DE611870C

DE611870C - Water-tube boiler with a wide furnace that merges into a narrow boiler pass through inclined transition surfaces

Info

Publication number: DE611870C
Application number: DE1930611870D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-11-16
Filing date: 1930-11-16
Publication date: 1935-04-08

Description

Wasserrohrkessel mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden Feuerung Die Erfindung betrifft einen Wasserrohrkessel mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden Feuerung.Water tube boiler with a wide, sloping transition area Firing merging into a narrow boiler pass The invention relates to a water-tube boiler with a wide, sloping transition surfaces into a narrow boiler pass Firing.

Bei den bisher bekannten Wässerrohrkesseln dieser Bauart werden nur die beeiden vordersten Rohrreihen unmittelbar von den heißesten Gasen beaufschlagt, so daß fast die gesamte Dampferzeugung des Kessels in diesen Rohrreihen stattfindet. Diese Erscheinung ist dadurch bedingt, daß der gesamte erzeugte Gasstrom von vorn in seiner ganzen Breite auf die vordersten Rohrreihen trifft und ein Zustrom heißester Gase zu den dahinterliegenden dritten, vierten. fünften und folgenden Rohrreihen nicht möglich ist.In the previously known water tube boilers of this type, only the two foremost rows of pipes are directly exposed to the hottest gases, so that almost all of the boiler's steam generation takes place in these rows of tubes. This phenomenon is due to the fact that the entire gas flow generated from the front meets the foremost rows of pipes in its entire width and an influx of the hottest Gases to the third, fourth behind it. fifth and following rows of pipes not possible.

Gemäß der Erfindung werden bei einem Wasserrohrkessel mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden Feuerung die vorderen in Breite des Kesselzuges in den Feuerraum vorspringenden Rohrreihen mit so großen Tiefenabständen voreinander verlegt, daß den hinteren Rohrreihen von beiden Seiten her umgekühlte Verbrennungsgase zuströmen können. Hierdurch wird erzielt, daß auch die hinteren Rohrreihen des Kessels stark beheizt werden und demzufolge auch in diesen Rohren eine starke Dampferzeugung stattfindet.According to the invention, in a water tube boiler with a wide, The furnace merges into a narrow boiler pass through inclined transition surfaces the front rows of pipes protruding into the furnace in width of the boiler pass laid in front of one another with such great depths that the rear rows of pipes of cooled combustion gases can flow on both sides. This achieves that the rear rows of tubes of the boiler are strongly heated and consequently There is also strong steam generation in these pipes.

Bei Wasserrohrkesseln ist es allerdings an sich bekannt, einem an zweiter Stelle im Kesselzug .angeordneten Rohrbündel frische Heizgase zuzuführen. Hier handelt es sich jedoch nicht um Wasserrohrkessel nach Art des Erfindungsgegenstandes mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden Feuerung, sondern um Kessel mit zwei voneinander getrennten h.intereinanderliegen:den Feuerräumen, welche die gleiche Breite wie die Rohrreihe des Kessels aufweisen. Gegenüber diesen bekannten Kesseln weist der Erfindungsgegenstand folgende Vorteile auf: I. Die von der Feuerung aufsteigenden Feuergasschichten werden bei dem ZusammenfÜhren in dein schmalen Kesselteil günstig durchwirbelt. Diese Durchwirbelung ist bedingt primär durch die über die gesamte Feuerbreite stets schwankende Gasentwicklung und sekundär durch das Reflektieren dieser Strömungsimpulse durch die Schrägflächen des Übergangsraumes quer zur Hauptstromrichtung der Gase, da infolge der sich stets ändernden Gasentwicklungsverteilung der Strömungsdruck in den durch,die Schrägflächen bedingten Nischen sich ständig wechselseitig ändert. Ferner wird die Durchwirbelurig dadurch gefördert, daß in dem durch die Schrägflächen gebildeten Übergangsraum Stromfäden mit verschiedener Geschwindigkeit in spitzem Winkel aufeinanderstoßen.In the case of water tube boilers, however, it is known per se to be an second position in the boiler pass. Here, however, it is not a question of water tube boilers of the type of the subject matter of the invention with a wide, sloping transition surfaces into a narrow boiler pass Firing, but around boilers with two separated h. One behind the other: the Fireboxes that have the same width as the row of pipes in the boiler. Compared to these known boilers, the subject of the invention has the following advantages on: I. The fire gas layers rising from the furnace are when they are brought together swirled favorably in your narrow boiler part. This turbulence is conditional primarily due to the constantly fluctuating gas development over the entire fire width and secondary by the reflection of these flow impulses by the inclined surfaces of the transition space transversely to the main flow direction of the gases, as a result of the always changing gas evolution distribution of the flow pressure in the through, the inclined surfaces conditional niches are constantly changing. Furthermore, the vortex becomes turbulent promoted by the fact that current filaments in the transition space formed by the inclined surfaces collide at different speeds at an acute angle.

Il# Die Wärmeaufnahme der Rohre wird wesentlich gefördert, einmal weil die wirbelnden Heizgase beim Eindringen in die weiten Zwischenräume der Siederohrreihen den Wärmeübergang erhöhen, und weil durch die Nischen ztlsätzlibhe' Gasräume hoher Temperaturen entstehen, welche durch Gasstrahlung an die Seitenflächen des Kesselbündels in die Tiefe .desselben Wärme abstrahlen. Diese Verbesserung des Wärmeüberganges durch Konvektion und durch Strahlung ergibt für die einzelnen Siederohre eine gleichmäßigere Wärmebelastung über den Rohrumfang, als bisher bekannt war.Il # The heat absorption of the pipes is significantly promoted, once because the swirling hot gases penetrate the wide spaces between the rows of boiler pipes the Increase heat transfer, and because the niches add extra Gas chambers of high temperatures arise, which are caused by gas radiation on the side surfaces of the boiler bundle radiate heat into the depths. This improvement of the Heat transfer through convection and radiation results in the individual boiler tubes a more even heat load over the pipe circumference than was previously known.

III. Die mit großem Tiefenabstand voreinander verlegten, in den Feuerraum vorspringenden Rohrreihen wirken sich im Gegensatz zu nur frontal durch die gesamte Gasmenge beaufschlagte Röhrenbündel, wie die Erfahrung gezeigt hat, vermindernd auf die Salz-und Schlackenablagerungen an den Siederohren aus.III. Those laid in front of each other at a great depth in the firebox protruding rows of tubes act in contrast to only frontally through the entire As experience has shown, reducing the amount of gas pressurized on the salt and slag deposits on the boiler tubes.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt die Feuerung _ Abb. i in senkrechtem Längsschnitt, Abb.2 in waagerechtem Querschnitt nach der Linie A-B dbr Abb. i und Abb. 3 in Vorderansicht.The subject of the invention is shown in one embodiment in the drawing shown. It shows the furnace _ Fig. I in a vertical longitudinal section, Fig. 2 in horizontal cross-section along the line A-B dbr Fig. i and Fig. 3 in front view.

Der Kessel besteht aus einer Untertrommel i, einer Mitteltrommel 2 und einer Obertrommel 3 sowie aus einem unteren Rohrbündel 4 zwischen Untertrommel i und Mitteltrommel 2, einem oberen Rohrbündel s zwischen Mitteltrommel a und Obertrommel 3 . und einem Fallrohrbündel 6 zwischen Untertrommel z und Obertrommel 3. Das untere Rohrbündel 4 ist geneigt, und zwar zweckmäB.igerweise unter einem Winkel von etwa 45', während das obere Rohrbündel 5 zunächst senkrecht verläuft und dann in starker Krümmung zur Obertrommel3 geführt ist, welche neben dem geraden Zweig des oberen Rohrbündels 5 liegt. Das Fallrohrbündel 6 verläuft zunächst senkrecht nach unten, um dann, etwa von der Höhe der Mitteltrommel 2 ab, parallel zum unteren Rohrbündel 4 zu verlaufen. Zwecks Führung der Heizgase in Richtung der in Abb. i einbezeichneten Pfeile sind im Feuerraum Einbauten vorgesehen.The boiler consists of a lower drum i and a central drum 2 and an upper drum 3 and a lower tube bundle 4 between the lower drum i and middle drum 2, an upper tube bundle s between middle drum a and upper drum 3. and a downpipe bundle 6 between lower drum z and upper drum 3. The lower one Tube bundle 4 is inclined, expediently at an angle of approximately 45 ', while the upper tube bundle 5 initially runs vertically and then more strongly Curvature is led to the Obertrommel3, which is next to the straight branch of the upper Tube bundle 5 is located. The downpipe bundle 6 initially runs vertically downwards, around then, approximately from the height of the central drum 2, parallel to the lower tube bundle 4 to run. For the purpose of guiding the heating gases in the direction indicated in Fig. I Arrows are provided for fixtures in the combustion chamber.

Der gesamte Kessel mit seinem Stützgerüst ist vollkommen unabhängig vom Feuerungsblock. Der Feuerungsblock besitzt eine wesentlich größere Breite als der Kessel und enthält vier nebeneinanderliegende Feuerungen 7, 8, 9, 10. Infolgedessen geht :der Federungsblock in das Stützgerüst für den Kessel mit schrägen Flächen i i über, so daß zwischen beiden ein mittlerer Strahlraum 12 und an jeder Seite ein Winkelraum 13 verbleiben. Die Winkelräume sind einerseits von einer schwachen Schamottwand und andererseits durch die in den Strahlraum i2 vorspringenden Rohrreihen 5 begrenzt.The entire boiler with its supporting structure is completely independent from the furnace block. The furnace block has a much larger width than the boiler and contains four adjacent burners 7, 8, 9, 10. As a result goes: the suspension block in the support frame for the boiler with sloping surfaces i i over, so that between the two a central jet space 12 and on each side an angular space 13 remains. The angular spaces are, on the one hand, of a weak one Fireclay wall and on the other hand through the rows of pipes protruding into the blasting space i2 5 limited.

Für Hochdruckkessel ist höchste Leistung Bedingung. D.a Braunkohle sehr wärmearm ist, sind für Höchstleistungen große Rostflächen erforderlich. Daher werden sämtliche, für Braunkohlenfeuerung bestimmte Kessel mit langen Trommeln gebaut, deren Länge der Breite des Feuerraums entspricht. Die Kosten einer derartigen Feuerungsanlage sind ganz erheblich, weil die Trommeln bekanntlich am teuersten sind. Im Gegensatz zu den bekannten Feuerungsanlagen wird gemäß der Erfindung die Länge der Trommeln absichtlich begrenzt und die Breite des Feuerraums vergrößert, so daß die erwähnten Winkelräume 13 und der Strahlraum 12 entstehen. Durch diese Ausbildung der Federungsanlage wird zunächst eine erhebliche Verbilligung derselben erzielt, dann aber eine vollkommen neue und eigenartige Wirkung erreicht.Maximum performance is a prerequisite for high-pressure boilers. Since lignite is very low in heat, large grate surfaces are required for maximum performance. Therefore, all boilers intended for lignite combustion are built with long drums, the length of which corresponds to the width of the furnace. The costs of such a furnace are quite considerable because the drums are known to be the most expensive. In contrast to the known firing systems, according to the invention, the length of the drums is deliberately limited and the width of the furnace is increased, so that the aforementioned angular spaces 13 and the jet space 12 are created. This design of the suspension system initially makes it considerably cheaper, but then a completely new and peculiar effect is achieved.

Bekanntlich müssen bei sämtlichen bisherigen Feuerungsanlagen die beiden vordersten Rohrreihen fast die ganze Dampfentwicklung übernehmen. Bisher gab es kein Mittel, in den nächsthinteren Rohrreihen eine ähnliche hohe Dampfentwicklung zu erzeugen, d. )j. diesen Rohrreihen gleichfalls genübend Warme zuzuführen. Das Wärmegefälle geht daher bei allen bekannten Feuerungsanlagen im ersten Kesselanfangsteil herunter, um unmittelbar danach gleichmäßig und allmählich nach unten zu verlaufen.It is well known that in all previous combustion systems the the two foremost rows of tubes take over almost all of the steam generation. Until now there was no means of generating a similarly high level of steam in the next row of tubes to produce, d. ) j. also to apply heat to these rows of tubes. That In all known firing systems, there is therefore a heat gradient in the first part of the boiler at the beginning of the boiler down and immediately afterwards gradually and evenly downwards.

Demgegenüber werden; durch .die Winkelräume 13 des Erfindungsgegenstandes neue Strahlungs- und Strömungsfronten gebildet. Der Widerstand ist in ,diesen seitlichen Winkelräumen kleiner als in der Mittelfront, und infolgedessen wird das Saugmoment auf die beiden äußeren Feuer? und io verstärkt. Durch diese verstärkten Saugmomente werden größere Mengen hochwertiger Gase aus den seitlichen- Feuern 7 und io in die seitlichen Winkelräume 13 hineingesaugt. Dadurch werden frische hochwertige Gasbündel unter Umgehung der beiden vorderen Rohrreihen von den Seiten in die hinteren Rohrreihen, insbesondere in die dritte, vierte und auch fünfte Rohrreihe 5 hineingesaugt. Durch die seitlichen rechten und linken Gasströme wird der mittlere Gasstrom in der Mitte des gesamten Strahlungsbündels ganz besonders zur Pressung und Wirbelung gebracht. Das Wärmegefälle zeitigt infolgedessen im ersten und wesentlichen Teil des Kessels eine allmählichere, bei weitem gleichmäßigere Tendenz, als dies bisher der Fall ist. Beim Erfindungsgegenstand ist also die erste und zweite Rohrreihe entlastet; während die dahinterliegenden Rohrreihen belastet sind. Das Wärmegiefälle ist wesentlich ausgeglichener als bei den bekannten Federungsanlagen.In contrast, be; through .the angular spaces 13 of the subject matter of the invention new radiation and flow fronts formed. The resistance is in, these lateral ones Angular clearances smaller than in the central front, and as a result the suction moment becomes on the two outer fires? and io reinforced. Because of this increased suction larger amounts of high-quality gases from the side fires 7 and io into the lateral angular spaces 13 sucked in. This creates fresh high quality gas bundles bypassing the two front rows of tubes from the sides into the rear rows of tubes, especially sucked into the third, fourth and also fifth row of tubes 5. By the side right and left gas streams becomes the middle gas stream in the middle of the entire radiation beam especially brought to compression and vortex. As a result, the heat gradient occurs in the first and essential part of the boiler a more gradual, by far more steady trend than has been the case up to now is. In the subject matter of the invention, the first and second rows of tubes are relieved; while the rows of pipes behind are loaded. The heat drop is essential more balanced than with the known suspension systems.

Rein federungstechnisch hat die neue Formgebung der Federungsanlage noch einen nicht zu unterschätzenden Vorzug. Bekanntlich sind die mittleren Feuer allseitig von Weißglut umgeben und brennen infolgedessen heller als die beiden seitlichen Feuer, welche stets und nicht unwesentlich nach außen an Wärme verlieren. Diese äußeren Feuer erhalten durch die geschilderte Ausbildung der. Feuerungsanlage einen erhöhten Zug, werden also gegenüber den mittleren Feuern etwas bevorzugt, und es kommt somit ein härmonischer Ausgleich zwischen den äußeren und mittleren Feuern zustande.The new design of the suspension system is purely in terms of suspension technology not one yet advantage to be underestimated. As is well known, they are middle fire surrounded on all sides by white heat and consequently burn brighter than the two lateral fires, which are always and not insignificantly outward lose heat. These external fires are sustained by the training described the. Combustion system an increased draft, so be compared to the middle fires somewhat preferred, and there is thus a harmonious balance between the outer ones and medium fires.

Claims

PATENT CLAIM: Water tube boiler with a wide, sloping surface Transitional areas into a narrow boiler pass, characterized by that the front rows of tubes projecting into the furnace in width of the boiler pass are laid from each other with such great depths that from both sides the - Uncooled combustion gases are fed to the rear rows of pipes.