DE413682C - Vorrichtung an Dampferzeugern mit umlaufenden Kesselrohren oder stillstehenden Kesselrohren und umlaufender Wasserschicht - Google Patents

Description

Dampferzeuger mit umlaufenden Kesselrohren oder mit stillstehenden Rohren und umlaufender Wasserschicht sind im allgemeinen derart ausgeführt, daß das Speisewasser zuerst in einen ortsfesten Speisewasservorwärmer eingeführt wird, worin es durch die \'on genannten Kesselrohren abgehenden Rauchgase bis zum Kochpunkt erwärmt und dann in diesem Zustande in die Kesselrohre

to eingeführt wird, in denen also die hauptsächliche Dampfbildung stattfindet.

Wenn Dampf bei ioo Atm. Druck erzeugt wird, wozu sich obige Dampferzeuger besonders eignen, ist das Verhältnis zwischen der Yerdampfungswärme und der Flüssigkeitswärme ein derartiges, daß die Rauchgase, nachdem sie die für die eigentliche Verdampfung erforderliche Wärme an die Dampf erzeugenden Kesselrohre abgegeben haben, eine überbleibende Wärmemenge haben, die im Großen und Ganzen genügt, um den im Verdampfer erzeugten Dampf zu überhitzen und auch noch das Speisewasser bis zum Kochpunkt zu erwärmen, wonach sie zum Schornstein mit einer Temperatur von ungefähr 200° C abgehen. Es kann indessen infolge ungleicher Feuerung eintreffen, daß Dampf ebenfalls im Vorwärmer erzeugt wird. Diese Dampf menge ist jedoch derart unbedeutend, daß eine Gefahr für die den heißesten Verbrennungsgasen ausgesetzten Vorwärmerohre nicht vorliegt, was praktisch bewiesen ist.

Die Verdampfung je m² der Dampf erzeugenden Kesselrohre ist etwa 400 kg je

3; Stunde bei 100 kg Druck und kann bei den bisher gebräuchlichen Bauarten nicht nennenswert überschritten werden. Bisher sind diese Kesselrohre als glatte Rohre mit einem größtmöglichen Durchmesser (305 mm) in bezug auf die auftretenden Druck- und Temperatur-Spannungen ausgeführt, um die Anzahl derselben in weitgehendstem Maße zu vermindern, weil dieser Teil der Dampfanlage der teuerste ist. Wenn man bei einer gewissen gegebenen Wärmemenge im Feuer die Anzahl der Verdampfer unter die bisher gebräuchliche vermindern würde, so würde natürlich die Temperatur im Feuerraum und dadurch auch die Dampfbildung je m² Heizfläche vermehrt werden. Dabei würden jedoch die vereinigten Druck- und Temperaturspannungen in den Kesselrohren derart erhöht werden, ■ daß die Festigkeit des Materials aufs Spiel gesetzt würde, außerdem würde die Temperatur der Rauchgase bei Erreichung des ortsfesten Vorwärmers derart hoch sein, daß in diesem, eine allzu große Dampfmenge erzeugt werden würde, wodurch ebenfalls die Haltbarkeit des Vorwärmers nachteilig beeinflußt werden würde. ~"

Vorliegende Erfindung zeigt eine Vorrichtung, um auf einfache Weise ebengenannte Nachteile zu vermeiden. Dieses besteht darin, daß die Kesselrohre als Rippenrohre ausgeführt sind, wodurch die Dampfbildung ganz bedeutend erhöht wird und eine wirksame Abkühlung der Rauchgase, bevor sie den Vorwärmer erreichen, erzielt wird.

Wie oben erwähnt, ist die Dampfbildung in einem Kesselrohr von 305 mm äußerem Durchmesser und 19 mm Materialstärke etwa 400 kg je m² und Stunde. Hierbei ist die an der Innenfläche infolge inneren Druckes (100 Atm.) und Temperaturspannungen auf-

tretende Beanspruchung etwa 2 300 kg je cm². Da die Ausdehnungsgrenze des verwendeten Materiales bei den im Material vorkommenden Temperaturen etwa bei 3000 kg je cm² liegt, und da außerdem am äußeren Umfang eine negative Spannung, d. h. ein Zusammendrücken \'on etwa 500 kg je cm² auftritt, ist die Sicherheit gegen Bersten genügend groß.

Wenn dagegen der \*erdampfer als Rohr von 242 mm äußerem Durchmesser und 10 mm Materialstärke ausgeführt und mit Rippen oder Flanschen mit einem äußeren Durchmesser von 288 mm und einem Abstand der Mittellinien der Rippen von 15 mm versehen wird, so kann die Verdampfung je m² wasserberührter Heizfläche bei denselben Beanspruchungen am inneren und äußeren Umfang wie vorher bis auf 760 kg gesteigert werden, wobei auch die Rauchgastemperatur hinter dem Verdampfer dieselbe bleibt wie im vorigen Falle.

Hieraus ist zu ersehen, daß eine bedeutende Verminderung in der Anzahl der Verdampfer für eine gegebene Dampferzeugung und somit eine daraus folgende Preiserniedrigung erzielt I wird. ■

Durch diese Vorrichtung ist es ebenfalls j möglich, ähnliche Dampferzeuger für bedeu- j tend niedere Drucke als 100 Atm., was für ge- j wisse Fälle wünschenswert sein kann, vorteil- j haft auszuführen. j

Es ist klar, das die gesamte Fläche der um- 1 laufenden Kesselrohre bei gewisser gegebener Dampfmenge vergrößert werden muß, je niedriger der Dampfdruck ist, und die Vergrößerung steht im umgekehrten Verhältnis zur Verdampfungswärme. Soll daher ein Dampferzeuger, mit umlaufenden Kesselrohren z. B. für 30 Atm. ausgeführt werden, so muß die Kesselrohrfläche im Vergleich zu einem ähnlichen für 100 Atm. im Verhältnis von

—iL = i,34 vergrößert werden, im Fall die

Verdampfer als glatte Rohre ausgeführt j werden, wobei die Zahl 439 die Ver- j dampfungswärme bei 30 Atm. und die Zahl j 328 diejenige bei 100 Atm. bedeutet. Dadurch, daß man nun die Kesselrohre mit Rippen versieht, wird es also ermöglicht, I auch Dampferzeuger mit umlaufenden Kessel- J rohren für verhältnismäßig niedere Drucke j herzustellen, was sonst vom Kostenstand- j punkt aus nicht möglich sein würde. Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, wo das j Speisewasser durch einen als Rohrschlange ^! ausgebildeten Vorwärmer 1 den Dampf erzeugenden Kesselrohren 2 zugeführt wird, die mit flanschenähnlichen Erweiterungen oder ; Rippen 3 versehen sind. Von den Dampf erzeugenden Kesselrohren geht der Dampf durch den Überhitzer 4 zu den Verbrauchsstellen. Die Verbrennungsgase bestreichen zunächst die Dampf erzeugenden Kesselrohre 2, darauf den Überhitzer 4 und schließlich den Vorwärmer 1. Die Zeichnung gibt nun ein Ausführungsbeispiel der Dampferzeugervorrichtung zur Darstellung, die natürlich in verschiedenartigster Weise Abänderungen unterworfen sein kann. Das Wesentliche der Erfindung ist, daß die Außenfläche der Dampf erzeugenden Kesselrohre durch rippenähnliche, quer oder längsgehende Erweiterungen bedeutend vergrößert ist zwecks Vermehrung der Verdampfung je Flächeneinheit der wasserberührten Heizfläche und gleichzeitiger Abkühlung der Verbrennungsgase, ehe diese den Vorwärmer erreichen, und zwar bis zu einem derartigen Grade, daß eine allzustarke Dampfbildung in letzterem nicht vorkommen kann.

Die rippenähnlichen Erweiterungen können natürlich verschiedenartig ausgeführt werden, beispielsweise können es aufgeschweißte oder aufgeschrumpfte Ringe sein. Sie können auch aus in Spiralen aufgewundenem und aufgeschweißtem oder aufgeschrumpftem Fassoneisen hergestellt sein. Ferner können sie durch Ausarbeiten von Ring- oder Spiralspuren aus Kesselrohren mit dicker Materialstärke oder durch Ziehen des Materiales, so daß längs verlaufende Rippen entstehen, erzeugt werden. Es ist klar, daß die Kesselrohre auch inwendig mit rippenähnlichen Erweiterungen der einen oder anderen Form versehen sein können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorrichtung an Dampferzeugern mit umlaufenden Kesselrohren oder stillstehenden Kesselrohren und umlaufender Wasserschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf erzeugenden Kesselrohre auswendig mit rippenähnlichen Erweiterungen versehen sind zwecks Vermehrung der Dampfbildung je Flächeneinheit wasserberührter Heizfläche und Verminderung der Gefahr allzu großer Dampfbildung im Speisewasservorwärmer.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf erzeugenden Kesselrohre auch noch inwendig mit rippenähnlichen Erweiterungen versehen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.