DE573726C

DE573726C - Indirectly heated steam generator

Info

Publication number: DE573726C
Application number: DESCH92823D
Authority: DE
Inventors: Otto H Hartmann; Hans Trede
Original assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Current assignee: Schmidtsche Heissdampf GmbH
Priority date: 1931-01-11
Filing date: 1931-01-11
Publication date: 1933-04-05

Description

Mittelbar beheizter Dampferzeuger Die Erfindung betrifft mittelbar beheizte Dampferzeuger mit geschlossenem Kreislauf des in außen beheizten Rohren verdampften und in Heizkörpern der Kesseltrommel kondensierenden Wärmeträgers. Es ist bei derartigen Dampferzeugern üblich, in die Umlaufleitung des Wärmeträgers einen als Flüssigkeitsabscheider dienenden Zwischenbehälter einzuschalten und die hier abgeschiedene Flüssigkeit durch Fallrohre der Umlaufleitung an einer geeigneten Stelle wieder zuzuführen. Auf diese Weise wird ein verstärkter Umlauf der Flüssigkeit durch die außen beheizten Verdampfungsrohre der Umlaufleitung gesichert, so daß diese Verdampfungsrohre gut gekühlt und gegen Verbrennen geschützt sind. Geht durch Undichtigkeiten, etwa an Verbindungsstellen oder Armaturen der Umlaufleitung, Heizflüssigkeit verloren, so kann es vorkommen, daß der Flüssigkeitsspiegel im Umlaufsystem so weit absinkt, daB durch hochliegende oder besonders stark beheizte Teile der Verdampferschlangen keine oder ungenügend Flüssigkeit strömt und infolgedessen diese Teile nicht mehr ausreichend gekühlt werden. Um auch für derartige ungünstige Betriebsverhältnisse eine wirksame Kühlung der hochliegenden oder auch sonstiger stark beheizter Teile des Umlaufsystems sicherzustellen, sind gemäß - der Erfindung diese Kesselteile, z. B. Feuerraumdeckenrohre, Feuerbrückenrohre, Rostkühlbalken u. dgl., im Rücklauf des von den Heizkörpern der Kesseltrommel abfließenden Wärmeträgerkondensates der übrigen Verdampfungsheizfläche des Wärmeträgers vorgeschaltet. Infolgedessen muß das Wärmeträgerkondensat oder ein Teil desselben, falls die Anordnung nur für einen Teil der Heizkörper getroffen ist, stets diese Kesselteile durchströmen, ganz unabhängig von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Umlaufsystem, weil das sich bildende- Kondensat in das Umlaufsystem, beispielsweise über den obenerwähnten Zwischenbehälter, erst gelangen kann, nachdem es die vorgeschalteten hochbeanspruchtenKesselteile durchströmt hat.Indirectly heated steam generator The invention relates indirectly Heated steam generator with closed circuit of the pipes heated outside evaporated and condensing heat transfer medium in the radiators of the boiler drum. It is common with such steam generators, in the circulation line of the heat transfer medium to switch on an intermediate container serving as a liquid separator and the Liquid separated here through downpipes of the circulation line to a suitable one Place again. In this way there is an increased circulation of the liquid secured by the externally heated evaporation pipes of the circulation line, so that these evaporation tubes are well cooled and protected against burning. Goes through Leaks, for example at connection points or fittings in the circulation line, heating fluid lost, it can happen that the liquid level in the circulation system goes so far sinks due to high or particularly strongly heated parts of the evaporator coils no or insufficient liquid flows and as a result these parts no longer flow be adequately cooled. In order also for such unfavorable operating conditions an effective cooling of the high lying or other strongly heated parts to ensure the circulation system, these boiler parts are according to - the invention, z. B. Firebox ceiling pipes, fire bridge pipes, grate cooling beams and the like., In the return of the heat transfer condensate flowing from the heating elements of the boiler drum remaining evaporation heating surface of the heat transfer medium upstream. As a result, must the heat transfer condensate or part of it, if the arrangement is only for one Part of the radiator is hit, always flow through these boiler parts, completely independently on the height of the liquid level in the circulation system, because the condensate that forms into the circulation system, for example via the above-mentioned intermediate container, first after it flows through the upstream, highly stressed boiler parts Has.

Es sei erwähnt, daß es bereits bekannt ist, bei Wasserrohrkesseln ein im Heizgaszug liegendes Verdampferrohrbündel den stärker beheizten Wandkühlrohren des Brennraumes in der Speisewasserzuführung nachzuschalten, so daß der stärker beheizte Teil der Kesselheizfläche stets zuerst mit Speisewasser versorgt ist. Es handelt sich jedoch hierbei um unmittelbar beheizte Kessel, deren Betriebsbedingungen nicht mit denen des geschlossenen Umlaufsystems nach der Erfindung zu vergleichen sind. Auch bei mittelbar beheizten Kesseln mit geschlossenem Umlauf des Wärmeträgers hat man bereits vorgeschlagen, einen Teil des Umlaufsystems dem übrigen Teil über Zwischentrommeln vorzuschalten. Die Hintereinanderschaltung der beiden Teile des Umlaufsystems erfolgt aber dabei nicht mit Rücksicht auf die Kühlung der Rohre durch das zufließende Wärmeträgerkondensat, sondern wegen einer -zweckmäßigen Anordnung der Heizflächen und einer günstigen Ausnutzung der Wärme der Heizgase. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung wird das Kondensat nicht zunächst einem hochliegenden oder stark beheizten Teile des Umlaufsystems zugeführt, sondern einem schwach beheizten Teile, der tiefer als die auf die Zwischenbehälter folgende Verdampfüngsheizfläche liegt und lediglich von bereits abgekühlten Heizgasen bestrichen wird.It should be mentioned that it is already known in the case of water tube boilers an evaporator tube bundle located in the hot gas flue to the more heated wall cooling tubes of the combustion chamber in the feed water supply, so that the stronger The heated part of the boiler heating surface is always supplied with feed water first. It However, these are directly heated boilers and their operating conditions not to be compared with those of the closed circulation system according to the invention are. Even with indirectly heated boilers with closed circulation of the heat transfer medium it has already been proposed to transfer part of the circulation system over the remaining part Upstream intermediate drums. The series connection of the two parts of the However, circulation system takes place not with regard to the cooling the pipes through the inflowing heat transfer condensate, but because of a -practical Arrangement of the heating surfaces and a favorable utilization of the heat of the heating gases. In contrast to the present invention, the condensate is not initially one high or highly heated parts of the circulation system supplied, but a slightly heated parts, the deeper than the evaporation heating surface following the intermediate container and is only brushed by already cooled heating gases.

Die Schaltung nach der Erfindung kann so getroffen sein, daß die vom Kondensat zuerst durchströmten Kesselteile an einen besonderen Zwischensammler angeschlossen sind, der seinerseits mit dem Zwischensammler der übrigen Verdampfungsfläche in Verbindung steht. Es kann aber auch für die gesamte Verdampfungsfläche ein gemeinsamer Zwischensammler vorgesehen sein, in dem durch Überlaufwände ein Raum abgetrennt ist. In diesen abgetrennten Raum münden dann die Steig- und Fallrohre der zuerst vom Kondensat durchströmten Kesselheizfläche. Die Ausführungen gemäß der Erfindung bieten für die stark beheizten Teile des Umlaufsystems ebenfalls den Vorteil, der sich auch bei der Verwendung des eingangs erwähnten Zwischenbehälters bei den üblichen mittelbar beheizten Dampferzeugern ergibt, d. h. daß im regelrechten Betrieb bei entsprechend hohem Flüssigkeitsstand im Umlaufsystem außer dem Durchfluß des Kondensates durch diese Kesselheizfläche auch noch ein kurzgeschlossener, vom Zufluß des Kondensates unabhängiger Flüssigkeitsumlauf durch den Zwischensammler hindurch stattfindet. Sinkt der Flüssigkeitsstand im Umläufsystem unter die Oberkante des Wasserüberlaufs des abgetrennten Raumes bzw. die Verbindungsrohre bei getrennt angeordneten Zwischensammlern, so bleibt die Kühlung durch das aus den Heizkörpern abfließende Kondensat erhalten, weil dieses Kondensat dann einen geschlossenen Umlauf durch die am stärksten beanspruchte Heizfläche ausführt.The circuit according to the invention can be made so that the from The first condensate flowing through the boiler parts is connected to a special intermediate collector are, in turn, with the intermediate collector of the remaining evaporation surface in Connection. But there can also be a common one for the entire evaporation surface Intermediate collector can be provided in which a space is separated by overflow walls is. The risers and downpipes of the first open into this separated space boiler heating surface through which the condensate flows. The embodiments according to the invention also offer the advantage for the strongly heated parts of the circulation system that even when using the intermediate container mentioned at the beginning with the usual indirectly heated steam generators results, d. H. that in normal operation at correspondingly high liquid level in the circulation system except for the flow of condensate through this boiler heating surface also a short-circuited one from the inflow of condensate independent liquid circulation takes place through the intermediate collector. If the liquid level in the circulation system falls below the top of the water overflow the separated room or the connecting pipes in the case of separately arranged intermediate collectors, in this way, the cooling is maintained by the condensate flowing out of the radiators, because this condensate then required a closed circuit through the most heavily used Executes heating surface.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.The subject of the invention is shown in the drawing, for example.

Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i. Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform. Fig. q. ist in der linken Hälfte ein Querschnitt nach Linie IV L-IV L und in der rechten Hälfte ein Querschnitt nach Linie IV R-IV R der Fig. 3.Fig. I shows a longitudinal section through an embodiment. Fig. 2 is a cross section along line II-II of FIG. Fig. 3 is a longitudinal section through a modified embodiment. Fig. Q. is a cross section in the left half according to line IV L-IV L and in the right half a cross section according to line IV R-IV R of FIG. 3.

In Fig. i und 2 bezeichnet i die mittelbar beheizte Kesseltrommel, 2 die in dieser Kesseltrommel liegenden Heizkörper und 3 die außen beheizten Verdampferrohre, welche mit ihren unteren Enden an Wasserkammern q. und mit ihren oberen Enden an Zwischensammler 5 'angeschlossen sind. Von diesen Zwischenbehältern 5 führt eine Steigleitung 6 zu den Heizkörpern 2. Es ist angenommen, daß die Verdampferrohre 3 die Seitenwandungen des Feuerraumes bilden. In diesem Feuerraum ist eine Feuerbrücke 8 angeordnet, welche auf gebogenen Rohren 9 ruht. Diese Rohre -sind mit ihren unteren Enden an eine Wasserkammer io und mit ihren oberen Enden an einen Zwischensammler 12 angeschlossen. Die Wasserkammer io ist von den Wasserkammern q. getrennt. Der Zwischensammler z2 steht mit den Zwischenbehältern 5 durch Rohrstutzen 13 in Verbindung, so daß also auch der in den Feuerbrückenrohren 9 erzeugte Dampf durch die Steigleitung 6 den in der Trommel z liegenden Heizkörpern :2 zugeführt wird. Die Heizkörper 2 sind durch eine Kondensatabflußleitung 1q. mit der Wasserkammer io verbunden. Das aus den Heizkörpern abfließende Kondensat strömt somit zunächst durch die Feuerbrückenrohre 9 und dann erst über den Zwischensammler i2 in die Zwischenbehälter 5, um von diesen weiter in die Verdampferrohre 3 zu gelangen. Auf diese Weise ist eine wirksame Kühlung der besonders hoch beanspruchten Feuerbrückenrohre durch das von den Heizkörpern abfließende Kondensat gesichert.In Fig. I and 2 i denotes the indirectly heated boiler drum, 2 the heating elements located in this boiler drum and 3 the externally heated evaporator tubes, which with their lower ends on water chambers q. and with their upper ends on Intermediate collector 5 'are connected. Of these intermediate containers 5 one leads Riser 6 to the radiators 2. It is assumed that the evaporator tubes 3 form the side walls of the combustion chamber. There is a fire bridge in this firebox 8 arranged, which rests on bent tubes 9. These tubes - are with their lower ones Ends to a water chamber io and their upper ends to an intermediate collector 12 connected. The water chamber io is different from the water chambers q. separated. Of the Intermediate collector z2 is connected to the intermediate containers 5 through pipe sockets 13, so that also the steam generated in the fire bridge pipes 9 through the riser 6 the radiators lying in the drum z: 2 is fed. The radiators 2 are through a condensate drain line 1q. connected to the water chamber io. That Condensate flowing out of the radiators thus initially flows through the fire bridge pipes 9 and then only via the intermediate collector i2 into the intermediate container 5 in order to receive from these to get further into the evaporator tubes 3. This way there is effective cooling the particularly highly stressed fire bridge pipes by the radiators draining condensate secured.

Die Zwischenbehälter 5 sind durch Fallrohre 15 mit den Wasserkammern 4 und der Zwischensammler 12 ist durch ein Fallrohr 16 mit der Wasserkammer io verbunden. Auf diese Weise ist neben dem Hauptkreislauf des Wärmeträgers, welcher von den außen beheizten Rohren, nämlich den Verdampferrohren 3 und den Feuerbrückenrohren g, über die Zwischensammler 32 und 5 und die Steigleitung 6 zu den Heizkörpern 2 führt, wie üblich noch je ein kurzgeschlossener Flüssigkeitsumlauf sowohl durch die Verdampferrohre 3 als auch durch die Feuerbrückenrohre 9 geschaffen. In das Fallrohr 16 ist in bekannter Weise ein Rückschlagventil, eine Staudüse oder ähnliche Vorrichtung 18 eingeschaltet, welche den Umlauf in dem kurzgeschlossenen Kreis io, 9, i2, 16 nur in'einer Richtung zuläßt.The intermediate containers 5 are connected to the water chambers 4 by downpipes 1 5 and the intermediate collector 12 is connected to the water chamber io by a downpipe 16. In this way, in addition to the main circuit of the heat transfer medium, which leads from the externally heated pipes, namely the evaporator pipes 3 and the fire bridge pipes g, via the intermediate headers 32 and 5 and the riser 6 to the radiators 2, there is also a short-circuited liquid circuit as usual created by the evaporator tubes 3 and also by the fire bridge tubes 9. In the downpipe 16, a check valve, a jam or similar device 18 is switched on in a known manner, which allows the circulation in the short-circuited circuit io, 9, i2, 16 only in one direction.

In Fig. 3 und q. bezeichnet i wieder die mittelbar beheizte Kesseltrommel, 2 die in dieser Trommel liegenden Heizkörper und 3 die als Seitenwandrohre angeordneten Verdampferrohre. Der durch diese Rohre 3 gebildeten Heizfläche sind im Rücklauf des von den Heizkörpern abfließenden Wärmeträgerkondensats die an der I@ecke des Feuerraumes verlaufenden Rohre 2o vorgeschaltet. Diese Rohre 2o sind mit ihren unteren Enden an eine Wasserkammer 21 und mit ihren oberen Enden an einen Zwischenbehälter 22 angeschlossen. Die Kondensatrücklaufleitung 23 verbindet die Heizkörper 2 mit der Wasserkammer 21. Die Einmündungen der Deckenrohre 2o in den Zwischenbehälter 22 liegenauf einem mittleren Teil des Behälterinnenraumes, welcher durch Zwischenwände 24 von den Seitenräumen 25 des Behälters abgetrennt ist. Die Zwischenwände 24 erstrecken sich nicht über den gesamten Querschnitt des Behälters 22, sondern ragen nur etwas über die waagerechte Mittelebene hinaus, dienen also als Überläufe, über welche hinweg die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem mittleren Teil des Behälters nach den Seitenräumen überfließen kann. In die Seitenräume 25 münden Sammelrohre 26 ein, an welche die Verdampferrohre 3 mit ihren oberen Enden angeschlossen sind. Ferner gehen von diesen Seitenräumen 25 Fallrohre 28 aus, die zu Wasserkammern 29 führen, an welche die Verdampferrohre 3 mit ihren unteren Enden angeschlossen sind. Von dem mittleren Raum des Zwischenbehälters 22 führt ein Fallrohr 3o zur Wasserkammer 2i. In das Fallrohr 3o ist wiederum eine Vorrichtung 31 eingeschaltet, welche den Flüssigkeitsumlauf nur in einer Richtung zuläßt. Durch eine Steigleitung 32, welche den Zwischenbehälter 22 mit den Heizkörpern 2 verbindet, wird der Hauptkreislauf des Wärmeträgers geschlossen. Dieser Kreislauf führt von der außen beheizten Heizfläche, nämlich den Seitenwandrohren 3 und den Deckenrohren 2ö, über den Zwischenbehälter 22, die Steigleitung 32, die Heizkörper 2 und die Kondensatrücklaufleitung 23 zur Wasserkammer 21. Neben dem Hauptkreislauf des Wärmeträgers istwieder jeeinkurzgesclilossenerFlüssigkeitsumlauf durch den Zwischenbehälter 22 hindurch für die Seitenwandrohre 3 und für die Deckenrohre 2o vorhanden, und zwar für die Wandrohre 3 über die Fallrohre 28 und die Wasserkammern 29 und für die Deckenrohre 2o über das Fallrohr 30 und die Wasserkammer 2i. Da das aus den Heizkörpern 2 abfließende Kondensat zunächst die Deckenrohre 2o durchströmen muß, ehe es zum Zwischenbehälter 22 und von diesem weiter zu den Verdampferrohren 3 gelangt, so ist stets eine ausreichende Kühlung dieser besonders stark beheizten Deckenrohre gesichert.In Fig. 3 and q. i again denotes the indirectly heated boiler drum, 2 the heating elements located in this drum and 3 the evaporator tubes arranged as side wall tubes. The heating surface formed by these tubes 3 is preceded by the tubes 2o running at the corner of the combustion chamber in the return of the heat transfer condensate flowing off the radiators. These tubes 2o are connected with their lower ends to a water chamber 21 and with their upper ends to an intermediate container 22. The condensate return line 23 connects the radiators 2 with the water chamber 21. The confluences of the ceiling pipes 2o in the intermediate container 22 lie in a central part of the container interior, which is separated from the side spaces 25 of the container by partition walls 24. The partitions 24 do not extend over the entire cross-section of the container 22, but only protrude slightly beyond the horizontal center plane, so serve as overflows over which the heat transfer fluid can flow from the middle part of the container to the side spaces. Header pipes 26, to which the evaporator pipes 3 are connected with their upper ends, open into the side spaces 25. Furthermore, downpipes 28 extend from these side spaces 25, which lead to water chambers 29 to which the evaporator tubes 3 are connected with their lower ends. A downpipe 3o leads from the middle space of the intermediate container 22 to the water chamber 2i. In the downpipe 3o, a device 31 is in turn switched on, which allows the liquid to circulate only in one direction. The main circuit of the heat transfer medium is closed by a riser 32 which connects the intermediate container 22 to the radiators 2. This circuit leads from the externally heated heating surface, namely the side wall pipes 3 and the ceiling pipes 2ö, via the intermediate container 22, the riser pipe 32, the heating element 2 and the condensate return line 23 to the water chamber 21 for the side wall pipes 3 and for the ceiling pipes 2o available, namely for the wall pipes 3 via the downpipes 28 and the water chambers 29 and for the ceiling pipes 2o via the downpipe 30 and the water chamber 2i. Since the condensate flowing out of the radiators 2 must first flow through the ceiling pipes 2o before it reaches the intermediate container 22 and from there to the evaporator pipes 3, sufficient cooling of these particularly strongly heated ceiling pipes is always ensured.

Bei den beschriebenen Beispielen ist angenommen, daß das Kondensat der gesamten in der Trommel i liegenden Heizkörper zunächst den am stärksten beanspruchten Rohren zugeleitet wird. Wenn die vorerst zu kühlende stark beheizte Heizfläche nur einen sehr kleinen Teil der Gesamtheizfläche ausmacht, ist es natürlich auch angängig, nur einen Teil-. strom des Kondensats hintereinander durch die besonders stark beheizte und die übrige Heizfläche hindurchzuleiten und den anderen Teil des Kondensats, der also von einem Teil der in der Trommel liegenden Heizkörper abfließt, unmittelbar der weniger stark beheizten Heizfläche zuzuführen-In the examples described, it is assumed that the condensate of the entire radiator lying in the drum i initially the most heavily used Pipes is fed. If the strongly heated heating surface to be cooled for the time being only makes up a very small part of the total heating surface, it is of course also acceptable only part. flow of the condensate one after the other through the particularly strongly heated and to pass the remaining heating surface through and the other part of the condensate, which therefore flows from part of the heating elements in the drum, directly to be fed to the less heated heating surface -

Claims

PATENT APPLICATION: i. Indirectly heated steam generator with a closed circuit of the heat transfer medium evaporated in the externally heated pipes and condensing in the radiators of the boiler drum, in which part of the heat transfer medium circulation system in the return of the heat transfer condensate is upstream of the remaining part of the heat transfer medium circulation system via intermediate tanks, characterized in that high or particularly strong heated parts of the evaporation heating surface of the circulation system, e.g. B. furnace ceiling pipes, fire bridge pipes, grate cooling bars and the like, the remaining evaporation heating surface (3) of the heat transfer system are connected upstream, namely via an intermediate container (12) which is in direct connection with the intermediate containers (5) of the downstream evaporation heating surface.

2. Indirectly heated steam generator according to claim i with an intermediate container of which downpipes lead to the deep end of the evaporator pipes, characterized by that a common intermediate container for the entire externally heated evaporation surface (22) is provided in which a space is provided by walls (24) which serve as an overflow is separated, in the riser (2o) and downpipes (3o) through which the condensate first flowed Open onto the heating surface.

3. Indirectly heated steam generator according to claim i with a Intermediate container (12 or 22), from which downpipes (16 or 30) to the deep Lead the end of the heating surface through which the condensate flows first, characterized in that that in this downpipes a device (18 or 31) is turned on, which the Allowing liquid to circulate through the downpipes only in one direction.