DE636882C - Rauchrohrueberhitzerelement - Google Patents

Rauchrohrueberhitzerelement

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Publication number
DE636882C
DE636882C DESCH105730D DESC105730D DE636882C DE 636882 C DE636882 C DE 636882C DE SCH105730 D DESCH105730 D DE SCH105730D DE SC105730 D DESC105730 D DE SC105730D DE 636882 C DE636882 C DE 636882C
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DE
Germany
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pipe
superheater
tube
section
ring
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Expired
Application number
DESCH105730D
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English (en)
Inventor
Arthur Williams
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schmidtsche Heissdampf GmbH
Original Assignee
Schmidtsche Heissdampf GmbH
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Publication date
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Publication of DE636882C publication Critical patent/DE636882C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22GSUPERHEATING OF STEAM
    • F22G7/00Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition
    • F22G7/06Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition in furnace tubes
    • F22G7/065Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition in furnace tubes for locomotive boilers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Rauchrohrüberhitzerelement Als Überhitzerelemente für die Rauchrohrkessel, insbesondere von Lokomotiven, werden am häufigsten die sog. Vierrohr- oder Doppelschleifenelemente verwendet. Diese Überhitzerelemente bestehen aus vier Rohrsträngen, die durch drei Umkehrstellen zu zwei Rohrschleifen verbunden sind. Der Dampf durchströmt nacheinander die beiden Rohrschleifen, so daß er im Rauchrohr zweimal hin und her strömt. Bekannt sind ferner sog. Ringrohrelemente, die aus zwei konzentrischen Rohren bestehen. Bei den Ringrohrelementen strömt der Dampf zunächst durch den Ringraum zwischen dem äußeren und inneren Rohr im Gegenstrom zu den Heizgasen und dann weiter durch eine sich anschließende Rohrschleife zu einem Rückleitungsrohr, das im Hohlraum des inneren Rohres des Ringrohres liegt.
  • Den Gegenstand der Erfindung bildet ein neues Überhitzerelement, das aus einem im kühleren Teil des Rauchrohres liegenden Ringrohrabschnitt und einem Doppelschleifenabschnitt, dessen Länge zwischen 2o und .45 v. H. der Gesamtlänge des Elementes beträgt, zusammengesetzt ist. Durch den Ringraum des Ringrohrabschnittes des Überhitzerelementes strömt der Dampf vollständig im Gegenstrom zu den Rauchgasen, so daß das vorhandene Temperaturgefälle unter den günstigsten Bedingungen ausgenutzt wird. In dem sich anschließenden Doppelschleifenteil, der aus Rohren des für Überhitzerelemente üblichen Querschnittes hergestellt ist, ist die Dampfgeschwindigkeit größer, so daß die Rohrwand durch den strömenden Dampf wirksam gekühlt wird. Mit dem neuen Überhitzerelement kann deshalb eine höhere Überhitzung ohne Gefährdung des Rohrbaustoffes erzielt werden.
  • Man kann allerdings auch in .einem Ringrohrelement, das bis in die Nähe der Feuerbüchsrohrwand herangeführt ist, höhere Überhitzungstemperaturen erreicheno als in dem üblichen Vierrohrelement. Dabei treten aber unzulässige Beanspruchungen des Überhitzerelements auf, einmal weil infolge der in dem Ringarm herrschenden geringeren Dampfgeschwindigkeit die Kühlung der Rohrwand in dem vorderen sehr heißen Teil des Rauchrohres nicht mehr ausreicht, ferner weil der Temperaturunterschied zwischen dem vorderen und hinteren Ende des Ringrohres sehr groß ist und schließlich weil die Rauchgase außen und innen verschiedene Temperatur haben und infolgedessen die Wärmedehnung des inneren Rohres verschieden von der des äußeren Rohres ist. Diese Nachteile treten bei dem Doppelschleifenrohr nicht auf, weil die Heißdampftemperatur stufenweise an- . steigt und infolgedessen an allen Stellen eixie:.. angemessene Wärmeübergangszahl vorhän -' den ist. Die zweimal hin und her gebogene Rohrschleife ist sehr elastisch, so daß Wärmedehnungen und damit übermäßige Baustoffbeanspruchungen nicht zu befürchten sind, zumal die vier Rohrstränge der Doppelschleife von Rauchgasen gleicher Temperatur umspült werden.
  • Ein hauptsächlicher Vorteil des neuen Überhitzerelements besteht darin, daß die bewährten Zugverhältnisse des mit Überhitzerrohren besetzten-Rauchrohrkessels im wesentlichen beibehalten werden. Versuche haben ergeben, daß bei einer Veränderung der relativen Längen der beiden Abschnitte der Strömungsividerstand der Rauchgase im Rauchrohr verändert wird. Der Strömungswiderstand wird nicht nur größer, wenn die Länge des Vierrohrabschnittes ein bestimmtes Maß überschreitet, sondern auch, wenn sie unter ein bestimmtes Maß verkleinert wird. Diese Erscheinung dürfte folgendermaßen zu erklären sein: Der größte Anteil des Strömungswiderstandes durch den Ringrohrabschnitt entsteht beim Eintreten der Gase in das Ringrohr. Je höher die Gastemperatur und je größer dementsprechend das Volumen-der Gase ist, desto größer wird auch dieser Anteil sein. Verkürzt man also den Vierrohrabschnitt, so daß die Eintrittsstelle in das Ringrohr in eine Zone hoher Gastemperatur `zu liegen kommt, so wächst dieser Anteil sehr schnell an, und dementsprechend erhöht sich der Gesamtwiderstand. Gibt man dem Vierrohrabschnitt eine größere Länge und wird damit das Element dem bekannten Vierrohrüberhitzerelement ähnlicher, so weist das neue Element zunächst schon etwa den gleichen Widerstand auf wie das bekannte Element, und dazu kommt noch`der Widerstand des kurzen Ringrohrabschnittes mit dem verhältnismäßig hohen Widerstandszuwachs am Ringrohreintritt.
  • Für bestimmte Bedingungen (Kesselabmessungen, Verdampfungsleistung usw.) erhält der Ringrohrabschnitt des neuen Elements im Ouerschnitt im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie das bekannte, auf der ganzen 'i.änge als Ringrohr ausgebildete Überhitzerelement, und ebenso wird der Vierrohrabschnitt mit den gleichen Rohrquerschnitten und der gleichen Rohranordnung ausgeführt wie das übliche Vierrohrelement. Unter diesen Umständen ergibt sich der geringste Strömungswiderstand, wenn die Länge des Doppelschleifenabschnittes zwischen 2o und 45 v. H. der Gesamtlänge des Elements beträgt. Die Größe des Strömungswiderstandes "schwankt zwar etwas mit der Belastung des Kessels, die angegebenen Grenzen sind aber .für alle Belastungsverhältnisse geeignet, für die die Überhitzeranordnung in Frage kommt. Der Gesamtwiderstand eines solchen neuen Elements ist im wesentlichen derselbe wie der eines durchlaufenden Vierrohrelements und auch etwa der eines durchlaufenden Ringrohrelements.
  • Damit ist eine der wesentlichsten Forderungen erfüllt, daß nämlich die bei Lokomotivrauchrohrkesseln günstigte Größe des Zuges und die gleichmäßige Verteilung der Gasströmung auf die mit Überhitzern besetzten Rauchrohre und die freien Heizrohre gewährleistet ist.
  • Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt und Fig.2 eine waagerechten Schnitt durch ein Rauchrohr mit einem Überhitzerelement.
  • In Fig. i und 2 bezeichnet 2 die rnit Ü'berhitzerelementen besetzten Rauchrohre.
  • Der im vorderen Teil des Rauchrohres liegende Abschnitt des Überhitzerelements ist als Ringrohr ausgebildet, dessen äußeres Rohr mit io und dessen inneres Rohr mit ii bezeichnet ist. An seinem vorderen Ende ist das Ringrohr durch eine schräge Wand i2 und an seinem hinteren Ende durch eine schräge Wand 13 geschlossen. Das vom nicht dargestellten Sammelkasten kommende Zuleitungsrohr 14 ist bei 15 an den Ringraum des Ringrohres angeschlossen: Am hinteren Ende des Ringrohres steht mit seinem Ringraum ein Rohr 17 in Verbindung, das sich nach hinten bis kurz vor die Feuerbüchsrohrwand erstreckt und durch ein Umkehrende i9 mit dem zweiten Rohrstrang 18 des Vierrohrabschnittes verbunden ist. An seinem vorderen Ende steht der Rohrstrang 18 durch ein Umkehrende 2o mit dem dritten Rohrstrang 21 in Verbindung, der an seinem hinteren. Ende mit einem Umkehrende 22 in den vierten Rohrstrang 23 übergeht, der durch das Innenrohr i i des Ringrohrabschnittes nach vorn in die Rauchkammer geführt und an eine ebenfalls nicht dargestellte Heißdampfkammer des Überhitzersammelkastens angeschlossen ist.
  • Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel endet das überhitzerelement ein kurzes Stück vor der Feuerkistenrohrwand. In diesem Falle ergeben sich auch bei einer um 3o bis q.o° höheren Überhitzung, als sie mit dem üblichen Vierrohrelement erzielt wird, keine unzulässig hohen Rohrwandtemperaturen. Infolgedessen ist die Verwendung eines Sonderbaustoffes zur Herstellung des Überhitzerelements nicht notwendig. Werden noch höhere Überhitzungstemperaturen gefordert, so kann der Doppelschleifenabschnitt unter Verwendung besonders hitzebeständigen Baustoffes oder unter Verwendung anderer Schu_ tzmittel gegen Verbrennen weiter nach der Feuerbüchse zu oder bis in diese verlängert werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRACTCH Rauchrohrüberhitzerelement mit einem Ringrohrabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringrohr sich nur durch den kühleren Teil des Rauchrohres erstreckt und in eine Doppelrohrschleife übergeht, deren Länge zwischen 2o und 45 v. H. der Gesamtlänge des Elements beträgt.
DESCH105730D 1933-12-05 1934-12-05 Rauchrohrueberhitzerelement Expired DE636882C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US636882XA 1933-12-05 1933-12-05

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DE636882C true DE636882C (de) 1936-10-19

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ID=22050830

Family Applications (1)

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DESCH105730D Expired DE636882C (de) 1933-12-05 1934-12-05 Rauchrohrueberhitzerelement

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