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Steilrohrkessel Um den Wasserumlauf im Rohrbündel eines Steilrohrkessels
zu sichern, hat man zwischen eine in der Strömungsrichtung der Heizgase vorliegende
Rohrgruppe und eine hintere Rohrgruppe des Bündels einen Überhitzer eingeschaltet.
Dadurch wird ein Temperatursprung zwischen den Heizgaszonen geschaffen, in denen
die Steigrohre und Fallrohre des Bündels liegen, denn die Heizgase werden, nachdem
sie die Steigrohrreihen des Bündels durchstrichen haben, zunächst in dem Überhitzer
noch weiter abgekühlt, bevor sie auf die Fallrohrreihen treffen. Auf diese Weise
wird vermieden, daß in der Mitte des Bündels Wasserrohre liegen, in denen keine
eindeutig gerichtete Wasserströmung vorhanden ist, sondern der Umlauf umkehrt oder
stockt.
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Gemäß der Erfindung wird dieses für die Betriebssicherheit des Kessels
wesentliche Ergebnis auch ohne Einschaltung eines Ilberhitzers in wirksamer Weise
dadurch erzielt, daß am unteren Ende des Rohrbündels Steigrohrgruppen und Fallrohrgruppen
kreuzweise zusammengeschaltet sind. Es sind also nicht Steigrohrreihen des Bündels
mit den im Zuge der Heizgase auf sie folgenden Fallrohrreihen zu einer Wasserumlaufgruppe
verbunden, sondern es liegen zwischen den Steigrohrreihen und Fallrohrreihen einer
ersten Umlaufgruppe Steigrohrreihen einer zweitenUm-Laufgruppe und zwischen den
Steigrohrreihen und den Fallrohrreihen der zweiten Umlaufgruppe Fallrohrreihen der
ersten Umlaufgruppe. Infolgedessen erfahren die Heizgase, bevor sie von den Steigrohrreihen
einer Umlaufgruppe zu den zugehörigenFallrohrreihen gelangen, an den dazwischenliegenden
Rohrreihen der anderenUmlaufgruppe eine weitere Abkühlung. Den dadurch erreichten
Temperatursprung zwischen Steigrohren und Fallrohren der Umlaufgruppe-kann man noch
in bekannter Weise dadurch erhöhen, daß zwischen die Steigrohre und Fallrohre des
Bündels ein Wärmeaustauscher, beispielsweise ein Überhitzer, eingeschaltet ist.
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Es sei noch erwähnt, daß ein Steilrohrkessel mit zwei Umlaufgruppen
bekannt ist, bei dem die Rohre der beiden letzten Fallrohrreihen des hinteren Rohrbündels
durch die vor ihnen liegenden Rohrreihen des Bündels schräg nach vorn gezogen sind,
um das in die Obertrommel eingespeiste kalte Wasser in den oberen Teil der Untertrommel
einzuleiten und damit den Steigrohrreihen der zweiten Umlaufgruppe zuzuleiten. Aber
zu dieser zweiten Umlaufgruppe gehören nicht nur die erwähnten von hinten nach vorn
geführten Fallrohre, sondern auch vornliegende Fallrohre des hinteren Bündels, die
im Zuge der Heizgase auf die zu dieser Umlaufgruppe gehörenden Steigrohre folgen.
Zwischen den
Steigrohren und dem wesentlichen Teil der Fallrohre
der betreffenden Umlaufgruppe liegen also nicht, wie es nach der Erfindung der Fall
sein müßte, die Fallrohre der anderen Umlaufgruppe. Bei dem bekannten Kessel ist
also nicht daran gedacht, die Umlaufbedingungen von der Heizgasseite her zu verbessern,
sondern es war lediglich eine be= stimmte Verteilung des kalten Speisewassers bezweckt.
Dabei hat sich bei einer bestimmten Anordnung der Speisewasserzuführung ergeben,
daß einige Rohre des hinteren Rohrbündels schräg durch vor ihnen liegende Reihen
des Bündels hindurchzuführen sind.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Fig. i ist ein senkrechter Schnitt durch einen Einbündel-Steilrohrkessel
mit Ölfeuerung. Fig.2 ist ein waagerechter Schnitt nach Linie II-II der Fig. i.
Fig. 3 zeigt im senkrechten Schnitt den unteren Teil des Bündels einer abgeänderten
Ausführungsform und Fig. q. den senkrechten Schnitt durch ein Steilrohrbündel noch
anderer Ausführung.
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Bei dem ölgefeuerten Kessel der Fig. i und 2 sind die in der Vorderwand
i des Brennraumes 2 angeordneten Brenner mit 3 bezeichnet. An jeder Seitenwand q.
des Brennraumes ist ein Kühlschirm aus Verdampferrohren 5 vorgesehen, die mit ihren
oberen Enden an eine Dampfwassertrommel 6 und mit ihren unteren Enden an eine Wassertrommel
? angeschlossen sind. Die an den Seitenwänden q. in parallelen, senkrechten Reihen
verlaufenden Verdampferrohre 5 sind am Boden des Brennraumes in der Weise abgebogen,
daß sie in einer waagerechten Reihe in die Trommel 7 einmünden. Selbstverständlich
könnten die Einmündungen der Rohre 5 in die Trommel ? auch in zwei oder mehr Reihen
liegen. Vom Brennraum .2 aus durchströmen die Heizgase hintereinander zwei Steigrohrgruppen
8, 9, einen Überhitzer io und zwei hinter dem Überhitzer folgende Fallrohrgruppen
12, 13. Vom unteren Ende der Fallrohrreihen gelangen die Heizgase in einen zum Rauchfang
14 führenden Heizzug 15, in dem ein Lufterhitzer 16 eingebaut ist.
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DieSteigrohre der erstenSteigrohrgruppe8 sind ebenso wie die Wandkühlrohre
5 mit ihren unteren Enden an die Wassertrommel 7 angeschlossen, während die Rohre
9 der zweiten Steigrohrgruppe mit ihren unteren Enden an eine zweite Wassertrommel
17 angeschlossen sind. In diese Wassertrommel 17 sind auch die Rohre der zweiten,
schwächer beheizten Fallrohrgruppe 13 eingeführt, während die Rohre der ersten Fallrohrgruppe
i2 mit der Untertrommel 7 verbunden sind. Auf diese Weise bilden also die Wandkühlrohre
5 und die beiden vorderen Steigrohrreihen 8 zusammen mit der Fallrohrgruppe 12 eine
über die Untertrommel 7 zusammengeschlossene erste Umlaufgruppe und die Steigrohrreihen
9 zusammen mit der hinteren Fallrohrgruppe 13 eine zweite, über die Untertrommel
17 zusammengeschlossene Umlaufgruppe. In der ersten Umlaufgruppe sind alle
Steigrohre, nämlich die Wandkühlrohre und die Rohrreihen 8 des Steilrohrbündels,
im wesentlichen strahlungsbeheizt. Die zu ihrer Umlaufgruppe gehörigen Fallrohre
12, werden von Heizgasen beheizt, die schon sämtliche Steigrohrreihen des Steilrohrbündels
und auch den Überhitzer durchstrichen haben. Der Temperaturunterschied gegenüber
den Steigrohren der betreffenden Gruppe -ist also genügend hoch, um einen zuverlässigen
Wasserumlauf zu sichern. Diese Bedingung ist auch bei der zweiten Umlaufgruppe erfüllt,
denn die Steigrohre 9 dieser Gruppe werden von den heißesten Rauchgasen bestrichen,
während in der Zone, wo die Fallrohre 13 dieser Gruppe liegen, die Heizgase schon
beträchtlich abgekühlt sind, weil sie außer den Steigrohren 8, 9 und dem Überhitzer
io auch noch die Fallrohrreihen 12 der ersten Umlaufgruppe durchströmt haben. Durch
die kreuzweise Zusammenschaltung der Steig-und Fallrohre zwecks Bildung zweier Umlaufgruppen
mit sich kreuzenden Wasserströmen ist vermieden worden, daß in einer Umlaufgruppe
Steigrohre und Fallrohre zusaxnmengefaßt sind, die im Zuge der Heizgase, wenn auch
durch den Überhitzer voneinander getrennt, aufeinanderfolgen.
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Bei dem abgeänderten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind für die beiden
Umlaufgruppen nicht getrennte Untertrommeln benutzt, sondern es ist für die beiden
Umlaufgruppen eine gemeinsame Untertrommel 18 vorhanden, und das kreuzweise Zusammenfassen
der Steig-und Fallrohre erfolgt durch entsprechend ausgebildete Einbauten. Die beiden
Umlaufgruppen werden wieder gebildet aus Steigrohren 5 und 8 und aus Fallrohren
12 einerseits und Steigrohren g und Fallrohren 13 andererseits. Die Einmündungen
der beiden Steigrohrgruppen sind durch je einen kastenförmigen Einsatz i9, 2o, die
der beiden Fallrohrgruppen durch je einen kastenförmigen Einsatz 21, 22 überdeckt.
Die Verbindung zwischen den zur ersten Umlaufgruppe gehörigen Einsatzkästen i9 und
21 ist durch Verbindungsrohre 23, die Verbindung zwischen den Einsatzkästen 2o,
22 der zweiten Umlaufgruppe durch Verbindungsrohre 24 hergestellt. Die Verbindungsrohre
sind in der erforderlichen Anzahl über die Länge der Trommel 18 verteilt. Auf diese
Weise ist
auch hier wieder die kreuzweise Zusammenfassung der unteren
Enden der Steig- und Fallrohrgruppen und damit die kreuzweise Wasserströmung vorhanden.
Die Einsatzkästen sind zweckmäßig leicht lösbar am Trommelmantel befestigt, z. B.
durch Klemmvorrichtungen.
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Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4. ist für die beiden Umlaufgruppen
nur eine gemeinsame Untertrommel 25 vorhanden. Abweichend von Fig. 3 ist
nur ein Einbaukasten 26 verwendet, durch den das Innere der Trommel 25 in
zwei Räume getrennt wird. Durch den außerhalb des Einbaukastens 26 liegenden Raum,
in welchen die Rohre der vorderen Steigrohrgruppe 8 und die Rohre der vorderen Fallrohrgruppe
12 einmünden, vollzieht sich der Umlauf der ersten Umlaufgruppe, und durch den Raum
innerhalb des Einsatzkastens 26, in welchen die Rohre der zweiten Steigrohrgruppe
9 und die Rohre der zweiten Fallrohrgruppe 13 einmünden, der Umlauf der zweiten
Umlaufgruppe. Um dieses kreuzweise Zusammenschalten der Steigrohre und Fallrohre
zu erhalten, sind die Rohre der beiden Fallrohrgruppen 12, 13 am unteren
Ende gekreuzt, im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Fig. i und 2, bei welchem
sich die Rohre der zweiten Steigrohrgruppe 9 und der ersten Fallrohrgruppe i2 kreuzen.