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Dampferzeuger mit mittelbarer Beheizung Die Erfindung bezieht sich
auf Dampferzeuger mit mittelbarer Beheizung der zu verdampfenden Flüssigkeit durch
einen in geschlossenem Kreislauf strömenden Wärmeträger. Die Erfindung besteht darin,
daß der Wärmeträger in einem Teil der in der Feuerung des Dampferzeugers untergebrachten
Kreislaufheizfläche auf die für die Verdampfung der Flüssigkeit geeignete Temperatur
gebracht wird und dann seine Wärme an die zu verdampfende Flüssigkeit in einem zweiten
Teil der Kreislaufheizfläche abgibt, der außerhalb der Dampfwassertrommel des Dampferzeugers
an anderer Stelle der Dampferzeugerfeuerung untergebracht ist, so daß der Wärmeträger
bei der Wärmeabgabe durch die Rauchgase .der Feuerung beheizt wird.
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Es waren Dampferzeuger mit mittelbarer Beheizung der zu verdampfenden
Flüssigkeit bekannt, bei denen der Wärmeträger bei der Wärmeabgabe noch durch die
Rauchgase der Feuerung beheizt wird. Hierbei sind aber die Heizflächen für den Wärmeträger
innerhalb des Dampferzeugers oder der Verdampfungstrommel untergebracht. Die Anordnung
ist ferner so, daß der Wärmeträger an der Stelle, wo er auf die für die Beheizung
erforderliche Temperatur gebracht wird, auch gleichzeitig seineWärme an das zu beheizende
Mittel abgibt. Bei diesen bekannten Dampferzeugern führt der Wärmeträger auch keinen
geschlossenen Kreislauf aus. Man hat zwar bei Dampferzeugern mit mittelbarer B_eheizung
der zu verdampfenden Flüssigkeit einen in geschlossenem Kreislauf strömenden Wärmeträger
benutzt. Bei einem bekannten Dampferzeuger dieser Art wird der Wärmeträger aber
nur während seiner Wärmeabgabe an den zu überhitzenden Dampf noch durch Rauchgase
beheizt. Bei einer anderen bekannten Bauart sind die übertragungsheizflächen für
den Wärmeträger außerhalb des Dampferzeugers angeordnet, aber hierbei findet keine
Beheizung des Wärmeträgerswährend der Wärmeabgabe statt: Durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung des Dampferzeugers mit mittelbarer Beheizung wird eine Reihe von Vorteilen
erreicht, welche den Dampferzeuger insbesondere zur Erzeugung von hochgespanntem
Dampf geeignet machen. Zunächst sei darauf hingewiesen, daß der Vorteil erhalten
bleibt, die Abmessungen und Gewichte der Dampfw assertrommel zu verringern, weil
die gesamte, also die wärmeaufnehmende und wärmeabgebende Heizfläche für den Wärmeträger
außerhalb der Trommel untergebracht ist, aber nicht beispielsweise so, daß die eine
Heizflächengruppe in einem besonders beheizten Dampferzeuger liegt, sondern derart,
daß beide Heizflächengruppen in der gleichen Feuerung des Dampferzeugers angeordnet
sind. Man hat dabei .die
Möglichkeit, in einfacher Weise regelnd
auf die Wärmeabgate von dem -Wärmeträger auf die zu verdampfende Flüssigkeit einzuwirken,
z. B. durch entsprechende Anordnung von Regelungsklappen an der Stelle, wo der wärmeabgebende
Teil der Heizfläche liegt, um die Rauchgase der Feuerung mehr oder weniger von dieser
Heizfläche ab- oder zur Heizfläche zuzuschalten, ohne daß dadurch die Beheizung
der Heizfläche geändert wird, in welcher der Wärmeträger auf die für die Verdampfung
der Flüssigkeit erforderliche Temperatur gebracht werden soll. Derartige Verhältnisse
wären natürlich nicht denkbar, wenn die Heizfläche für die Beheizung des Wärmeträgers
auf die Heiztemperatur und die Heizfläche für die Wärmeabgabe an die zu verdampfende
Flüssigkeit wie bei den erwähnten bekannten Dampferzeugern an der gleichen Stelle
der Feuerung untergebracht wären.
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Als weiterer Vorteil ist zu erwähnen, daß infolge der Erreichung eines
höheren Temperaturgefälles zwischen dem Wärmeträger und der zu verdampfenden Flüssigkeit
für eine bestimmte Leistung eine kleinere - Verdampfungsheizfläche ausreicht. Durch
die Unterbringung der beiden Heizflächengruppen in .den Rauchgaszügen der Dampferzeugerfeuerung_hat
man die Möglichkeit, für diese beiden Heizflächengräppen die bei Wasserrohrkesseln
üblichen und bewährten Formen von Rohren zu verwenden, während die Heizflächen selbst
an geeigneten Stellen der Dampferzeugerfeuerung bzw. der Rauchgaszüge untergebracht
werden können, beispielsweise der wärmeaufnehmende Teil in der heißesten Zone als
Strahlungsheizfläche o. dgl. und der wärmeabgebende Teil außerhalb der Dampfwassertrömmel
in .den weiteren Heizgaszügen des Dampferzeugers, wodurch an feuerberührter Heizfläche
und an Baugewicht gespart wird.
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Bei einem Dampferzeuger gemäß der Erfindung besteht ferner die Möglichkeit,
für die Wärmeabgabe den dampfförmigen Zustand des Wärmeträgers zu benutzen, also
trockengesättigten oder gar überhitzten Dampf zu verwenden. Zwischen die beiden
an verschiedenen Stellen der Feuerung untergebrachten Heizflächen für den Wärmeträgerkreislauf
kann man entsprechende Flüssigkeitsabscheidevorrichtungen in Form von Zwischenbehältern
o. dgl. einschalten, wodurch der Wärmeübergang verbessert wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der wärmeabgebende Teil
der Kreislaufheizfläche von Mantelrohren gebildet, deren Innenrohre am einen Ende
in die Dampfwassertrommel ausmünden, während sie am anderen Ende reihenweise an
senkrechte Kammern angeschlossen sind, welche mit dem Wasserrauen der Dampfwassertrommel
in Verbindung stehen.
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Auf der Zeichnung ist der neue Dampferzeuger beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform
eines Fahrzeugdampferzeugers nach der Erfindung. Ferner zeigen in größerem Maßstab
Fig.2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 eine andere Einzelheit im
Achnitt.
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Die den bekannten wärmeaufnehmenden Teil des geschlossenen Kreislaufes
bildenden Verdampferrohre, in "denen das umlaufende Heizmittel verdampft wird, umgrenzen
einen im Ouerschnitt rechteckigen Feuerraum, dessen Grundring mit i bezeichnet ist.
Die senkrechten, an den Seitenwandungen des Feuerraumes liegenden Verdampferrohre
2 sind mit ihren oberen Enden an je eine Sammelkammer 3 angeschlossen, die mit ihrem
vorderen Ende in eine Zwischentrommel. q. einmündet. An der Vorderwand sind Verdampferrohre
5 etwa bis zur halben Höhe hochgeführt und dann zu den Feuerraum durchquerenden
Schlangen abgebogen, die ebenfalls in die Zwischentrommel q. einmünden. Die an der
Hinterwand des Feuerraumes liegenden Verdampferrohre 6 sind am oberen Ende des Feuerraumes
nach vorn gebogen und zur Trommel ¢ geführt. Die über den Feuerraum hinweggeführten
Rohrstränge .der Veräampferrohre 5 und 6 sind auseinandergezogen, so daß zwischen
den Rohrsträngen Gassen für den Durchtritt der Feuergase bleiben. Über den Verdampferrohren
5 und 6 liegt ein Überhitzer 7, und über diesem liegen die Mantelrohre 8 des wärmeabgebenden
Teiles des geschlossenen Kreislaufes. Durch eingebaute Lenkwände g, ro, i2 werden
die vom Feuerraum aufsteigenden Feuergase gezwungen, in einem durch Pfeile angedeuteten
Wege zum Schornstein 13 zu ziehen. Auf diesem Wege bestreichen sie die Verdampferrohre,
die Überhitzerrohre und die Mantelrohre. Von der Zwischentrommel q. führen Fallrohre
1q. zum Grundring i. Diese Fallrohre sind auf ihrem unteren Teil durch die senkrechten
Schenkel der Verdampferrohre 5 und auf ihrem oberen Teil durch eine feuerfeste Wand
15 gegen den Feuerraum abgeschirmt.
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In jedem Mantelrohr 8 (Fig. 2 und 3) liegt ein Innenrohr 16, das an
beiden Enden aus dem Mantelrohr herausragt. An den Enden ist das Mantelrohr durch
einen eingelegten Ring 17 abgeschlossen, um den die Enden des Mantelrohres herumgebogen
und am Innenrohr 16 dicht geschweißt sind (s. Fig. 3). Mit ihren vorderen Enden
sind die Innenrohre 16 in eine Dampfwassertrommel 18 eingewalzt. Auf .der den Einmündungen
der Rohre 16 gegenüberliegenden Seite der Trommelwand
sind durch
Stopfen verschlossene Öffnungen i9 vorgesehen, durch die hindurch die Rohre z. B.
zwecks Reinigung zugänglich sind. Die hinteren Enden einer senkrechten Reihe der
Rohre 16 sind an je eine senkrechte rohrförmige Kammer 2o angeschlossen. Die Kammern
2o münden mit ihren unteren Enden in eine Wassertrommel 21, mit der der Wasserraum
der Trommel 18 durch Rohre 22 in Verbindung steht.
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Der im wärmeaufnehmenden Teil des geschlossenen Kreislaufes erzeugte
Heizmitteldampf scheidet sich in der Zwischentromrne14 aus und strömt durch eine
Steigleitung 23 (Fig. i) zu den Mantelrohren. Die Ringräume 24 der Mantelrohre 8
stehen am vorderen Ende durch Rohrnippel 25 und am. hinteren Ende durch Rohrnippel
26 untereinander in Verbindung. Von dem hinteren Ende .der unteren Reihe
der Mantelrohre 8 führen Rücklaufrohre 27 zum Grundring i. Diese Rücklaufrohre sind
durch die senkrechten Teile der Verdampferrohre 6 gegen den Feuerraum abgeschirmt.
Der in den Innenrohren 16 der Mantelrohre 8 mittelbar erzeugte Dampf strömt zur
Trommel 18 und wird aus dieser durch eine Leitung 28 dem Überh.itz.er 7 zugeführt,
von dem er .durch eine nicht gezeichnete Leitung zur Verbrauchsstelle geht: Das
Heizmittel führt also einen geschlossenen Kreislauf von den Verdampferrohren zu
den Mantelrohren und zurück zu den Verdampferrohren aus. Der in den Verdampferrohren
erzeugte und in der Zwischentrommel 4 ausgeschiedene Heizdampf gibt beim Durchströmen
durch die Ringräume -der Mantelrohre 8 Wärme an das durch die Innenrohre 16 strömende
Wasser ab. Gleichzeitig wird von den die Mantelrohre 8 bestreichenden Heizgasen
weitere Wärme durch die Mantelrohre hindurch ,an den Heizdampf übertragen und von
diesem an das in den Innenrohren 16 strömende Wasser weitergeleitet. Das Verhältnis
der Heizflächen wird unter Berücksichtigung der auftretenden Temperaturen z. B.
durch Anordnung von Rippen an den Innenrohren so bemessen, daß der Heizdampf in
den Ringräumen der Mantelrohre kondensiert. Die Wärmeübertragung an das in den Innenrohren
16 zu verdampfende Wasser, aus dem der Betriebsdampf erzeugt wird, vollzieht sich
also unter sehr günstigen Bedingungen.