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Dampferzeuger mit Zwangumlauf Es ist bereits bekannt, den WasserInhalt
eines Dampferzeugers zur Verstärkung des Wasserumlaufs mit Hilfeeiner Pumpez-,vangläufig
umzuwälzen. Die Pumpe entnimmt das Umlaufwasser meistens der oberen Trommel und
drückt es in die Untertrommel bzw. in entsprechende Sammelkästen. hinein, von wo
die Siedexahre abgeführt sind. Bei dieser einfachsten, Baufermeines Dampferzeugers
mit Zwangumlauf ist es nur schwer möglich, alle Siederohre gleichmäßig mit Wasser
zu beschicken, so daß das eine oder das andere Rohr unter Wassermangel leiden kann.
Das kann infolge örtlicher überhitzun.g zu einem Aufreißen des Rohres oder zu Korrosionen
infolge Zersetzung des Dampfes führen;; beides ist aber für die Betriebssicherheit
des Dampferzeugers von nachteiliger Wirkung.
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Man hat daher bereits vorgeschlagen, in die Eintrittsenden der Siederohre
Düsen oder aus mehreren Drosselscheiben bestehende Drosseleinsätze mit wesentlich
kleinerem Querschnitt .als dem des Rohres einzubauen. Durch diese Anordnungen wird
zwar eine gleichmäßige Verteilung dies Umlaufwassers über die Siederohre :erreicht,
zugleich aber eine sehr starke Verengung des Einl.aufquerschnittes jedes Siederohres
hervorgerufenund daher dem Wässerdurchlauf großer Widerstand geboten. Damit ist
die Gefahr verbunden, daß bei einem Versagen der Umwälzpum,pe die Siederohre fast
ganz vom Wasserzulauf abgeschnitten und dadurch außerordentlich gefährdet sind.
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Es sind auch Dampferzeuger belanntgeworden, die mit Zwangumlauf und
natürlichem Umlauf arbeiten können, aber keine Regelung der Verteilung des Wassers
auf die einzelnen Rohrstränge besitzen.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Dampferzeuger mit Zwang umlauf
des Arbeitsmittels in ansteigenden, für natürlichen Umlauf eingerichteten Siederohren,
vor denen aber zur gleichmäßigen Verteilung des Arbeitsmittels Stauvorrichtungen
eingebaut sind. Gegenüber dem Bekannten besteht das erfinderische Merkmal nun darin,
daß die Stauvorrichtungen, beispielsweise mehrere hintereinandergeschaltete Scheiben
mit scharfran:digen üffnungen, gleichen .freien Quer-.schnitt wie die Siederohre
haben imd bei den bei Zwangumlauf 'herrschenden G:eschwindigke;iten eine für die
gleichmäßige Verteilung dies Wassers ausreichende Stauwirkung, bei den bei natürlichem
Umlauf herrschenden Geschwindigkeiten aber nur geringe Stauwirkung .ergeben. Diese
Anordnung hat den Vorteil, daß .einerseits bei Betrieb des Dam:p.ferzeugersmit Zwangumlauf
:eine gleichmäßige Verteilung des Umlaufwassers auf die einzelnen Rohrstränge ge«-ährleistet
ist, andererseits
der natürliche Umlauf des Wassers bei Störung
des Ztvangumlaufes nicht gehindert wird, so daß in letzterem Falle der Dampferzeu:ger
ohne Gefahr in Betrieb gehalten werden kann.
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In Ausführung des Erfindungsgedankens sind die Eintrittsenden der
Siederohre an eine Längswand von Verteilerkästen angeschlossen, die durch eine mittlere
Längswand in zwei Räume geteilt sind. Von diesen beiden Räumen ist der eine Raum
an die Druckleitung der Umwälzpumpe angeschlossen und der andere Raum durch Querwände
inKammern eingeteilt, die zum Anschließen eines Siederohrendes dienen und durch
Öffnungen in der Trennwand mit dem anderen, an die Druckleitung der Umwälzpumpe
angeschiossenien Raum in Verbindung stehen, wobel die Stauvorrichtungen, wie Stauscheiben,
Gitt,. r, Füllkörper o. d11., in die Öffnungen der Trennwand eingebaut sind.
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Weiterhin können als Stauvorrichtung n in den Öffnungen der Tretkin
vand des Ver tei-Iungskastens topfförmige Einsätze eingebaut sein:, deren Deckel
mit einer mittleren Durchtrittsöffnung innerhalb eines Staurandes und deren Boden
mit einer zwischen einem Staurand. und einer Stauscheibe gebildeten kreisförmigen
Durchtrittsöffnung versehen sind. In Dampferzeugern, bei denen in bekannter Weise
zwischen je einer Umwälzpumpe und mehreren Verteilkästen der Siederohre ein Ztvischenverteilerkasten
angeordnet ist, kann der Zwischenverteilh,asten ebenso ausgehildet sein, wie die
Verteilerkästen. für die Siederohre, wobei darin jede Kammer des Zwischenverteilers
mit einem Siederohrvcrteilkasten verbunden und der Zuführungsraum dies Zwischenverteilers
an die Umwälzpumpe angeschlossen ist.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausfübrttngsbeispiel des Dampferzeugers
nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt de tf Dampferzeuger in s2nkreclitem Längsschnitt.
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Ahb.2 zeigt einen warigerechten Querschnitt dazu oberhalb der Verteilerkästen.
Abb.3 zeit einen waagerechten Querschnitt dazu mit einem Z:vischeiiverteilerkasten.
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Abb.4 zeigt einen «-aagel-ecliteti Teilschnitt durch einen Verteilerkasten
in größerem Maßstab.
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Der Dampferzeuger hestelit aus den Sied,eroh.ren i und der C?hertromniel
2. Von letzterer führen die Fallrohre3 zur UmwälzpumpeA und von dieser die Zuleitungsrobre4
bzw. 5 zu den Eintrittsenden der Siederohre i zurück. Zwischen die Zuleitungsrohre
d. und die Eintrittsenden der Siederohre i sind die Verteilerkästen B eingeschaltet.
Diese sind durch eine mittlere Längswand 6 in zwei Räume geteilt. Der eine Raum
ist durch Que rwänd@e 7 in Kammern eingeteilt, von deren jeder ein Siederohr i ausgeht.
Der andere Ramm ist an die Zuleitung-[ an-eschlossen. In der Trennwand 6 befinden
sich die Öffnungen, in die topfartige Einsätze C eingebaut sind, deren Deckel innerhall)
eines Staurandes 5 eine mittlere Durchtrittsöffnung u.r.d deren Boden zwischen einem
Staurand 9 und einer Stauscheibe io eine kreisringförmige Durchtrittsöffnung enthält.
Der Querschnitt der Durchtrittsöffnungen ist cttva gleich dem freien Querschnitt
der Siederohre i. In der Rückwand der Verteilerkästen sind gegenüber den Einsätzen
C Öffnungen mit Verschlüssen i i angeordnet.
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Die Umht-älzpunipe.d bann, wie üblich, in mehrere Einheiten a zerlegt
sein (Ahb. 2), die jede für sich angetrieben oller gekuppelt oder auf einer gemeinsamen
Welle aihgeordne.t sein können. Von jeder Pumpeneinheit a führt dann ein Zuleitungsrohr
q. zu einem Verteilerkast:enB. Es kann aber auch die Anordnung so getroffen werden
(A131).3), da ß für mehrere Verteilerkästen B ein: Punipei::einlieit.-1 vorhanden
ist. In diesen Falle :@-ird die Zuführungsleitung 5 in bekannter Weise an einen
Zu-isclienverteil-erlkasten D angeschlossen, der ebenso ausgebildet ist die VerteilerkästeuB
für die Siederohre. An die einzelnen Kammern des Zwischenverteilers D wird dann
je ein Verteilerkasten B mittels der Zuführungsleitung .d angeschlossen.
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Um beim Versagen der UmwälzptnnpcA einen gewissen Wasserumlauf aufrechtzuerhalten,
ist üi der üblichen. Weise zwischen den Fallrohren 3 und den Zuführungsrohren. die
Umgehungsleitung i i eingeschaltet, deren Absperrvorrichtung 12 beire Versagen der
Pumpe von Hand oder selbsttätig geöffnet wird. Bei Anordnung eines Zwischenverteilers
in der Zuführung von der Uinwälzpumpe wird die Umgehungsleitung zweckmäßig an die
Verbindungsrohre zwischen dein Zwischenverteiler und den Verteilerkästen :ingeschlossen,
um außer dem Widerstand der Uinhvälzpu-iiipe auch den Widerstand des Zwischenverteilers
auszuschalten.
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Die Uniwälzpunipe--1 drückt das Wasseiin die Verteilerß, von denen
die Siederohre i abgeführt sind. Die Zahl dieser Verteilci.-richtet sich nach Größe
und Anordnung; des D.anipferzeugers. In der Zeichnung sind drei derartige Verteiler
dargestellt. Da das Wasser von der Umwälzpumpe her in die Hauptkammer des Verteilerkastens
eintritt, die Siederohre .aber an die Nebenkanirnern angeschlossen sind, die von
der Hauptkammer durch die Stativorriclitungen C getrennt sind.
so
muß das Wasser, bevor es zu den Siederohren gelangen kann, diese Stauvorrichtungen
durchlaufen. Der Querschnitt der Stauvorrichtungen jeder Nebenkammer ist so bemessen,
daß @er etwa gleich demjenigen der angeschlossenen Siederohre ist. Bildet man die
Stauvorrichtungen,, wie dargestellt, als scharfrandige öffnungen aus, so wird in
diesen öffivungen ein von dem Quadrat der Durchtrittsgeschwindigkeit abhängiger
Druckabfall erzielt; durch Hintereinanderschalten mehrerer solcher Stauscheiben
kann man die Höhe des Druckabfalles so bemessen. daß er bei Zwangutnlauf eine für
die gleichmäßige Verteilung ausreichende Stauwirkung und bei natürlichem Umlauf
nur geringe Stauwirkung ergibt. Natürlich kann eine solche Stauvorrichtung auch
in anderer Form als in derjenigen einer scharfrandigen Mündung ausgeführt werden,
beispielsweise als Gitter oder mittels Füllkörper, dann sogar mit noch größerem
Querschnitt.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung soll den Vorteil ergeben, d.aß
bei einem Versagen der Umwälzpumpe dem natürlichen Wasserumlauf keine erheblichen
Widerstände entgegenstehen. Bei Siederohren, 'deren Eintrittsöffnungen durch Düsen
verengt sind, ist dagegen der Zulauf durch natürliche Umlaufbewegung verschwindend
klein. Bei den Stauvorrichtungen gemäß der Erfindung tritt deren Widerstand bei
natürlichem Umlauf fast nicht in Erscheinung, da bei viel niedrigeren Geschwindigkeiten
des natürlichen Wasserumlaufes der Druckabfall an den beispielsweise als scharfrandige
Öffnungen ausgeführten Drosselvorrichtungen verschwindend klein wird. Ein nach der
Erfindung aufgebauter Dampferzeuger soll zwar nicht dem Betrieb mit natürlichem
Umlauf dienen, er kann damit aber im Gegensatz zu einem Umlaufdampferzeuger mit
engen Eintrittsdüsen. gefahrlos längere Zeit betrieben w°rden; es steht also zum
Abstellen der Feuerung nun.tnehr die nötige Zeit zur Verfügung. Selbst die in der
Feuierraumausmauierung aufgespeicherte Wärme kann dem Dampferzeuger nicht mehr schaden.
Der bei einer Störung der Pumpe einsetzende natürliche Umlauf führt das Wasser durch
die Pumpe hindurch. Wenn zur Förderung der Wassergeschwindigkeit eine Umgehungsleitung
vorgesehen. ist, die von Hand oder selbsttätig bei Stillstand der Umwälzpumpe eingeschaltet
wird und nunmehr das Wasser von der Obertr omm.el her den Verteilerkästen direkt
zuführt, kann der Dampferzeuger sogar längere Zeit mit natürlichem Umlauf arbeiten.