DE621917C

DE621917C - Water tube boiler for rapid natural water circulation, especially for highly loaded high pressure steam systems for ships

Info

Publication number: DE621917C
Application number: DEW91657D
Authority: DE
Original assignee: WAGNER HOCHDRUCK DAMPFTURBINEN
Current assignee: WAGNER HOCHDRUCK DAMPFTURBINEN
Priority date: 1933-04-23
Filing date: 1933-04-23
Publication date: 1935-12-13

Description

Wasserrohrkessel für schnellen natürlichen Wasserumlauf, insbesondere für hochbelastete Hochdruckdampfanlagen für Schiffe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wasserrohrkessel für schnellen natÜrlichen Wasserumlauf, insbesondere für hochbelastete Hochdruckdampfanlagen für Schiffe mit je zwei symmetrisch zur Kesselmitte angeordneten Ober- und Unfiertromxneln. Es ist bei ähnlichen Kesselbauarten bekannt, daß die Steigrohrgruppen sich kreuzen und die Fallrohrgruppen die Untertrommeln mit tiefgelegenen Stellen der Obertrommeln verbinden.Water tube boilers for rapid natural water circulation, in particular for highly loaded high pressure steam systems for ships The present invention relates rely on a water tube boiler for rapid natural water circulation, in particular for highly loaded high pressure steam systems for ships with two symmetrical to each Upper and lower drums arranged in the middle of the boiler. It is with similar boiler types known that the riser groups cross and the downpipe groups the lower drums connect with the lower parts of the upper drums.

Es ist auch bekannt, -die Steigrohrgruppen von den Fallrohrgruppen durch zwischengeschaltete überhitzer zu trennen. Bei den bekannten Bauarten durchstreichen aber bei einem Kessel mit zwei Obertrommelnentweder die Heizgase nacheinander eine Steigrohrgruppe, den überhitzer und dann eine andere Steigrohrgruppe, ohne die Fallrohre zu durchströmen, oder es handelt sich um Kessel mit einer einzigen Obertrommel, bzw. es ist der überhitzer nicht zwischen den Steigrohr-und Fallrohrgruppen angebracht.It is also known - the riser groups from the downcomer groups separated by intermediate superheaters. Cross out the known types but in a boiler with two upper drums either the heating gases one after the other Riser group, the superheater and then another riser group without the downcomers to flow through, or it is a boiler with a single top drum, or the superheater is not installed between the riser and downpipe groups.

Erfindungsgemäß sind bei ,einem 'solchen Wasserrohrkessel mit je zwei symmetrisch zur Kesselmitte angeordneten Ober- und Untertrommeln und zwei je durch zwischengeschaltete überhitzer in eine Steig- und eine Fallrohrgruppie zerlegten, von den Heizgasen auf ihrem ganzen oder ,größten Teil ihrer Länge quer angeströmten Rohrbündeln, deren Steigrohrgruppen sich kreuzen und deren Fallrohrgruppen die Untertrommeln mit tiefgelegenen Stellen der Obertrommeln verbinden, zwecks hohen Temperatursprunges zwischen Steig- und Fallrohren und Erzielung eines beschleunigten natürlichen Wasserumlaufes Steigrohrgruppe, Übierhitzer und Fallrohrgruppe in Richtung des Zuges der Heizgase derart hintereinandergeschaltet, daß sämtliche Heizgase diese Kesselteile in der angegebenen Reihenfolge durchströmen müssen. Ferner ist zwecks Vermeidung einer Dampfbildung in den Fallrohrgruppen.deren Heizfläche nur annähernd gleich groß wie die Heizfläche der Steigrohrgruppen bemessen, und die Kreuzung der stark beheizten, von den unteren Sammlern ausgehenden, in sanftem Bogen verlaufenden Steigrohrgruppen befindet sich in der Nähe ihrer oberen Enden, deren Eintrittsstellen in die gegenüberliegenden, verhältnismäßig nahe zusammenliegenden Obertrommeln sämtlich möglichst nahe unterhalb deren normaler Wasserlinie angeordnet sind.According to the invention, such a water tube boiler with two each Upper and lower drums arranged symmetrically to the center of the bowl and two through each intermediate superheaters divided into a riser and a downpipe group, flowed across by the heating gases over their whole or most of their length Tube bundles whose riser pipe groups cross and whose downpipe groups cross the lower drums Connect to deeper parts of the upper drums for a high temperature jump between risers and downpipes and achieving an accelerated natural water circulation Riser group, overheater and downpipe group in the direction of the flow of the heating gases so connected in series that all the heating gases these boiler parts in the flow through the specified sequence. Furthermore, in order to avoid a Steam formation in the downpipe groups whose heating surface is only approximately the same size as measure the heating surface of the riser groups, and the intersection of the strongly heated, Groups of risers running in gentle curves from the lower collectors is located near their upper ends, the entry points of which into the opposite, relatively close together top drums all as close as possible below whose normal waterline are arranged.

Es ist dies dadurch erreicht, daß im Gegensatz zu früheren Ausführungen, bei denen meist eine unbestimmte Trennung der Rohre der Bündel in solche mit auf- und absteigendem Wasserstrom vorliegt, zunächst einmal die ganzen Rohrbündel neindeutig in Steig-und Fallrohrgruppen zerlegt sind und von den Heizgasen in Kreuzform zur Wasserströmung möglichst auf ihrer ganzen Länge beaufschlagt werden. Sodann ist die Heizfläche der Fallrohrgruppen. höchstens annähernd gleich groß bemessen wie die Heizfläche der Steigrohrgruppen, so daß nur noch ein verhältnismäßig geringer Wärmeentzug in den Fallrohrgruppen stattfindet, während der größte Teil der Heizgaswärme von den Steigrohrgruppen aufgenommen wird und daher die Heizgase mit stark verminderter Temperatur in die Fallrohrgruppen eintreten.This is achieved by the fact that, in contrast to earlier statements, in which mostly an indefinite separation of the tubes of the bundle into those with and descending water flow is present, first of all the whole tube bundle is clear are broken down into riser and downcomer groups and from the Heating gases in a cross shape for the water flow, if possible over their entire length. Then is the heating surface of the downpipe groups. at most approximately the same size like the heating surface of the riser groups, so that only a relatively small amount Heat extraction takes place in the downpipe groups, while most of the heating gas heats is absorbed by the riser groups and therefore the heating gases with greatly reduced Temperature enter the downpipe groups.

Die vorliegende Anordnung hat den weiteren sehr wichtigen Vorteil, daß die Rohre der sich in der Nähe der Obertrommeln. kreuzenden, von den Untertrommeln jeder Kesselseite ausgehenden Steigrohrgruppen sämtlich möglichst nahe dem normalen Wasserspiegel der gegenüberliegenden Obertrommeln eingeführt werden können, während die auf derselben Kesselseite liegenden, Unter-und Obertrommel verbindenden Fallrohrgruppen, von einer tiefen Stelle der.Obertrommeln ausgehend, angeordnet werden können.The present arrangement has the further very important advantage that the pipes are close to the top drums. crossing, from the lower drums riser pipe groups going out on each side of the boiler all as close as possible to the normal Water levels of the opposite head drums can be introduced while the downpipe groups on the same side of the boiler connecting the lower and upper drum, starting from a deep point of the upper drums, can be arranged.

Die Dampfblasen, brauchen daher beim Austritt aus den. Steigrohren nur noch seine weit geringere Wasserhöhe zu durchdringen als bei den jetzigen Kesseln ähnlicher Bauart, bei denen meist gerade die höchstbelasteten Steigrohre in der Mitte unten in den Oberkessel einmünden.The vapor bubbles therefore need to exit the. Risers only to penetrate its much lower water level than with the current boilers of a similar design, in which mostly the most heavily loaded riser pipes in the Open in the middle at the bottom of the upper kettle.

Bei dem Kessel nach der Erfindung treffen dafür die Fallrohrgruppen von der tiefster. Stelle der Obertrommeln aus, also an einer Stelle, an der der Rücklauf auf alle Fälle gesichert und auch wenig gestört ist, durch den eintretenden Dampf- und -Wasserstrom.In the case of the boiler according to the invention, the downpipe groups meet for this from the deepest. Place the top drums off, i.e. at a point where the Return is secured in any case and also little disturbed by the person entering Steam and water flow.

Die vorliegende Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß hierbei insbesondere den hochbelasteten Steigrohren, die im. allgemeinen den größten Widerstand des Wasserumlaufes bilden, eine sanfte Krümmung gegeben werden kann, so daß die aufsteigenden Dampfblasen bequem nach den Obertrommeln entweichen können.The present arrangement has the further advantage that here in particular the heavily loaded riser pipes in the. generally the greatest resistance of the water circulation form, a gentle curvature can be given, so that the rising vapor bubbles can easily escape after the top drums.

Einerseits durch den großen Temperatur= sprung der Heizgase in Richtung von deren Strömung . durch die gesamten Heizelemente des Kessels und anderseits durch die gekennzeichnete Läge und Einführung der Steig- und Fallrohrgruppen ist ein eindeutiger und sehr energischer Wassierum1auf- bei jeder Kesselbelastung gesichert, ohne daß es im allgemeinen nötig erscheint, zu künstlichen Umlaufmitteln zu greifen.On the one hand because of the large temperature jump in the heating gases in the direction of of their flow. through the entire heating elements of the boiler and on the other hand by the marked length and introduction of the riser and downpipe groups an unambiguous and very energetic watertightness guaranteed for every boiler load, without it generally appearing necessary to resort to artificial means of circulation.

In der Zeichnung ist. in Abb-. i und z ein Beispiel, der. Erfindung im Aufriß und GrundrißquerschnittA-B dargestellt, wobei in letzterer Abbildung auch der höher, und zwar kurz vor: der Kreuzungsstelle - der' Steigrohrgruppen liegende Schnitt C-D leingezeichnet ist. Abb. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Kreuzungsstelle der Steigrohrgruppen im senkrechten Schnitt E-F.In the drawing is. in fig-. i and z an example that. invention shown in elevation and plan cross-section A-B, in the latter figure also the one higher, just before: the crossing point - the 'riser groups Section C-D is drawn in. Fig. 3 shows the crossing point on an enlarged scale of the riser groups in the vertical section E-F.

Es bezeichnet a1 a2 die beiden Obertrommeln, b1 b2 die jeweils auf derselben Kesselseite befindlichen Untertrommeln, e1 die von b1 nach a2 und c2 die von b2_ nach a1 führende Steigrohrgruppe. dl bezeichnet die von a1 nach b1 und d2 die von a2 nach b2 führende Fallrohrgruppe, e1 e2 die zwischen Steig- und Fallrohrgruppen eingebauten Überhitzen r bezeichnet die Wasserlinie in beiden Obertrommehi, die naturgemäß infolge deren Kommunikation in beiden Trommeln gleich hoch steht.It denotes a1 a2 the two upper drums, b1 b2 each on lower drums located on the same side of the boiler, e1 those from b1 to a2 and c2 the Riser group leading from b2_ to a1. dl denotes the from a1 to b1 and d2 the downpipe group leading from a2 to b2, e1 e2 the one between riser and downpipe groups built-in overheating r denotes the waterline in both upper drum he, the naturally due to their communication in both drums is the same.

Aus der im senkrechten Schnitt E'-F dargestellten Kreuzungsstelle der beiden Steigrohrgruppen ist zu ersehen, wie je zwei aufeinanderfolgende Rohrreihen jeder Gruppe, z. B. r2 gegenüber t'1, seitlich abgekröpft sind, um sämtliche Reihen der betreffenden Gruppe in eine Ebene zu bringen und damit der anderen Rohrgruppe Durchläß gewähren zu können. Auf diese Weise kann auch eine kleinstmögliche Rohrteilung erzielt werden.From the intersection shown in the vertical section E'-F of the two riser pipe groups can be seen, like two successive rows of pipes each group, e.g. B. r2 opposite t'1, are cranked sideways to all rows to bring the group in question into one level and thus the other pipe group To be able to grant passage. In this way, the smallest possible pipe division can also be achieved be achieved.

Außer nach dem gezeichneten Beispiel kann die Anordnung noch in vielfach anderer Weise, z. B. bei mehr oder weniger als zwei Ober- oder Untertrommeln,. sinngemäß angewendet werden, ohne daß solche anderen Ausführungsarten aus dem Rahmen der Erfindung fallen.Except for the example shown, the arrangement can still be in many ways other way, e.g. B. with more or less than two upper or lower drums. analogous can be used without such other embodiments from the scope of the invention fall.

Claims

PATENT CLAIM: Water-tube boilers for rapid natural water circulation, especially for highly loaded high-pressure steam systems for ships with two upper and lower drums each symmetrically arranged to the center of the boiler and two each divided into a riser and a fall group by means of an intermediate superheater, of the heating gases over their whole or largest part Pipe bundles crossed over their length, whose groups of risers cross and whose groups of downpipes connect the lower drums - with deeper parts of the upper drums, - characterized in that, for the purpose of a high temperature jump between riser and downpipes and to achieve an accelerated natural water circulation, riser group (cl c2), superheater ( e1 e2) and downpipe group (dl d2) are connected in series in the direction of the flow of the heating gases in such a way that all the heating gases must heat these boiler parts in the specified order, furthermore the heating surface of the downpipe groups (dl d2) approximately equal to g As large as the heating surface of the riser groups (cl c2) is dimensioned and the intersection of the strongly heated riser groups (cl c.), which emanate from the lower collectors (b1) and run in gentle curves, is near their upper ends and their entry points in the opposite, relatively close together upper drums (a1 a,) are all arranged as close as possible below their normal water line.