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Zwangdurchlaufkessel mit einer zwischen Verdampferteil und Überhitzer
angeordneten, zum Trennen von Dampf und Wasser dienenden beheizten Abscheidetrommel
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung und Beheizung einer zwischen Verdampferteil
und überhitzer angeordneten Abscheidetrommel bei Zwangdurchlaufkesseln.
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Bei Zwangdurchlaufkesseln ist es bekannt, zwischen dem Verdampferteil
und dem überhitzer eine Abscheidetrommel .anzuordnen, in der der Dampf von dem im
überschuß in den Verdampferteil eingespeisten Wasser getrennt wird. Diese Hilfstrommel
ist mit einem Wasserstandsregler zum Regeln der in den Verdampferteileingespeisten
Wassermenge sowie einem Abschlämmventil versehen. Bei einer bekannten Bauart eines
aderartigen, Dampferzeugers wind in den unteren Teil der Abseheidetrommel überhitzter
Dampf unter einem häheren Druck als der Kesseldruck mittels einer Pumpe eingeführt,
um eine Verdampfung des in der Abscheidetrommel befindlichen Wassers, herbeizuführen
und bei Belastungsschwankungen eine Speicherwirkung zu erhalten. Die Anordnung der
Pumpe erfordert einen dauernden Energieaufwand und macht die Anlage umständlich,
außerdem können von :dem Dampf, der durch die Pumpe unter höheren Druck gesetzt
wird; Salze aus dem einen größeren Salzgehalt aufweisenden Wasser :der Abscheidetrommel
mitgerissen werden und sich in -den überhitzerrohren -ablagern. Der Abscheidetrommel
wird hierbei noch Zusatzwasser :durch eine von der Speisewasserleitung abzweigende
Leitung zugeführt, so daß in das Rohrsystem des Verdampfers nur ein Teil der gesamten
Wassermenge eingespeist wird. Dies hat den Nachteil, daß bei Belastungsschwankungen
das in den Verdampferteil eingespeiste Wasser vollständig zur Verdampfung kommen
kann, wodurch in den Verdampferrohren schädliche Salzablagerungen auftreten. Enthält
das Speisewasser ,auch nur Spuren von Salzen, so brennt beim Verdampfen des ganzen
Wassers Kesselstein in den Rohren fest, der durch Ausspülen nicht mehr entfernt
werden kann. Bei vollständigem Verdampfendes Wassers im Rohrsystem des Verdampferteiles
wird daher die Betriebssicherheit des Kessels beeinträchtigt.
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Bei einer anderen bekannten Bauart eines Zwangdurchlaufdampferzeugers
ist die zwischen dem Verdampferteil und dem überhitzer angeordnete Abscheidetrommel
als Fliehkraftabscheider ausgebildet, in dem das den Verdampferteil verlassende
Dampf-Wasser-Gemisch getrennt wird. Bevor der abgeschiedene Dampf in die zum überhitzen
,führende Leitung eintritt, wird er über den Wasserspiegel des im unteren Teil des
Fliehkraftabscheiders befindlichen Wasserraumes geführt, so daß sich der Dampf hierbei
wieder mit salzhaltigem Wasser anreichern kann. Die Abscheidewirkung des Fliehkraftabscheiders
wird
dadurch zum Teil wieder aufgehoben. Die Abscheidetrommel ist nicht beheizt, so daß
sich der Wasserstand nicht in Abhängigkeit von der Dampftemperatur einstellen kann.
Das Fehlen einer Beheizung,der Abscheidetrommel hat den weiteren Nachteil, daß das
Cberschußwasser nicht zur Dampferzeugung ausgenutzt werden kann, sondern nach außen
abgeführt wird. Es wird daher nur ein Teil des eingespeisten Wassers zur Dampferzeugung
verwendet, während das gesamte überschußwasser abläuft, dessen Wärme auch durch
Zwischenschaltung von Wärmeaustauschern nur teilweise ausgenutzt werden kann. Dieser
bekannte Kessel hat daher einen, geringeren Wirkungsgrad.
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Die Nachteile dieser bekannten Bauarten der Zwangdurchlaufdampferzeugerwerden
gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Abscheidetrommel mit einer von überhititem
Dampf durchströmten Heizschlange sowie einem ständig geöffneten Abschlämmventil
versehen ist und daß die ihr zugeführte zusätzliche Wassermenge vorher durch das
gesamte Rohrsystem des Verdampferteiles strömt. Zum Unterschied von den bekannten
Bauarten wird der nicht verdampfte Teil des in den Verdampferteil eingespeisten
Wassers der Abscheidetrommel zugeführt und infolge deren Beheizung durch die von
überhitztem Dampf durchströmte Heizschlange zum überwiegenden Teil zur Dampferzeugung
ausgenutzt, !da durch das- Abschlä.mmventil der Hilfstrommel nur die geringe, einen
höheren Salzgehalt aufweisende Wassermenge abfließt. Die Rohre des Verdampferteiles
erhalten stets mehr Wasser, als in der Ver-:dampferheizfläche verdampfen kann, so
daß hier keine vollständige Verdampfung und auch keine Salzablagerung auftreten
kann. Das in die Abscheidetrommel gelangende Überschußwasser des Dampf-Wasser-Gemisches
tvird hier verdampft und gelangt zusammen mit dem aus dem Verdampferteil austretenden
Saftdampf in den Überhitzer. Die mit der Heizschlange versehene Abscheidetrommel
kann auch als Dampfkühler verwendet werden und ermöglicht eine zusätzliche Temperaturregelung
für den Heißdampf, dessen unmittelbare Berührung mit dem Wasser der Abscheidetrommel
vermieden ist. Da das eingespeiste Wasser in der Verdampferheizfläche nicht vollständig
verdampft, so kann diese als Strahlungsheizfläche ausgebildet und mit den höchsten
Temperaturen beheizt werden, wobei ein besonderer >übergangsfeil, der bei den bisher
bekannten Bauarten der Zwangdurchlaufdampferzeuger im Gebiet niedriger Rauchgastemperatur
angeordnet wird und zur Herbeiführung der restlosen Verdampfung nicht entbehrt werden
kann, überflüssig wird, was den Aufbau des Dampferzeugers vereinfacht. Man ist daher
in der baulichen Ausgestaltung -des Verdampferteiles völlig frei und kann diesen
so anordnen, daß die beste Wärmeausnutzung der Feuerung erzielt wird.
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Wegen des im Überhitzer auftretenden Druckabfalles herrscht in der
Abscheidetrommel ein höherer Druck als im überhitzer. Da der überhitzte Dampf in
einer Heizschlange durch die Abscheidetrommel geführt wird, so braucht der Druckunterschied
nicht durch eine Pumpe ausgeglichen zu werden. Die Führung des Heißdampfes durch
die Heizschlange bewirkt eine Verdampfung des in der Abscheidetrommel befindlichen
Wassers durch Oberflächenwärm@ea.ustausch, wobei das mit Salzen angereicherte Wasser
nicht wie beim unmittelbaren Einblasen von Heißdampf zum Schäumen kommt, so daß
das Arbeiten des mit einem Schwimmer versehenen Speisewasserreglers nicht gestört
wird. Der mit dem Abschlämmventil versehene Boden der Hilfstrommel kann :dicht unter
der Heizschlange angeordnet werden, wodurch die Abmessungen der Abscheidetrommel
verkleinert werden und eine Ersparnis wertvoller Werkstoffe erreicht wird. Bei dem
bekannten Einblasen von Heißdampf ist ein sicheres Ansprechen des Spesewasserreglers
infolge des auftretenden starken Schäumens des Wassers nicht zu erreichen. Durch
die Verdampfung des in der Abscheidetrommel befindlichen Wassers infolge Beheizung
durch den überhitzten Dampf wird der Wasserstand dauernd geändert und damit das
arbeiten des die Speisewassermenge regelnden Wasserstandsreglers gesichert. Dieses
Ändern des Wasserstandes wird noch durch das dauernd geöffnete Abschlämmventil unterstützt,
so daß auch bei niedrigen, für eine Verdampfung des Wassers nicht ausreichenden
Temperaturen des überhitzten Dampfes der Wasserstand in der Abscheidetrommel abgesenkt
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sinnbildlich
dargestellt. Der z. B. als Strahlungsheizfläche ausgebildete Verdampferteil a eines
Zwangdurchlaufkessels, der von :der Speisewasserpumpe i gespeist wird, ist an das
obere Ende einer Abscheidetrornmel c angeschlossen, die vor den überhitzer b geschaltet
ist. In dem unteren, Wasser enthaltenden Teil der Hilfstrommel c ist eine Rohrschlange
e angeordnet, die über die Leitung d und das regelbare Ventil ä mit dem überhitzer
b verbunden ist. Das Ventil g, ist zweckmäßig als Dreiwegehahn ausgebildet und stellt
die Verbindung zu einer die Rohrschlange e -umgehenden, in die Verbraucherleitung
in mündenden Rohrleitung/ mit der zum überhitzer führenden Leitung d her.
In der Abscheidetrommel c ist ein in
Abhängigkeit vom Wasserstand
wirkender, z. B. mit einem Schwimmer Versehener Regler lt ,angebracht, der die Speisewassermenge
steuert. Am unteren Ende der Hilfstrommel c ist ein Abschlämmventil h vorgesehen,
das beim Betrieb dauerndetwas geöffnet ist.
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Je nach Einstellung des Regelventils g wird in die Heizschlange e
mehr oder weniger überhitzter Dampf geleitet, der eine höhere Temperatur hat als
das in der Abscheidetrommel c befindliche, etwa ,auf Siedetemperatur erhitzte Wasser.
Infolge der durch den überhitzten Dampf bewirkten Wärmezuführung verdampft das in
@.der Abscheidetrommel e befindliche Wasser teilweise, so @daß,der Wasserstand .absinkt.
Es kann deshalb der. Speiseregler.la ansprechen, wodurch die :dem Verdarnpferteil
zugeführte Wassermenge erhöht -wird. Die Beeinflussung des Wa;sserstandes in der
Abscheidetrommel c durch Verdampfen wird noch durch das dauernde Abschlämmen mittels
des Ablaßventils k unterstützt, so @daß der Speiseregler.lt stets mit Sicherheit
zum Ansprechen kommt und genügende Wassermengen in den Verdampferteila eingespeist
werden, so daß in diesem eine völlige Verdampfung des Wassers nicht eintritt.
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Dias vor der -Heizschlangee angeordnete Regelventil,g kann in Abhängigkeit
von der Dampftemperatur in der Verbrauchsleitung m. gesteuert werden. Die im Flüssigkeitsteil
der Absicheidetrommel c befindliche Heizschlange e wirkt dann ,als Dampfkühler,
wodurch die Dampftemperatur geregelt wird. Wenn der Dampf durch :den überhitzer
b nicht genügend hoch überhitzt wird, kann in an sich bekann: ter Weise hinter die
Heizschlangee ein weiterer überhitzer geschaltet werden.