DE7306835U - Naturumlauf Wasserrohrkessel - Google Patents

Description

Dr.-Ing. Heinrich Vorkauf Berlin, den 21. Februar 1973

1000 Berlin 33 Ga/Bu

Davoser Str. 2 b E 219 Naturumlauf-Wasserrohrkessel

Die Neuerung bezieht sich auf einen werksmontierbaren Naturumlauf-Wasserrohrkessel mit einem von den Heizgasen längsdurchströmten Feuerraum und einem daran anschließenden, vom Feuerraum durch eine mit Gasdurchtrinen versehene Trennwand abgetelten Berührungsteil, wobei der Feuerraum und der BerUhrungsteil auf ganzer Länge am Boden, an den Seitenwänden und an der Decke von im wesentlichen eine L-Form aufweisenden, gleichartig ausgebildeten, mit einem unteren Verteiler und einem oberen Sammler verbundenen Rohren verkleidet sind.

Derartige Wasserrohr kesse I sind beispielsweise durch die DT-PS 1 244 804 oder die DL-PS 39 390 bekanntgeworden. Hierbei sind im BerUhrungsteil im einen Fall den Zugquerschnitt ausfüllende Rohre abwechselnd an den Seitenwand- bzw. an den Boden- und decke nse it igen Rohrstrecken der L-förmigen Rohre angeschlossen, im anderen Fall sind die den Zugquerschnitt ausfüllenden Rohre nur an den boden- und deckenseitigen Rohrstrecken angeschlossen. Beiden bekannten Wasserrohrkesseln ist gemeinsam, daß die Heizgase im BerUhrungsteil im wesentlichen horizontal strömen. Dies hat zur Folge, daß die Wärmeaufnahme der Berührung*heIzf Iac her» sehr unterschiedlich ist. Wenn man zwei in einer lotrechten Ebene liegende L-förmige Rohre mit den daran angeschlossenen, den Zugquerschnitt ausfüllenden Rohren als ein Rohroder Heizflächenelement betrachtet, so wird beispielsweise in dem dem Feuerraum am nächsten liegenden Element zehnmal mehr Dampf erzeugt als in dem vom Feuerraum am weitesten entfernt liegenden Rohrelement.

Hierdurch ist es schwierig,einen Dampferzeuger tatsächlich aus gleichartigen Rohrelementen aufzubauen, da die unterschiedliche Dampferzeugung berücksichtigt werden muß, was verschiedenartige Rohrquerschnitte für einzelne Elemente selbst und für deren Zu- und Ableitungen erforderlich machen kann. Insofern treten auch Schwierigkeiten im Hinblick auf das Verteilersystem bzw. Sammlersystem in bezug auf die Zu- bzw. Ableitung des Arbeitsmittels auf.

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Ein waterer tankt, der be! den ο. α. bekannten Wasserrohrketseln nachteilig ist, ist die große Anzahl von Schweißverbindungen zwischen den lotrechten oder geneigten, den Zugquerschnitt ausfüllenden Rohren und den L-fttrmigen Rohren, so daß die einzelnen Elemente recht kostspielig werden. Ein weiterer Nachteil derart ausgebildeter Rohr- oder Heizflächenelemente Hegt darin, daß sie einmal ein recht starres Gebilde stad, so daß Schrumpfungen an den Verbindungutellen der geraden Rohre mit den Rohrstrecken der L-förmigen Rohre zu Rissen an den den Zugquerschnitt durchsetzenden Rohren führen können, und daß der Ausbau derartiger Elemente schwierig und umständlich ist, da immer einander gegenüberliegend« Rohrsrrecken miteinander verbunden sind.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Wasserrohrkessel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden werden; das heißt, der Wasserrohrkessel soll weitestgehend aus gleichartig ausgebildeten Rohr- oder Heizflächenelementen aufbaubar sein, eine unterschiedliche Dimensionierung von Zu- und Ableitungen zu und von den Elementen sowie dieser selbst soll vermieden werden, die Zahl der notwendigen Schweißverbindungen an den einzelnen Elementen soll wesentlich verringert werden, und die Ausbaubarkeit einzelner Heizflächen oder einzelner Elemente soll erleichtert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Wasserrohrkessel der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß im BerUhrungsteil an an den Seitenwänden liegenden Rohrstreeken der L-förmigen Rohre in den von diesen umschlossenen Raum hineinragende Heizflächen orbeltsmitteleln- und -austrittsseitig angeschlossen sind und wenigstens eine Trennwand angeordnet ist, die den BerUhrungsteil in zwei entgegengesetzt und im wesentlichen lotrecht durchströmte Züge unterteilt.

Durch die im wesentlichen lotrechte Gasströmung wird erreicht, daß die Wärmeaufnahme der BerUhrungsheizflächen im wesentlichen gleich groß ist, so daß Wasserrohrkessel verschiedener Leistung aus vorfertigbaren, auf Lager liegenden Elementen gebaut werden können, wobei in bestimmten Leistungsbereichen sich lediglich die Anzahl der Elemente ändert, ihre Gestalt und Abmessungen aber gleich bleiben.

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Durch den arbeitsmittelein- und -austrittsseitigen Anschluß von In den Zugquerschnitt hineinragenden Heizfillchenrohren an den Seitenwandrohrstrecken brauchen nur zwei Verbindungsstellen, nämiich die des zugehörigen L-förmigen Rohres, gelöst zu werden, um ein solches Teilelement aus dem Kessel herausnehmen zu können. Ferner vermindert sich die Anzahl der Schweißstellen für die Heizflächenrohre an den L-förmigen Rohren ganz wesentlich, ohne hierbei wärmeaufnehmende Fläche einzubüßen. Ein weiterer Vorteil liegt in der elastischeren Ausbitdung der Rohrelemente, da die den Zugquerschnitt durchsetzenden Rohre nicht an gegenüberliegenden Enden eingespannt sind.

Zu bemerken ist, daß die Gasführung von Bedeutung ist, und zwar sollen die Gase in dem dem Feuerraum zunächst liegenden BerUhrungszug von unten nach oben strömen, da hierdurch der Auftrieb in den in diesem Zug liegenden Heizflächen verbessert wird. Im folgenden Zug ftrömen die Gase von oben nach unten, wodurch ein geringerer Auftrieb erzeugt wird, d.h., die dort liegenden Heizflächen bekommen von Natur aus weniger Wasser, wogegen fUr die von höher temperierten Gasen durchströmten Heizflächen mehr Wasser zur Verfügung steht.

Weitere wesentliche Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Neuerung ergeben sich fUr den Fachmann am der folgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht des RohrgerUstteils des Wasserrohrkessels in schemafischer Darstellung.

Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch einen schematisch dargestellten Wasserrohr kesse I gemäß der Neuerung.

Fig. 3 zeigt die Frontwand des Wasserrohrkessels,
FIg. 4 eonen Schnitt nach der Linie IV - IV In der Fig. 2, Fig. 5 eine Ansieht der zweiten Trennwand und
Flg. 6 eine Ansicht der ersten Trennwand.

Der Naturumlauf-Dampferzeuger nach Fig. 1 und 2 hat einen Feuerraum 1, der von den Heizgasen in Längsrichtung durchströmt ist. An den Feuerraum 1 schließt ein BerUhrungsteil, der im Beispiel aus zwei ZUgen 2 und 2' besteht, an. Der Dampferzeuger hat eine längsliegende Dampfabscheidetromme! 3, von der Fallrohre 4 zu einem unteren bngsIlegenden Verteiler 5 führen, der sich über die gesamte Kessellänge erstreckt.

Feuerraum 1 und Berührungsteil 2, 2' sind auf ganzer Länge am Boden, an den Seitenwänden und an der Decke von L-förmigen Rohren 6 verkleidet, die alle an den Längsverleiler 5 und an einen oberen längsliegenden Sammler 7 angeschlossen sind, von dem Überströmrohre 8 zur DampfabscheidetrommeI 3 führen. Die an den Seitenwänden liegenden Rohrstrecken 6a sind I otrecht, während die am Boden bzw. an der Decke liegenden Rohrstrecken 6b bzw. 6c eine zum Sammler 7 hh gerichtete geringe Steigung haben.

Die Frontwand (Fig. 3) des Kessels ist auf ganzer Höhe zwischen den boden- und deckenseitigen Rohrstrecken 6b bzw. 6c von teils gerade durchlaufenden, teils um eine Brenneröffnung 9 herumgebogenen Rohren 10 verkleidet. Es soll bemerkt werden, daß dies die einzige Wand des gesamten Kessels sein kann, allenfalls kommt noch die Rückwand in Betracht, bei der Rohre wie die Rohre 10, Über die gesamte Höhe gerade zwischen den Rohrstrecken 6b, 6c durchlaufen. Sei entsprechender Sorgfalt lassen sich die vorher für gleichartig wie diese Wand ausgebildete Rohrelemente erwähnten Schwierigkeiten in bezug auf die Schweißverbindungen vermeiden.

Zwischen Feuerraum 1 und BerUhrungszug 2 ist ein« Trennwand (Fig. 6) angeordnet. Diese' Trennwand besteht auf dem grüßten Teil ihrer Höhe aus geraden miteinander dicht verbundenen Rohren 11, die von ehern zwischen die Seitenwandrohrstrecken 6a eingesetzten Querrohr 12 ausgehen und in die Rohrstrecke 6c an der Decke einmünden. Das Querrohr 12 wird über Zuleitungsrohre 13 vom Verteiler 5 bzw. von der bodenseitigen Rohrstrecke 6b her mit Wasser versorgt. Zwischen der Rohrstrecke 6b und dem Querrohr 12 ist Raum 14 für den Durchtritt der Gase in den BerUhrungszug 2 geschaffen. Die Zuleirunasrohre 13 können, wie das für das vom Verteiler 5 ausgehende Rohr gezeigt ist, mit Vorteil so ausgebildet sein, daß füir das Querrohr 12 eine gewisse Elastizität gegeben ist, so daß also die Rohre 11 nicht zu großen Spannungen unterworfen werden.

Im BerUhrungstell Ist eine zweite Trennwand (Flg. 5) vorgesehen, deren dichtgestellte Rohre 15 von den bodemeitigen Rohrstreckon ob ausgehen und in ein Querrohr 16 einmünden, das zwischen die Seitanwandrohrstrecken 6a eingesetzt ist. Von diesem Querrohr 16 fuhren vorzugsweise elastisch ausgebildete Ableitungsrohre 17 zum Sammler 7 bzw. zu der Rohrstrecke 6c an der Decke. Auch hier wird Raum 18 zwischen Querrohr 16 und Rohrsrreclce 6c fUr den Gasdurchtritt in den BerUhrungszug 2' geschaffen.

Beiden Trennwänden ist gemeinsam, daß von den Deckenrohntrecken 6c Verbindungsrohre 19 zu den Uberströmrohren 8 fuhren und daß der Sammler 7 mit dem Verteiler 5 durch unbeheizte Rücklaufrohre 20, deren Achsen in der von den Achsen der Trennwandrohre 11 bzw. 15 gebildeten Ebene liegen, verbunden sind.

Im aufwärts durchströmten BerUhrungszug 2 und im abwärts durchströmten BerUhrungszug 2' sind BerUhrungsheizflochen angeordnet, die den Zugquerschnitt durchsetzen. Diese Heizflächen sind (Fig. 4) im Beispiel aus U-förmigen Rohren 21 gebildet - anstelle von U-förmigen Rohren können auch mäander form ige Rohre vorgesehen sein -, die arbeitsmittel in- und -austrittsseitig an den Seitenwandrohrstrecken 6a der L-förmigen Rohre 6 beidseits einer Drosseloder Abschlussteile angeschlossen sind.

Um die Zuteilung von Wasser zu den hochbeheizten Flächen 21 im ersten Berührungszug 2 zu verbessern, kann im unteren Verteiler 5 eine Drossel- oder Abschlußscheibe 22 vorgesehen werden, die zwischen der Anschlußstelle der der Trennwand 11 zugehörigen Rohrstrecken 6a, 6b und der benachbarten Anschlußstelle der dem Feuerraum zugehörigen Rohrstrecken 6a, 6b am Verfeiler liegt. Insofern ht durch entsprechende Anordnung von Fall- bzw. RUcklaufrohren die Möglichkeit gegeben, diesen Heizflächen entsprechend ihrem Bedarf Wasser zuzuführen, und zwar unbeeinflußt durch den Wasserbedarf fUr die Rohre des Feuerraumes. Es kann von Vorteil sein, eine zweite Drossel- oder Abschlußstelle 22' dicht hinter den Anschlüssen der Rohrstrecken 6a, 6b der zweiten Trennwand 15 ebenfalls vorzusehen.

Weterhin kann es vorteilhaft sein, nicht nur im Bereich der Trennwände 11, 15 RUcklaufrohre 20, sondern auch noch an einigen anderen Stellen Über die Länge des Feuerraumes bzw. des BerUhrungsteils verteilt vorzusehen.

Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Trennwandelementekönnen natürlich auch vollkommen gleich ausgebildet werden, so daß fUr die Trennwand 15 das gleiche Element wie fUr die Trennwand 11, lediglich um 380° gedreht, verwendet werden kann.

Claims (12)

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   Berlin, den 21. Februar 1973 J?

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   Schutzansprüche

   Werksmontierbarer Naturumlauf-Wasserrohrkessel mit einem von den Heizgasen längsdurchströmten Feuerraum und einem daran anschließenden, vom Feuerraum durch eine mit Gasdurchtritten versehene Trennwand abgeteilten BerUhrungsteil, wobei der Feuerraum und der BerUhrungsteil auf ganzer Länge am Boden, an den Seitenwänden und an der Decke von im wesentlichen eine L-Form aufweisenden, gleichartig ausgebildeten, mit einem unteren Verteiler und einem oberen Sammler verbundenen Rohren verkleidet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im BerUhrungsteil (2, V) an an den Seitenwänden liegenden Rohrstrecken (6a) der L-förmigen Rohre (6) in den von diesen umschlossenen Raum hineinragende Heizflächen (21) arbeitsmittelein- und -ausrrittsseitig angeschlossen sind und wenigstens eine Trennwand (15) angeordnet ist, die den BerUhrungsteil in zwei entgegengesetzt und im wesentlichen lotrecht durchströmte ZUge (2,2') unterteilt.
2. 2. Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im BerUhrungsteil angeordneten Heizflächen aus U-förmig gebogenen Rohren gebildet sind.
3. 3. Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im BerUhrungsteil angeordneten Heizflächen aus mäanderförmig gebogenen Rohren gebildet sind.
4. 4. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtritte (14) h der Trennwand (11) zwischen Feuerraum (1) und BerUhrungsteil (2) im bodenseitigen Bereich angeordnet sind.
5. 5. Wasserrohrkess·I nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand· aus lotrechten Rohren (11, 15) gebildet sind, die sich nur über einen Teil der Höhe des von den L-förmigen Rohren (6) umfaßten lichten Querschnitts erstrecken.
6. 6. Wasserrohrkess·! nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, daß die lotrechten Rohre (U, 15) der Trennwände an ein die Seitenwandrohrstrecken (6o) verbindendes, mit Abstand von der boden- oder deckenseitigen Rohrstrecke (6b bzw. 6c) angeordnetes Rohr (12 bzw. 16) arbeitsmittelein- oder -ausrrittsseitig angeschlossen sind, das Über mehrere Zu- bzw.

   Ableitungsrohre (13 bzw. 17) mit der boden- bzw. deckenseifigen Rohrsrrecke (ob bzw. 6c) oder/jnd mit dem unteren Verteiler (5) bzw. oberen Sammler (7) verbunden i$t.
7. 7. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trennwände (11, 15) der obere Sammler (7) und untere Verteiler (5) durch ein unbeheiztes RUclclaufrohr (20) wasserseitig verbunden sind.
8. 8. Wasserrohrkessel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Rücklaufrohres (20) in der von den Achsen der Trennwandrohre (11, 15) gebildeten Ebene liegt.
9. 9. Wasserrohrkessel noch einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Verteiler (5) mit einer Drossel- oder Abschlußscheibe (22) versehen ist, die zwischen der Anschlußstelle der der Trennwand (11) zwischen Feuerraum (1) und BerUhrungsteil (2) zugehörigen L-förmigen Rohrstrecken (6a, ob) und der benachbarten Anschlußstelle für dam Feuerraum (1) zugeordnete L-förmige Rohrstrecken (6a, 6b) liegt.
10. 10. WasserrohricesseI nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine langsliegende Dampfabscheide trommel (3) vorhanden ist, die im wesentlichen auf der dem unteren Verteiler (5) zugewandten Kesselseite liegt.
11. 11. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Sammler (7) Über Uberhubrohre (8) mit der Dampfabscheide trommel (3) verbunden ist.
12. 12. Wasserrohrkessel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von decke nse it ige η Rohrstrecken (6c) Verbindungsrohre (19) zu den Überhubrohren (8) fuhren.