DE422359C

DE422359C - Heating tube superheater with split supply or return for the steam

Info

Publication number: DE422359C
Application number: DEM81375D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-05-13
Filing date: 1923-05-13
Publication date: 1925-11-28

Description

Heizrohrüberhitzer mit geteilter Hin- oder Rückführung für den Dampf. Die Erfindung bezieht sich auf Heizrohrüberhitzer mit geteilter Hin- und Rückführung für den Dampf und besteht insbesondere darin, daß bei Verwendung flachgedrückter Hin- oder Rückführungsrohre diese mit ihrer Querschnittslängsachse derart radial im Heizrohr liegen, daß die Heizgase durch sie in möglichst geschlossene Ströme unterteilt werden.Heating tube superheater with split supply or return for the steam. The invention relates to heating tube superheaters with split outward and return lines for the steam and is in particular that when used flattened Outward or return pipes these with their cross-sectional longitudinal axis in such a radial manner lie in the heating pipe so that the heating gases flow through them in as closed currents as possible be subdivided.

Bei Verwendung von drei flachgedrückten Rohren werden diese zweckmäßig um das runde Mittelrohr derart symmetrisch angeordnet, daß die Querschnittslängsachsen der beiden unteren, in gleicher Höhe liegenden flachen Rohre mit der senkrechten Achse einen Winkel bilden, um Ablagerung von Ruß und 'Flugasche auf den unteren flachen Rohren zu verhindern. Die Unterteilung des gesamten Heizgasstromes erfolgt vorteilhaft in drei geschlossene Ströme, die je einen mehr oder weniger gleichen Anteil an der gesamten, für die Dampfüberhitzung und Wassererhitzung zur Verfügung stehenden Rohrfläche und gleiches Fassungsvermögen haben. Die Anordnung der Überhitzungsrohre in dem Heizrohr kann so getroffen sein, daß ein rundes Überhitzungsrohr exzentrisch angeordnet ist, während zwei flachgedrückte Rohre sowohl in bezug auf das erstgenannte Überhitzungsrohr als auch in bezug auf das die Überhitzerrohre aufnehmende Feuerrohr auf radialen Achsen angeordnet sind. Das Streben nach einem möglichst hohen Überhitzungsgrad hat beim Bau von Heizrohrüberhitzern in vielen Fällen dazu geführt, eine möglichst große Anzahl von Überhitzerrohren in den Feuer- oder Heizrohren anzuordnen. Hierdurch würde nicht nur der Durchtritt der Heizgase verzögert, sondern die Unterteilung des Heizgasstromes in eine Mehrzahl von kleinen Einzelströmen brachte es mit sich, daß trotz des Vorhandenseins einer genügend großen Überhitzerfläche der erwünschte Wirkungsgrad nicht erreicht wurde, denn die Überhitzungsfläche wurde praktisch nur zu einem geringen Teil ausgenutzt. Man achtete weder darauf, daß einzelne Heizgasströme im wesentlichen nur mit Überhitzerrohrflächen in Berührung kamen, noch beachtete man, daß eine gute Überhitzung nur durch große geschlossene Ströme zu erzielen ist. Ein weiterer Übelstand bei der obenerwähnten Anordnung der Überhitzerrohre bestand darin, daß die durch die enge Aneinanderlegung der Rohre entstehenden kleinen Zwischenräume leicht durch Ablagerungen verstopft wurden und nur sehr schwer mit den üblichen Reinigungsvorrichtungen zu säubern waren.When using three flattened tubes, these become useful arranged symmetrically around the round central tube, that the cross-sectional longitudinal axes of the two lower flat tubes at the same height as the vertical one Axis make an angle to prevent deposition of soot and fly ash on the lower to prevent flat tubes. The subdivision of the entire heating gas flow takes place advantageously in three closed streams, each more or less the same Share of the total available for steam superheating and water heating standing pipe area and the same capacity. The arrangement of the overheating pipes in the heating tube can be made so that a round overheating tube is eccentric is arranged while two flattened tubes with respect to both the former Overheating tube as well as in relation to the fire tube receiving the superheating tubes are arranged on radial axes. Striving for the highest possible degree of overheating has resulted in the construction of heating tube superheaters in many cases, as far as possible to arrange a large number of superheater tubes in the fire or heating tubes. Through this not only would the passage of the heating gases be delayed, but also the subdivision of the heating gas flow into a plurality of small individual flows brought about that, despite the presence of a sufficiently large superheater surface, the desired one Efficiency was not achieved because the overheating area was practically only exploited to a small extent. No one paid attention to the fact that individual heating gas flows essentially only came into contact with superheater tube surfaces one that good overheating can only be achieved with large closed currents. Another drawback was the above-mentioned arrangement of the superheater tubes in that the small spaces created by the close fitting of the tubes easily clogged with debris and very difficult with the usual Cleaning devices were to be cleaned.

Gemäß der Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch beseitigt.According to the invention, all of these disadvantages are thereby eliminated.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen: Abb. i und 2 Aufriß und Grundriß einer Reihe von Überhitzerelementen gemäß der Erfindung, die in den Heizrohren eines Lokomotivkessels angeordnet sind, Abb. 3 einen Querschnitt in größerem Maßstabe einer zweckmäßigen Rohranordnung für die Elemente, Abb. d. einen Querschnitt, der einen anderen Weg für die Anordnung der Rohre zeigt. Abb. 5 und 6 sind Endansichten eines Kopfstückes oder Torpedoendes und eines Zweigstückes für die Rohranordnung gemäß Abb. i, 2 und 3.In the drawings, the invention is illustrated, for example, namely: Figs. 1 and 2 show elevation and plan view of a number of superheater elements according to the invention, which are arranged in the heating pipes of a locomotive boiler, Fig. 3 is a larger-scale cross-section of a convenient pipe arrangement for the elements, Fig. d. a cross section showing a different way for the arrangement the tubes shows. Figures 5 and 6 are end views of a headjoint or torpedo tail and a branch piece for the pipe arrangement according to Figs. i, 2 and 3.

Abb. 7 zeigt eine Endansicht eines Kopfstückes oder Torpedoendes für eine Rohranordnung nach Abb. q..Figure 7 shows an end view of a header or torpedo tail for a pipe arrangement according to Fig. q ..

In der Anordnung, wie sie in Abb. i, 2, 3, 5 und 6 gezeigt ist, ist in jedem der Kesselheizrohre eine aus drei Rohrlängen bestehende Gruppe angeordnet.In the arrangement as shown in Figs. I, 2, 3, 5 and 6 is a group consisting of three pipe lengths is arranged in each of the boiler heating pipes.

Die Gruppe besteht aus einem oberen zylindrischen Rohr a, das bei a1 am Rauchkammerende hochgebogen ist und am anderen Ende unmittelbar an den größeren Verbindungszweig einer Haube oder eines Torpedos b, wie es in Abb. 5 im Schnitt dargestellt ist, angeschweißt ist.The group consists of an upper cylindrical tube a, which at a1 is bent up at the end of the smoke chamber and at the other end directly to the larger one Connection branch of a hood or a torpedo b, as shown in Fig. 5 in section is shown, is welded.

Unter dem Rohr a liegen zwei Rohre c, cl von länglichem Querschnitt, die bei c=, c3 auf, zylindrischen Querschnitt von kleinerem Durchmesser als dem des Rohres a überführt worden sind, wobei diese Teile mit kleinerem Durchmesser am Feuerkistenende mit den unteren öffnungen der Haube b und am Rauchkammerende mit den beiden Öffnungen eines Zweigstückes d nach Abb. 6 verbunden sind. Das andere Ende des Zweigstückes d hat eine einzige öffnung von gleichem Durchmesser wie das Rohr a und ist mit der anderen Dampfkammer durch ein Stück gebogenes, zylindrisches Rohr a2 verbunden.Under the pipe a are two pipes c, cl of elongated cross-section, the one at c =, c3 on, cylindrical cross-section of smaller diameter than that of the tube a have been transferred, these parts having a smaller diameter at the end of the fire box with the lower openings of the hood b and at the end of the smoke chamber are connected to the two openings of a branch piece d according to Fig. 6. The other End of branch piece d has a single opening of the same diameter as that Tube a and is curved in one piece with the other steam chamber, cylindrical Pipe a2 connected.

Die beiden flachen Rohrstücke c, cl können solchen Querschnitt und solche Abmessungen haben, daß sie zusammen denselben oder annähernd denselben Strömungswiderstand für Dampf haben, wie das einzige Rohrstück a, oder mit anderen Worten, daß die beiden flachen Rohrstücke c und cl bei gleicher Rohrlänge und ähnlichem Druckabfall die gleiche Dampfmenge durchlassen wie das einzige Stück a..The two flat pipe pieces c, cl can have such a cross section and have such dimensions that they together have the same or approximately the same flow resistance for steam, like the only piece of pipe a, or in other words that the two flat pipe sections c and cl with the same pipe length and a similar pressure drop die let through the same amount of steam as the only piece of a ..

Die drei Rohrlängen sind innerhalb des Querschnittes des Heizrohres in einer einem umgekehrten V ähnelnden Form angeordnet, wobei die großen Achsen der beiden flachen Stücke einen Winkel von ungefähr 6o° miteinander bilden und diese Stücke mehr oder weniger senkrecht zur Krümmung der inneren Seite des Heizrohres stehen. Der Zweck ist hierbei, soweit wie möglich die Querschnittsfläche des Rauchrohres, die für den Heizgasfluß verfügbar ist, in drei geschlossene Ströme von mehr oder weniger ähnlichem Rauminhalt zu teilen und enge oder verengte Durchflußquerschnitte, die dem von den Verbrennungsgasen mitgeführten Staub und Asche Gelegenheit geben, sich abzusetzen, soweit wie möglich zu beseitigen.The three pipe lengths are arranged within the cross-section of the heating pipe in a shape resembling an inverted V , with the major axes of the two flat pieces forming an angle of approximately 60 ° with each other and these pieces being more or less perpendicular to the curvature of the inner side of the heating pipe. The purpose here is, as far as possible, to divide the cross-sectional area of the flue pipe, which is available for the flow of heating gas, into three closed flows of more or less similar volume and narrow or narrowed flow cross-sections, which give the dust and ash carried along by the combustion gases the opportunity, to get rid of as much as possible.

Durch Anordnung der Rohre in der oben beschriebenen Art kann leichte Zugänglichkeit der ganzen Oberfläche sowohl der Heizrohre als auch der überhitzerrohre mit Bürsten oder anderen Reinigungswerkzeugen erreicht werden, während gleichzeitig die Oberfläche vollständig der Wirkung des Heizmittels ausgesetzt und dieses vollkommen ausgenutzt wird.By arranging the tubes in the manner described above, easy Accessibility of the whole surface as well as the heating pipes as well as the superheater tubes can be reached with brushes or other cleaning tools, while at the same time the surface is completely exposed to the action of the heating medium and this is fully exploited.

Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb.4 weist das Überhitzerelement eine Gruppe von vier Rohrstücken auf, von dem ein zylindrisches Rohrstück e konzentrisch in dem Heizrohr gelagert und von drei Rohrstücken umgeben ist, von denen jedes einen kleineren Querschnitt als das mittlere Rohr hat.In your exemplary embodiment according to Fig. 4, the superheater element a group of four pipe pieces, of which a cylindrical pipe section e is concentric is stored in the heating tube and surrounded by three pieces of pipe, each of which is one has a smaller cross-section than the middle tube.

Auf dem Ende des mittleren Rohres ist eine Haube b1, wie sie im Querschnitt in Abb. 7 gezeigt ist, befestigt, die ein Torpedoende hat, das der Feuerkiste gegenübersteht und in die dargestellte strahlen- oder sternförmige Gestalt übergeht. Auf der Rückseite der Haube ist zur Verbindung mit dem mittleren Rohr eine mittlere Öffnung und auf dem Ende eines jeden Armes eine kleinere Öffnung zur Verbindung mit den kleineren Rohren f, f1 und f= vorgesehen. Die drei engeren Rohre sind, wie in Abb. i und 2 bei c°, c3 angedeutet, vorteilhaft auf ein kurzes Stück ihrer Länge an jedem Ende mit einem kleineren zylindrischen Ouerschnitt gewählt, und zwar zu dem Zwecke, einen Übergangsteil zu schaffen, der den Durchzug für die Heizgase nicht versperrt und eine leichte Verbindung mit der Haube b1 durch Schweißen o. dgl. gestattet.On the end of the middle tube is a hood b1 as seen in cross section shown in Fig. 7, which has a torpedo end facing the fire box and merges into the illustrated radial or star-shaped shape. On the back side the hood has a central opening and is open for connection to the central pipe at the end of each arm a smaller opening to connect with the smaller ones Pipes f, f1 and f = provided. The three narrower tubes are as in fig. I and 2 indicated at c °, c3, advantageously for a short part of its length at each end with a smaller cylindrical cross-section, specifically for the purpose of creating a To create transition part that does not block the passage for the heating gases and an easy connection with the hood b1 by welding or the like. Allowed.

Die drei engeren Rohre sind vorteilhaft, wie dargestellt, angeordnet, wobei das eine obenliegende, b1, mit seiner großen Achse in einer senkrechten Ebene liegt, die durch die Achse des mittleren Rohres e geht, während von den anderen beiden, f und f=, auf jeder Seite eins, und zwar größtenteils unterhalb des mittleren Rohres liegt. Die drei engeren Rohre sind in annähernd gleichen Abständen voneinander angeordnet. Die großen Achsen der abgeplatteten Teile der beiden unteren Rohre liegen in zwei Ebenen, die unter einem Winkel von ungefähr 6o° gegeneinander geneigt sind und sich irgendwo oberhalb des oberen engen Rohres schneiden. Die Querschnittmittelpunkte dieser beiden unteren Rohre können auch etwas weiter voneinander entfernt sein, als der gleich weiten Zwischenraumeinteilung entspricht, die mit dazu dient, die Heizgase in drei im großen und ganzen gleiche Hauptströme zu teilen und das Ablagern auf den abgeplatteten Oberflächen zu verhindern.The three narrower tubes are advantageously arranged as shown, with the one above, b1, lying with its major axis in a vertical plane passing through the axis of the central tube e, while the other two, f and f =, one on each side, mostly below the central tube. The three narrower tubes are arranged at approximately equal distances from one another. The major axes of the flattened parts of the two lower tubes lie in two planes which are inclined to one another at an angle of about 60 ° and which intersect somewhere above the upper narrow tube. The cross-sectional centers of these two lower tubes can also be a little further apart than corresponds to the equally wide spacing, which is used to divide the heating gases into three largely identical main flows and to prevent them from being deposited on the flattened surfaces.

Es ist wesentlich, daß durch die Anordnung der Cberhitzerrohre gemäß der Erfindung ein gesonderter mittlerer Heizgasstrom vermieden wird, der lediglich mit den Überhitzerrohrflächen in Berührung steht, wie dies bei den früher bekannten Anordnungen von drei oder vier zylindrischen Rohren unvermeidlich war. Durch die Unterteilung des Heizgasstromes in drei itn großen und ganzen gleiche Ströme, welche einen möglichst gleichen Anteil an der gesamten Überhitzer- und Wasserheizfläche haben, sind die einzelnen Ströme den gleichen Bedingungen unterworfen, so däß ein Teil der Gase nicht mehr abgekühlt wird als ein anderer.It is essential that the arrangement of the superheater tubes according to the invention, a separate mean heating gas flow is avoided, which is only is in contact with the superheater tube surfaces, as is the case with the earlier known ones Arrangements of three or four cylindrical tubes was inevitable. Through the Subdivision of the heating gas flow into three by and large equal flows, which as equal as possible to the total superheater and water heating surface have, the individual streams are subject to the same conditions, so that a Part of the gases is no longer cooled down than another.

Die Torpedoenden und Befestigungszweige sind ebenfalls derart ausgebildet und angeordnet, daß sie in keiner Weise die geschlossenen Heizgasströme stören.The torpedo ends and attachment branches are also designed in this way and arranged that they in no way interfere with the closed heating gas flows.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heating tube superheater with split supply or return for the steam, characterized in that when using flattened outward or Return pipes these with their cross-sectional longitudinal axis so radially in the heating pipe lie that the heating gases are divided into streams that are as closed as possible.

2. heating tube superheater according to claim i, characterized in that when used of three flattened tubes, these symmetrically around the round central tube are distributed that the cross-sectional longitudinal axis of the two lower, at the same level lying flat tubes form an angle with the vertical axis.

3. Heating tube superheater according to claim i, characterized by the arrangement of two flattened tubes and a round central tube, the flat tubes both with respect to the round eccentric superheating tube as well as with respect to the heating tube on radial Axes are arranged.