DE559069C

DE559069C - Steam generator

Info

Publication number: DE559069C
Application number: DEA53640D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1928-03-20
Filing date: 1928-03-20
Publication date: 1932-09-15

Description

Dampferzeuger Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger, bei dem: der Brennstoff in einem geschlossenen Behälter unter Druckentwicklung verpufft und die Druckerhöhung zur Erzielung hoher Strömungsgeschwindigkeiten der Verbrennungsprodukte zwecks Erhöhung des Wärmeüberganges an die Heizflächen benutzt wird. Bei derartigen Dampferzeugern scheint es naheliegend, die einzelnen Teile, wie die Verbrennungskammer, die Heizflächen für die Vorivärmung und Verdampfung (Wärmeaustauschkörper), den Überhitzer und die etwa erforderlichen Regelvorrichtungen, als selbständige Maschinenteile auszuführen und anzuordnen, um ihre Herstellung und Austauschbarkeif zu erleichtern. Ein Nachteil ergibt sich bei dieser Bauweise jedoch aus dem Umstand, daß die Verbrennungskammer und alle übrigen, hocherhitzte Gase führenden; Teile mit einer Kühlung versehen werden müssen. Da nun der Wärmeübergang an die Wände aus verschiedenen Gründen ein beträchtlicher ist, so kann zur Kühlung mit Vorteil nur das zu verdampfende Wasser selbst verwendet werden (falls man nicht zu besonderen, hochsiedenden Flüssigkeiten greifen will). Hieraus ergibt sich «-eiter, daß die Kühlräume Teile des Dampferzeugers werden und somit dem Druck, den der Betriebsdampf erhalten soll, widerstehen müssen. Die Kühlmäntel, in der bisher üblichen- Weise ausgeführt, erfordern daher große Wandstärken, die Verbindung der einzelnen Kühlräume und die Abführung des in den Kühlräumen entwickelten Dampfes wird verwickelt und gibt auch zu Betriebsschwierigkeiten Anstoß. Aber auch die bereits vorgeschlagene Einlage von Rohrspiralen in die Brennkammer ist wenig zweckmäßig, da sie eine unerwünschte Abkühlung der Heizgase zur Folge hat, ohne einen wirksamen Wandschutz darzustellen.Steam generator The invention relates to a steam generator, in which: the fuel evaporates under pressure in a closed container and the pressure increase to achieve high flow rates of the combustion products is used to increase the heat transfer to the heating surfaces. With such It seems obvious to steam generators that the individual parts, such as the combustion chamber, the heating surfaces for preheating and evaporation (heat exchange body), the Superheater and any necessary control devices as independent machine parts execute and arrange in order to facilitate their manufacture and interchangeability. A disadvantage arises with this construction, however, from the fact that the combustion chamber and all other highly heated gases carrying; Provide parts with cooling Need to become. Since now the heat transfer to the walls for various reasons is more considerable, only the water to be evaporated can advantageously be used for cooling can be used by yourself (if you do not use special, high-boiling liquids wants to grab). From this it follows that the cold rooms are part of the steam generator and thus have to withstand the pressure that the operating steam is to receive. The cooling jackets, carried out in the usual manner, therefore require large ones Wall thicknesses, the connection of the individual cold rooms and the discharge of the Steam evolved from refrigeration rooms becomes entangled and also gives rise to operational difficulties Kicking off. But also the already proposed insertion of pipe spirals in the combustion chamber is not very useful as it results in undesired cooling of the heating gases without representing an effective wall protection.

Bei Dampferzeugern der vorliegenden Art ist der Rauminhalt der Heizgase infolge der Dichte und der außerordentlich hohen Geschwindigkeit, die ihnen durch die Verpuffung erteilt wird, im Vergleiche zu gewöhnlichen Dampferzeugern sehr gering. Um dies zu berücksichtigen und um die oben angeführten Nachteile gewöhnlicher Kühlmäntel oder eingelegter Rohrschlangen zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung die Kühlhaltung der druckfesten Kammerwände durch Rohre herbeigeführt, die auf der Innenseite der Wand angebracht sind und von der zu erwärmenden oder zu verdampfenden Flüssigkeit durchströmt werden. Gleichzeitig sollen aber auch die Heizgase, die infolge ihrer Dichte und sehr großen Geschwindigkeit nur kleine Durchtrittsquerschnitte erfordern, innerhalb dieser gleichen, den Kühlmantel ersetzenden Rohre geführt werden. Der Ein-und Austritt dieser Rohre wird durch ringförmige, ebenfalls als Kühlmantel dienende Räume verbunden, so daß die Zu- und Abführung sowohl des Kühlmittels wie der Heizgase sehr erleichtert ist.In the case of steam generators of the present type, the volume of the heating gases is as a result of the density and the extraordinarily high speed they pass through the deflagration is issued, compared to ordinary steam generators very little. In order to take this into account and the disadvantages of ordinary cooling jackets listed above or to avoid inserted pipe coils, according to the invention, the cooling position the pressure-resistant chamber walls brought about by pipes that are on the inside of the Wall are attached and from the liquid to be heated or evaporated are flowed through. At the same time, however, the heating gases, which as a result of their Dense and very high speed only require small passage cross-sections, are guided within these same tubes replacing the cooling jacket. Of the The entry and exit of these tubes is through ring-shaped tubes, which also serve as cooling jackets Spaces connected so that the supply and discharge of both the coolant and the heating gases is very relieved.

Auf Abb. r ist ein Dampferzeuger gemäß der Erfindung halbschematisch dargestellt. Die Verbrennungskammer i wird durch Ventil 2 mit Brennstoffluftgemisch beschickt, das durch eine geeignete Zündvorrichtung zur Verpuffung gelangt. Die Wärmeaustauschkörper (Heizflächen) befinden sich auf der Innenseite der Kammerwand bei 3 und bestehen aus Rohren 4, die in der Mitte von einem zweiten Rohr 5 von wesentlich geringerem Durchmesser durchsetzt werden. Durch den Raum zwischen beiden Rohren 4 und 5 wird das zu erwärmende oder zu verdampfende Wasser getrieben, während durch das engbohrige Rohr 5 die Verbrennungsprodukte, die durch die Öffnungen bei 6 eintreten, unter der Wirkung des durch die Verpuffung entwickelten hohen Gasdruckes mit großer Geschwindigkeit gedrückt werden. Die wasserführenden Rohre stehen eng nebeneinander, so daß sie die Verbrennungskammerwand vor hohen Temperaturen schützen, also als innere Wandauskleidung den besonderen Kühlmantel unnötig machen.. Die Zu-und Abführung des Wassers zu den Heizflächen geschieht durch die Kanäle 7 und B. Diese sind sogausgebildet, daß sie gleichzeitig als Kühlmäntel derjenigen Teile der Verbrennungskammer dienen, die nicht von wasserführenden Rohren bedeckt sind. Das zu erwärmende Wasser wird bei 9 eingeführt und verläßt bei io den Verdampfer. Im allgemeinen wird man das Wasser, um in den Verdampferrohren möglichst große Geschwindigkeit zu erhalten, durch eine Pumpe i i einpressen und nach einem Behälter i2 führen, wo sich die Dampfblasen ausscheiden. Der entwickelte Betriebsdampf wird bei 13 entnommen, während das frische Speisewasser bei 14 eintritt.In Fig. R, a steam generator according to the invention is shown semi-schematically. The combustion chamber i is charged with fuel-air mixture through valve 2, which is deflagrated by a suitable ignition device. The heat exchange bodies (heating surfaces) are located on the inside of the chamber wall at 3 and consist of tubes 4 through which a second tube 5 of significantly smaller diameter passes in the middle. The water to be heated or evaporated is driven through the space between the two tubes 4 and 5, while the combustion products entering through the openings at 6 are pushed through the narrow-bore tube 5 at high speed under the effect of the high gas pressure developed by the deflagration will. The water-carrying pipes are close to one another so that they protect the combustion chamber wall from high temperatures, thus making the special cooling jacket unnecessary as the inner wall lining. The water is supplied to and removed from the heating surfaces through channels 7 and B. that they also serve as cooling jackets for those parts of the combustion chamber that are not covered by water-carrying pipes. The water to be heated is introduced at 9 and leaves the evaporator at io. In general, in order to obtain the highest possible speed in the evaporator tubes, the water will be injected through a pump ii and led to a container i2, where the vapor bubbles are separated out. The operating steam developed is withdrawn at 13 , while the fresh feed water enters at 14.

Um eine bessere Ausnützung der Abgaswärme zu ermöglichen, kann auch das Speisewasser mit Heizflächen in Berührung gebracht werden, die nur mit entspannten Verbrennungsprodukten beschickt werden. Diese Vorwärmer können ebenfalls in die Verbrennungskammer eingebaut sein, also Teile des Wandschutzes bilden, aber auch, wie auf Abb. 2 gezeigt, getrennt angeordnet sein. In dieser Abbildung bedeutet 2o die Zuführung des Speisewassers, das den Wärmeaustauschkörper 21 durchsetzt und bis auf Verdampftemperatur erwärmt, bei 22 in den Sammelraum 23 übertritt, der gleichzeitig als Kühlraum für das Verbrennungskammerende und als Verbindungskanal mit dem Umlaufwasser der Verbrennungskammerheizflächen dient.In order to enable better utilization of the exhaust gas heat, the feed water can also be brought into contact with heating surfaces that are only charged with relaxed combustion products. These preheaters can also be built into the combustion chamber, i.e. form parts of the wall protection, but they can also be arranged separately, as shown in Fig. 2. In this figure, 2o means the supply of the feed water, which passes through the heat exchanger body 21 and heats it up to the evaporation temperature, passes at 22 into the collecting space 23 , which simultaneously serves as a cooling space for the end of the combustion chamber and as a connection channel with the circulating water of the combustion chamber heating surfaces.

In Abb.3 ist ein Kammerteil mit einer Eintrittsstelle der Gase und einer Austrittsstelle des Wassers in größerem Maßstabe wiedergegeben. Die Bezeichnungen sind die gleichen wie in Abb. i.In Fig.3 is a chamber part with an entry point for the gases and an exit point of the water reproduced on a larger scale. The names are the same as in Fig. i.

Infolge des im Verhältnis zur Verbrennungskammer sehr kleinen Rauminhaltes der Heizrohre kann das Entladeventil, das dazu dient, den Druck in der Verbrennungskammer bis zur Beendigung der Verpuffung aufrechtzuerhalten, auch hinter den Heizrohren angeordnet werden (i5 in Abb. i und 24 in Abb.2). Dies gewährt den großen Vorteil, daß -dieses Ventil dann nur von kalten Gasen durchströmt wird, also ohne Kühlung sein kann. Es entfällt also auch hier der besondere Kühlmantel mit den zugehörigen Verbindungsleitungen.As a result of the very small volume in relation to the combustion chamber the heating pipes can be the discharge valve, which serves to reduce the pressure in the combustion chamber to be maintained until the deflagration has ended, also behind the heating pipes be arranged (i5 in Fig. i and 24 in Fig.2). This grants the great advantage that -this valve is then only flowed through by cold gases, so without cooling can be. The special cooling jacket with the associated ones is also omitted here Connecting lines.

Der Überhitzer kann, in kreisförmigen Rohrschlangen 16 aufgewickelt, wie in Abb. i gezeigt, am Ende der Verbrennungskammer eingebaut sein, er kann aber auch eine weitere Wandverkleidung bilden oder im Verbindungsraum 25 zum Vorwärmekörper, wie in Abb. 2 dargestellt, untergebracht sein.The superheater can, wound in circular pipe coils 16, can be installed at the end of the combustion chamber as shown in Fig. i, but it can also form another wall cladding or in the connecting space 25 to the preheating body, as shown in Fig. 2, housed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Steam generator in which the fuel is in a closed chamber fizzled under pressure increase and the pressure increase to achieve high flow velocities of the combustion materials and the resulting increase the heat transfer to the heating surfaces is used, characterized in that the chamber walls (3) covered on their inside with tubes (4, 5) lying one inside the other are those of the liquid to be heated or evaporated and of the Heating gases are flowed through and protect the chamber walls against overheating.

2. Steam generator according to claim i, characterized in that the discharge valve or the unloading valves (i5, 24) on the manifold on the outlet side of the cooling pipes (4) penetrating heating pipes (5) is attached.