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Dampferzeuger für Druckfeuerung und hohe Heizgasgeschwindigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf Dampferzeuger, bei denen die gesamten Heizflächen
und Heizgasführungen des Verdampfungs-und Überhitzungsteiles innerhalb der Brennkammer
untergebracht sind. Diese Bauart der Dampferzeuger ist besonders für solche Dampferzeuger
gebräuchlich, die mit Druckfeuerung und hohen Heizgasgeschwindigkeiten arbeiten.
Es hat sich hierbei als zweckmäßig erwiesen, die Verdampfungsheizflächen auf mehrere
voneinander unabhängige Verdampferkörper zu verteilen und diese mit Heizrohren zu
versehen, die einzeln oder zu mehreren die Verdampferkörper ihrer Länge nach durchsetzen.
Die Heizgase werden also in viele gleichlaufende Einzelströme aufgeteilt und sammeln
sich wiedet in dem gemeinsamen Gassammler, von wo sie zum Liberhitzer geleitet werden.
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Während nun die Heizrohre in den Verdampferkörpern von Wasser umspült
sind und die Verdampferkörper eng aneinanderschließend vor der Brennkammerwand aufgestellt
werden können, so daß sie die Brennkammerwand vor der Strahlungs- und Berührungswärme
der Flamme und der Heizgase schützen, ist ein gleichartiger Wärmeschutz für die
Wände des Heizgassammlers und des Überhitzers nicht ohne weiteres erreichbar. Diese
Teile erfordern daher besondere Kühleinrichtungen, entweder durch Ausmauerungen
oder durch wasserführende Kühlrohre, die sowohl die Herstellung als auch den Betrieb
unerwünscht erschweren können. Um dies zu vermeiden, soll gemäß der Erfindung die
Überhitzungsheizfläche ähnlich aufgeteilt werden wie die Verdampfungsheizfläche,
indem der Verdampfungsheizfläche der Heizrohre eines jeden Verdampferkörpers eine
entsprechende Überhitzungsheizfläche zugeordnet wird, die von den Heizgasen des
betreffenden Verdampferkörpers beaufschlagt wird. An Stelle des Sammlers, der die
aus den Verdampferheizrohren tretenden noch sehr heißen Gase sammelt, und des gemeinsamen
Überhitzergehäuses, Teile, die bei einer bekannten Ausführung eines Dampferzeugers
mit Druckfeuerung mit besonderen Wärmeschutzeinrichtungen versehen sein müssen,
treten nun die Verdampferkörper selbst oder ähnliche, von Wasser umströmte, vor
die Brennkammerwand gestellte Rohrkörper, in welche die Überhitzerrohre eingebaut
sind. Ein besonderer Wärmeschutz für die Heizgaskanäle des Überhitzers entfällt,
der von Umwälzwasser durchsetzte Rohrkörper dient gleichzeitig als Verdampfer und
Wärmeschutz der Brennkammerwand. Da auch die verschiedenen Ouerschnittsänderungen
und Krümmer wegfallen, werden 'unnötige Strömungsverluste, die bei den zur Anwendung
gelangenden hohen Geschwindigkeiten bedeutend sein können, vermieden. Bekannt war
es bisher, bei Lokomotiven einzelne Überhitzerrohre in Heizrohre zu verlegen, wobei
jedoch weder die die Verdampferflächen bildenden Heizrohre in besondere Verdampferkörper
eingebaut noch jedem
dieser Heizrohre einzeln oder in Gruppen Überhitzerrerk@'irlg'eteilt
sind.
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Die Abbildungen zeigen verschiedene Ausführungsformen-der- Erfindung.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Abb. i schließen die Heizrohre. i, die den Dampf
überhitzen, unmittelbar an die Heizrohre 2 des Verdampferteiles an. Sie sind z.
B. zu vieren (Abb. i a) in einem Rohr 3 eingebaut; mehrere derartige Rohre stehen
eng aneinandergereiht, wie aus dem Schnitt Abb.4a ersichtlich ist, vor der Brennkammerw
and ¢. Das Speisewasser oder das in einem Mehrfachen der Speisewassermenge durch
eine Pumpe in Umlauf gebrachte Umwälzwasser tritt bei 5 in den Verdampferraurn 6;
der Dampf oder das Dampfumwälzwassergemisch verläßt den Raum 6 bei 7. Der zu überhitzende
Dämpf tritt dagegen bei 8 in den Überhitzerraum 9 und verläßt diesen Überhitzt bei
io. Die Heizgase aus der Brennkammer gelangen bei i i in die aneinander anschließenden
Heizrohre 2 und i und strömen in den für alle Verdampferkörper gemeinsamen Gassammelkanal
12. Der Verdampferteil ist auch der Strahlung der Flamme ausgesetzt. Um die Rohrwand
im Überhitzerteil vor der Strahlungswärme zu schützen, ist bei 13 noch eine Ausmatierung
angebracht. Jedem Verdampferteil ist also ein Überhitzerteil zugeordnet. Die Heizgase,
die den Überhitzer verlassen, .sind genügend tief abgekühlt, um weitere Kühleinrichtungen
für die Abgaskanäle überflüssig zu machen.
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Beim. Ausführungsbeispiel gemäß der Abb. 2 sind die überhitzerrohre
15 in einen Rohrstutzen 16 eingehängt, der in den Verdampferkörper 17 eingebaut
ist. In diesen Rohrstutzen 16 münden die Heizrohre i8 aus, die im wesentlichen die
Verdampfungsheizfläche bilden. Das Speise- oder Umwälzwasser wird jedem Verdampferkörper
aus dem gemeinsamen Rohr ig durch das Verbindungsstück 2o zugeführt. Der erzeugte
Dampf oder das Dampfumwälzwassergemisch verläßt den Verdaxnpferkörper bei 21. Der
gemeinsame Abgaskanal 22 leitet die abgekühlten Gase z. B. zu einer Gasturbine-
oder einem Speisewasservorwäriner. Die Rohre 23 sind Kühlrohre, die den Brennkammerboden
vor der Strahlungswärme schützen. Abb. 2 a ist ein Schnitt durch die Heizrohre des
Verdampferteiles bei .C, D, Abb. 2b ein solcher durch den Überhitzer und
Rohreinsatz bei A, B.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Abb. 3 ist der Rohrstutzen 25,
der die Überhitzerrohre 26 enthält, ebenfalls gemeinsam mit den Heizrohren 27 des
Verdampfungsteiles in den Verdampferkörper 28 eingebaut, liegt aber neben diesen.
Der Heizgasstrom durchfließt dagegen die Heizrohre 27 des Verdampfungsteiles -und
den Rohrstutzen 25 mit dem Überhitzer 26 nacheinander. Die Heizgase treten bei 29
in den Rohrstutzen 25 und verlassen diesen abgekühlt bei 3o, um durch das gemeinsame
Abgasrohr 31 den Kessel zu verlassen. Das Speise- oder Umwälzwasser wird bei 32
eingeführt und durch ein Rohr 33 (Abb: 3 a) zum tiefsten Punkt des Verdampferkörpers
28 gebracht. Der erzeugte Dampf oder das Dampfumwälzwassergemisch fließt bei 34
in das gemeinsame Rohr 35 ab;- 36- sind wieder Kühlrohre. Abb. 3a ist ein Schnitt
durch den Verdampferkörper.
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Der , Verdampfungsteil und der Überhitzungsteil können auch in zwei
getrennten Körpern untergebracht werden, die vom gleichen Heizgasstrom nacheinander
durchströmt werden. Die Abb.4, 4a und 5 zeigen eine derartige Ausführung. Es sind
4o die Heizrohre, die in den Verdampfungskörper 4i eingebaut sind. Die Überhitzerrohre
42 befinden sich in einem weiteren Rohr 43, das von einem Mantel 44 umschlossen
ist. Die Heizgase durchfließen erst die Heizrohre 40, strömen bei 45 in den Überhitzer
über und verlassen abgekühlt den überhitzer bei 46, um zum gemeinsamen Abgassammler
-47 abzufließen. Das Speise- oder Umwälzwasser wird bei 48 zugeführt, der Dampf
oder das Dampfumwälzwassergemisch tritt bei 49 in das Sammelrohr So über.
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Abb-.4a zeigt, wie die Verdampfer- bzw. Überhitzerkörper .die Brennkammerwand
bedecken und so, vor der Strahlungswärme schützen. Abb. 5 ist ein Schnitt durch
den vereinigten Verdampfer- und Überhitzerkörper nach Abb. 4.
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Den Verdampferkörpern sämtlicher Ausführungsbeispiele ist gemeinsam,
daß sie in bekannter Weise austauschbar sind, daß also diese wichtigsten Teile des
Dampferzeugers ohne weiteres entfernt, außerhalb des Kessels ausgebessert oder durch
neue Elemente ersetzt werden können.