DE689767C

DE689767C - Zwei- oder Mehrtrommelwasserrohrkessel

Info

Publication number: DE689767C
Application number: DE1936J0056134
Authority: DE
Inventors: Oskar Jebens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-10-13
Filing date: 1936-10-13
Publication date: 1940-04-04

Description

Bei den bisher bekannten Wasserrohrkesseln, die mit natürlichem Umlauf arbeiten, ist der Überhitzer zwischen einem dem Feuerraum zugekehrten Steigerohr- und einem Falkohrbündel angeordnet und ruft dadurch den für einen ge-. ordneten Wasserumlauf nötigen Temperatursprung zwischen diesen beiden Rohrbündeln hervor. Für den Ausbau des Überhitzers, der nach einer Stirnseite des Kessels zu erfolgt,- ist ein genügend großer Abstand von dem nächsten Kessel bzw. dem Schott vorzusehen. Durch diesen notwendigen Abstand wird die Länge eines Kesselraumes häufig: über das sonst erforderliche Maß hinaus -vergrößert.

Es ist möglich, diese Länge zu verkleinern, wenn man zu einer Kesselbauart übergeht, die einen Ausbau des Überhitzers nach oben oder unten ermöglicht. Ebenfalls kann die Länge des Kesselraumes verkleinert werden, wenn man

20-den Überhitzer in gebogener Form anordnet, so daß infolge des Ausbaues des Überhitzers auf einen Kreisbogen eine Verminderung des für den Ausbau nötigen Raumes eintritt. Ein bekannter Vorschlag in dieser Richtung zeigt

einen leicht gebogenen Überhitzer und dieser gebogenen Form entsprechend eine Anordnung der Steigerohre und der Fallrohre derart, daß die äußeren, das heißt die nach dem Feuerraum zu gelegenen und die nach dem Heizgaszug zu gelegenen Rohrreihen der Wasserrohrbündel in üblicher Weise einen geraden Verlauf zeigen, während durch Fortlassen von mehr oder weniger Rohren der dem Überhitzer näher gelegenen Rohrreihen die inneren Begrenzungen des Überhitzers eine der Form des Überhitzers angepaßte Bogenform erhalten. Sowohl das Steigerohr bündel als auch das Fallrohrbündel weisen also, in Kessellängsrichtung gesehen, eine verschiedene Dicke, gleich verschiedene Zahl der Rohrreihen auf. Diese Ausführungsart hat folgende Wirkungen: Den in der Längsrichtung in der Mitte massierten Steigerohren stehen an dieser" Stelle nur wenige Fallrohre gegenüber, und den nur wenigen Rohren an den Enden des Steigerohrbündels steht der größte Teil der Fallrohre gegenüber. Es muß also zwangsweise eine Strömung in der Längsrichtung der Untertrommel eintreten. Der Überhitzer ist an den Enden infolge der wenigen vorliegenden Steigerohre Heizgasen g_o

von hohen Temperaturen ausgesetzt und infolgedessen gefährdet. Bei gegebener Gesamtbreite von Steigerohrbündel, Überhitzer und Fallrohrbündel ist nur eine geringe Krümmung des Überhitzers möglich, da mindestens eine parallel zu den Trommeln verlaufende Rohrreihe vor allem im Steigerohrbündel über die ganze Länge durchgeführt werden muß.

Durch die Erfindung wird nunmehr ein Kessel ίο geschaffen, der für hohe Belastungen und hohe Drücke bei hohen Feuerraumtemperaturen geeignet ist. Dabei wird durch die der Erfindung entsprechenden Maßnahmen die Möglichkeit geschaffen, den für den Ausbau des Überhitzers nötigen Raum sehr viel mehr zu beschränken als bei der bekannten Ausführungsart.

Gemäß der Erfindung besteht bei einem Zweioder Mehrtrommelwasserrohrkessel mit einem zwischen einem Steige- und einem Fallrohrbündel angeordneten gebogenen, über die ganze Trommellänge gleich breiten, in den Zwischenräumen zweier benachbarter Kessel seitlich herausziehbaren Überhitzer das Steigerohrbündel und das Fallrohrbündel aus einer in jedem einzelnen Rohrbündel über die ganze Kessellänge gleichen Anzahl von gebogenen Reihen von Rohren, wobei die an den Enden der einzelnen Rohrreihen befindlichen Rohre am weitesten nach dem Feuerraum zu angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung wird erreicht, daß in jedem Querschnitt des Kessels, in Richtung der strömenden Heizgase aufeinanderfolgend, die Dicke des Steigerohrbündels, die des Überhitzers und die des Fallrohrbündels gleich ist. Der Überhitzer ist also auf seiner ganzen . Länge gleichmäßig gut gegen die Einwirkung zu heißer Heizgase geschützt. Die Rohrbündel selbst, deren Rohrreihen nunmehr nicht mehr parallel zu den Trommeln, sondern in Form eines Kreisbogens verlaufen, können verhältnismäßig stark gekrümmt sein. Außerdem stehen jedem Steigerohrteil jeweils dieselbe Zahl von Fallrohren gegenüber. Eine Strömung in der Längsrichtung der Untertrommel ist also weitgehend vermieden, so daß hohe Umlaufgeschwindigkeiten und starke Dampferzeugung bei hohem Druck zugelassen werden können, ohne daß durch eine Strömung in der Längsrichtung der Untertrommel einzelne Steigerohre hinsichtlich der Wasserversorgung gefährdet sind.

Die den Enden des Steigerohrbündels zu gelegenen Rohre, die bei dieser Bauart eine größere Länge haben als die mehr in der Mitte gelegenen Steigerohre, haben dabei entsprechend ihrer größeren Länge zwar einen größeren Widerstand, der an sich umlaufhemmend wirken würde. Maßgebend für den Umlauf in einem Rohr ist jedoch die Wassereintrittsgeschwindigkeit in das einzelne Rohr, die abhängig ist von der Summe der Strömungsverluste und dem Gewicht der Wasser- bzw. Wasserdampfsäule in dem Rohr.

Gleiche Beheizung der Rohre I und II vorausgesetzt, ergibt sich, daß das Produkt h ■ γ, worin h die Gesamthöhe der Wassersäule darstellt, bei den längeren Rohren erheblich geringer ist als bei den kürzeren Rohren. Dieser Umstand ist zurückzuführen auf das frühere Einsetzen der Verdampfung in den längeren Rohren infolge der größeren Wärmeaufnahme; diese wirkt sich dahin aus, daß ein geringerer Höhenanteil in den längeren Rohren mit Wasser und ein größerer mit Dampf-bzw. Wasser-Dampf-Gemisch von geringerem spezifischem Gewicht als das Wasser gefüllt ist als bei den kürzeren.

DieZusammenrechnung von Widerstand durch Strömungsverluste und durch Gewicht der Wasserbzw. Dampfsäule ergibt, daß, gleiche Beheizung der Rohre vorausgesetzt, die Wassereintrittsgeschwindigkeit in den längeren, also den äußeren Rohren der Rohrreihen größer ist als in den kürzeren Rohren. Nun kann angenommen werden, daß die Beheizung der äußeren Rohre nicht vollständig den Wert erreicht, den die inneren Rohre haben. Wenn zum Beispiel angenommen wird, daß die Beheizung des äußeren Rohres den verhältnismäßig hohen Wert von 80% eines inneren Rohres annimmt, so ist bei einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit eine Strömung in Längsrichtung der Untertrommel praktisch bereits vermieden. Durch entsprechende Wahl der Umlaufgeschwindigkeit und der die Beheizung der einzelnen Rohre beeinflussenden Gestaltung des Kessels und der Feuerung kann die Wassereintrittsgeschwindigkeit der Rohre einander vollständig angeglichen werden, so daß keinerlei Strömung in Längsrichtung der Untertrommel auftritt. Damit ist der der Erfindung entsprechende, mit zur Ersparnis von Ausbaulänge gebogenem Überhitzer versehene Kessel ohne weiteres für hohe Belastung verwendbar, bei gleichzeitig gegenüber dem Bekannten sehr viel größerer Raumersparnis.

. Noch mehr Raum läßt sich_t zwischen den Kesseln sparen, wenn der Überhitzer in an sich bekannter Weise in der Mitte geteilt wird, so daß sich nach jeder Seite eine Hälfte herausziehen läßt.

In den Abb. 1 und 2 ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar für einen gemäß Anspruch 2 in der Mitte unterteilten Überhitzer. Abb. 1 stellt einen senkrechten Schnitt durch einen Wasserrohrkessel mit beispielsweise drei Trommeln dar und Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie B-B der Abb 1.

Mit ι ist die Obertrommel, mit 2 die Untertrommel und mit 3 eine Zwischentrommel bezeichnet. 4 ist ein Strahlungsrohrbündel, 5 ein Rohrbündel, das die Zwischentrommel 3 mit der Untertrommel 2 verbindet, 6 das Steige-

rohrbündel und 7 das Fallrohrbündel. Zwischen diesen beiden ist der Überhitzer in zwei Teilen 8 und 8' angeordnet mit denVorlagen 9 bzw. 9'. Hinter dem Fallrohrbündel 7 folgt der Rauchfang 10, in dem in üblicher Weise Luftvorwärmer usw. angeordnet sein können. Die Stirnwände des Kessels sind mit 11 und 11' bezeichnet.

Erfindungsgemäß sind-die Rohrbündel 6 und 7 sowie der zwischen ihnen liegende Überhitzer 8,. 8' in gebogener Form angeordnet. Der Überhitzer oder, wie dargestellt, die beiden Uberhitzerteile werden gewissermaßen aus den Kesseln herausgedreht, wie an dem Überhitzerteil 8 in Abb. 2 gezeigt. _ Der Halbmesser R des Bogens des Überhitzers kann dabei so gewählt werden, daß ein Ausbau gerade erfolgen kann, ohne daß die Vorlage 9 des Überhitzers die Stirnwand 11 berührt.

Neben der großen Ersparnis an Heizraumlänge, ist noch die Anordnung des Steigerohrbündels 6 in Bogenform günstig hinsichtlich der Reflexion der Strahlungswärme vom Rohrbündel 6 auf das Strahlungsrohrbündel 4.

Claims

Patentansprüche:

ι. Zwei- oder Mehrtrommelwasserrohrkessel mit einem zwischen einem Steige- und einem Fallrohrbündel angeordneten gebogenen, über die ganze Trommellänge gleich breiten, in den Zwischenraum zweier benachbarter Kessel seitlich herausziehbaren Überhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigerohrbündel (6) und das Fallrohrbündel (7) aus einer in jedem einzelnen Rohrbündel über die ganze Kessellänge gleichen Anzahl von gebogenen Reihen von Rohren besteht und die' an den Enden der einzelnen Rohrreihen befindlichen Rohre am weitesten nach dem Feuerraum zu angeordnet sind. Ι«
2. Zwei- oder Mehrtrommelwasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den aus der jeweils gleichen Anzahl von Rohrreihen bestehenden Steige- undFallrohrbündeln befindliche Über- ⁴S hitzer (8, 8') in der Mitte geteilt ist und jeder Überhitzerteil an seinem äußeren Ende besondere Sammelkammern (9, 9') hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen