehen, nebeneinanderliegen. Dabei können die beiden Rohrstränge der einen Windung, von oben gesehen, zwischen den beiden Rohrsträngen der benachbarten Windung liegen oder auch in bezug auf diese in seitlicher Richtung versetzt angeordnet sein. Zweckmäßig läßt man die Rohrstränge benachbarter Windungen an den Umkehrstellen einander übergreifen, so daß sie sich gegenseitig abstützen.According to the invention, the tubing strings are each superheater element so wound that each turn is two essentially straight coincident pipe strings with reversal points and the four belonging to two adjacent turns Pipe strings, seen from above on the coils, lie next to one another. Here you can the two pipe strings of one turn, seen from above, between the two Pipe strings of the adjacent turn are located or laterally with respect to this Be arranged offset direction. It is expedient to leave the pipe strings of adjacent ones Windings at the reversal points overlap each other, so that they are mutually exclusive prop up.

Die Elemente gemäß der Erfindung stellen Rohrbündel von langgestreckter, flacher und gedrängter Form dar, die sich möglichst eng neben- und übereinander anbringen lassen bei bestmöglichster Ausnutzung des in den Feuerungszügen der Kessel für die Unterbringung des überhitzers verfügbaren Rauines.Weiter ergibt sich bei der beschriebenen Anordnung der einzelnen Rohrstränge eines Bündels zueinander eine günstige, für den Durchgang der Heizgase und die Wärmeübertragung vorteilhafte Rohrleitung sowie eine zweckmäßige Unterbringung der Heizfläche auf dem von dem Rohrbündel eingenommenen Raume.The elements according to the invention represent tube bundles of elongated, flat and compact form, which are as close as possible next to and on top of each other Can be attached with the best possible utilization of the space in the boiler flues room available for accommodating the superheater the described arrangement of the individual pipe strings of a bundle to one another cheap pipeline that is advantageous for the passage of the heating gases and the heat transfer as well as an expedient placement of the heating surface on the one occupied by the tube bundle Spaces.

Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar. Abb. i zeigt die Anordnung des Überhitzers gemäß der Erfindung an einem Dampfkessel, Abb.2 zeigt in größerem Maßstabe ein an die Dampfkästen angeschlossenes überhitzerelement in Seitenansicht, Abb.3 in Vorderansicht und Abb.4 im Querschnitt, Abb. 5 und 6 zeigen zwei Ausführungsformen von Überhitzerelementen von oben gesehen.The drawing represents two embodiments of the subject matter of the invention Fig. i shows the arrangement of the superheater according to the invention on a steam boiler, Fig. 2 shows on a larger scale a superheater element connected to the steam boxes in side view, Fig. 3 in front view and Fig. 4 in cross section, Fig. 5 and 6 show two embodiments of superheater elements seen from above.

a ist der obere Dampfwasserbehälter eines Kammerwasserröhrenkessels, b ist eine Wasserkammer, die mit Wasserrohren c versehen ist und mit dem Oberkessel rz in Verbindung steh. Diese Bauart des Kessels ist nur als eine beispielsweise Ausführungsform gewählt. Die Erfindung läßt sich selbstverständlich auch bei andern Kesselarten mit dem gleichen Vorteil verwenden.a is the upper steam water tank of an aqueous tube boiler, b is a water chamber provided with water pipes c and with the upper kettle rz related This type of boiler is just an example Embodiment chosen. The invention can of course also be used with others Use boiler types with the same benefit.

In den zwischen den Wasserrohren c und dem oberen Dampfwasserbehälter a v erbleihenden freien Raum ist der Überhitzer eingebaut, und zwar derart, daß er nahe unter dein Sammler a. liegt. Wie die Zeichnung erkennen läßt, ermöglicht die neue Bauart des (Jberhitzers in dieser Lage, unterhalb der Elemente noch eine Klappe d o. dgl. zur Regelung der Feuergase für die Überhitzung anzubringen, ohne daß der Gasquerschnitt zwischen dem Oberkessel a und den Wasserrohren c vergrößert zu werden braucht. Der Überhitzer enthält mehrere Elemente e, die an die in der Längsrichtung des Kessels liegenden Naß- und Heißdampfkästen f, f 1 (Abb. z) angeschlossen sind. Die Elemente erstrecken sich also quer zum Kessel und können leicht an den Seiten des Kessels ein-und ausgebaut werden. Jedes überhitzerelement e stellt ein Rohrbündel aus einer Mehrzahl hin und her geführter, im wesentlichen gerader und gleichgerichteter Rohrstränge mit Umkehrstellen dar. Diese Rohrstränge sind in der aus Abb.2, 3 und 5, 6 ersichtlichen Weise gewunden. Die Anordnung der Rohrstränge in den einzelnen Windungen zeigen die Abb.4, 5 und 6 (vgl. die eingezeichneten Pfeile). Die zu einer Windung gehörenden Rohrstränge sind mit g, g1, die zu der benachbarten Windung gehörenden Rohrstränge mit lt, hl bezeichnet. Bei beiden Ausführungsbeispielen (Abb.5 und 6) sind benachbarte Windungen derart zueinander angeordnet, daß die zu diesen gehörenden vier Rohrstränge, von oben auf die Windungen gesehen (bei dem Zeichnungsbeispiel also in Oberansicht), nebeneinanderliegen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.6 liegen die Rohrstränge h, hl, von oben auf die Windungen gesehen, zwischen den Rohrsträngen g, g1. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 sind die Rohrstränge g, ga der einen Windung in bezug auf die Rohrstränge h, V der benachbarten Windung in seitlicher Richtung versetzt angeordnet (vgl. auch den Querschnitt nach Abb.4).The superheater is installed in the free space left between the water pipes c and the upper steam water tank av, in such a way that it is close under your collector a. lies. As the drawing shows, the new design of the (superheater in this position allows a flap d or the like to be attached below the elements to regulate the fire gases for superheating, without the gas cross-section between the upper boiler a and the water pipes c increasing The superheater contains several elements e, which are connected to the wet and superheated steam boxes f, f 1 (Fig. z) lying in the longitudinal direction of the boiler Each superheater element e represents a tube bundle made up of a plurality of essentially straight and rectified tube strings with reversal points that are guided back and forth The arrangement of the pipe runs in the individual turns is shown in Figures 4, 5 and 6 (cf. the arrows drawn) ge are denoted by g, g1, the pipe strings belonging to the adjacent turn are denoted by lt, hl. In both exemplary embodiments (Fig. 5 and 6), adjacent turns are arranged in such a way that the four pipe strings belonging to them, viewed from above on the turns (in the drawing example, in top view), lie next to each other. In the embodiment according to Figure 6, the pipe runs h, hl, viewed from above on the windings, lie between the pipe runs g, g1. In the embodiment according to Fig. 5, the pipe strings g, ga of one turn are arranged offset in the lateral direction with respect to the pipe strings h, V of the adjacent turn (see also the cross section according to Fig.4).

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. x sind acht überhitzerelemente oder Rohrbündel e nebeneinander unterhalb des Sammlers a angeordnet. In dem hinteren Teil des Rautnes zwischen dem Sammler a und den Wasserrohren c könnten jedoch auch zwei Rohrbündel untereinander angebracht werden. Dieser Fall kann z. B. eintreten, wenn ein Element von der Höhe dieses Raumes zu große Dampfdrosselverluste ergeben würde. Alsdann wird man es vorziehen, ein derartiges Element zu unterteilen und die einzelnen Elemente übereinanderzulegen.In the embodiment according to Fig. X, eight superheater elements or tube bundles e are arranged side by side below the collector a. In the rear part of the square between the collector a and the water pipes c, however, two pipe bundles could also be attached one below the other. This case can e.g. B. occur if an element of the height of this space would result in excessive steam throttling losses. Then it will be preferred to subdivide such an element and to superimpose the individual elements.

Wird angenommen, daß der Naßdampfkasten f oben und der Heißdampfkasten f 1 unten liegt, so strömen die Heizgase (bei der Anordnung der Regelklappe d in der Mitte unterhalb des überhitzers) bei den ersten vier Elementen e im Gegenstrom und bei den letzten vier Elementen im Gleichstrom zu dem Dampf. Für diesen zweiten Teil des Überhitzers kann man einen Gegenstrom zwischen den Feuergasen und dem Dampf in einfacher Weise dadurch erzielen, daß die Naßdampfenden der Rohre der letzten vier Elemente z um iiclist nach unten geführt und dann die Windung der Rohrstränge von unten nach oben, anstatt wie bei den ersten Elementen von oben nach unten, ausgeführt @vird. Die letzte obere Windung wird dann nach unten an den Heißdampfkasten f 1 angeschlossen.It is assumed that the wet steam box f is above and the superheated steam box f 1 is at the bottom, the hot gases flow (with the arrangement of the control flap d in the middle below the superheater) for the first four elements e in countercurrent and the last four elements in cocurrent with the steam. For this second one Part of the superheater can be seen as a counterflow between the fire gases and the steam achieve in a simple manner that the wet steam ends of the tubes of the last four elements z to iiclist down and then the winding of the pipe strings from bottom to top instead of top to bottom as with the first elements @vird. The last upper turn is then down to the superheated steam box f 1 connected.

Wie der Querschnitt nach Abb. d. erkennen läßt, ergibt die gewählte Windungsart für die verschiedenen Rohrstränge eine sehr zweckmäßige Rohrteilung. Zwischen den einzelnen Rohrsträngen entstehen für den Durchgang der Heizgase Kanäle von möglichst gleichem Querschnitt, was für die Wärmeübertragung von den Heizgasen auf den zu überhitzenden Dampf besonders günstig ist. Weiter zeigt diese Abbildung, daß der für die Unterbringung der Überhitzerheizfläche zur Verfügung stehende Raum in sehr günstiger Weise ausgenutzt wird.As the cross-section according to Fig. D. reveals, results in the chosen one Winding type for the various pipe strings a very useful pipe division. Channels for the passage of the hot gases are created between the individual pipe strings of the same cross-section as possible, what for the heat transfer from the heating gases on the steam to be superheated is particularly favorable. This figure further shows that the space available for accommodating the superheater heating surface is exploited in a very favorable manner.

Die Elemente besitzen ferner nur geringe Breite und Länge, so daß sie leichter zu handhaben sind und sich von der Seite leichter ein- und ausbauen lassen als z. B. die schlangenförmigen überhitzerelemente, die bei einer großen Anzahl von Windungen sehr breit und sperrig werden.The elements also have only a small width and length, so that they are easier to handle and easier to install and remove from the side let as z. B. the serpentine superheater elements, which at a large Number of turns can be very wide and bulky.

Die einzelnen Rohrstränge der Elemente können an den Umkehrstellen durch einfaches Umbiegen oder auch durch Verwendung besonders anzusetzender Umkehrstücke verbunden werden. Auch können zwei Rohrstränge an den Umkehrstellen durch Verschweißung ihrer Enden nach dem bekannten Verfahren des Patents a95993 vereinigt werden (Abb.6, links, bei den Rohrsträngen h, hl).The individual pipe strings of the elements can be at the reversal points by simply bending over or by using reversing pieces that are specially designed to be attached get connected. Two pipe strings can also be welded at the reversal points their ends are united according to the known method of patent a95993 (Fig.6, left, at the pipe strings h, hl).

Wie aus Abb. 2, 3, 5 und 6 ersichtlich ist, sind die Umkehrstellen der Rohrstränge einer Windung so angeordnet, daß sie sich auf den Rohrsträngen der benachbarten Windung abstützen.As can be seen from Fig. 2, 3, 5 and 6, the reversal points are the pipe strings of a turn arranged so that they are on the pipe strings of the support the adjacent turn.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Superheater for steam boilers in which each element contains a plurality of reciprocating tubing strings, characterized in that that the tubing strings of each element are wound so that each turn is essentially two contains straight, concurrent pipe strings with reversal points and the two adjacent ones Windings belonging to four pipe strings, seen from above on the windings, lie next to each other.

2. Superheater according to claim i, characterized in that the pipe strings (1 a, hl) of the one turn, seen from above on the turn, between the two pipe strings (g, g1) of the adjacent turn (Fig.6).

3. superheater according to claim i, characterized in that the two pipe strings (h, hl) of one turn in with respect to the two pipe strings (g, g1) of the adjacent turn in a lateral direction Staggered in the direction (fig. Q. And 5). Superheater according to claim i to 3, characterized in that the pipe strings of adjacent turns with their Reversal points overlap each other in such a way that they support each other (Fig. 5 and 6).