DE747522C - Heizflaeche, insbesondere fuer Zwanglaufdampferzeuger mit hochbelastetem Feuerraum und UEberdruckfeuerung - Google Patents

Description

• Heizfläche, insbesondere für Zwanglaufdampferzeuger mit hochbelastetem Feuerraum und Überdruckfeuerung Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Heizfläche für Zwanglaufdampferzeuger zu schaffen, bei denen die die Heizfläche bildenden, parallel geschalteten $ohrschlangen in den Ringraum zwischen zwei gleichachsig angeordneten Gehäusemänteln abwechselnd von außen nach innen und von innen nach außen gewunden sind und senkrecht oder nahezu senkrecht von den Heizgasen angeströmt werden. Die Heizfläche ist besonders für Zwanglaufdampferzeuger mit hochbelastetem Feuerraum und Überdruckfeuerung bestimmt, wobei der ringförmige Feuerraum dem aus zwei gleichachsiggn Mänteln bestehenden Dampferzeugergehäuse unmittelbar vorgeschaltet ist. Durch Aufladung des Feuerraums sollen derartige Dampferzeuger mit sehr hohen Rauchgasgeschwindigkeiten betrieben werden. Die Heizfläche muß daher so ausgebildet werden, daß die freien Gasquerschnitte zwischen den Rohrschlangen entsprechend klein gehalten werden können.
• Bei den bisher bekanntgewordenen Heizflächen dieser Art sind die Rohrschlangen zwischen den Krümmern mit radial liegenden geraden Rohrstücken ausgeführt. Dabei können sich nun aber Wasser- bzw. dampfseitige Druckverluste ergeben, und zwar besonders dann, wenn kleine Rohrteilungen, gemessen quer zur Strömungsrichtung der Rauchgase, vorgesehen werden. Kleine Querteilungen der Heizfläche sind aber mit Rücksicht auf die Ausnutzung der Aufladung des Feuerraums durch hohe Rauchgasgeschwindigkeiten erwünscht, da sich dadurch sehr kleine Heizflächen und hohe spezifische Heizflächenleistungen ergeben. Die hohen wasserseitigen Druckverluste entstehen durch die große Zahl der erforderlichen Rohrkrümmer, die notwendig sind, um den zu beheizenden Stoff abwechselnd von innen nach außen bzw. von außen nach innen zu führen.
• Nach der Erfindung sollen daher die Rohrschlangen in zur Achse der Ringraummäntel senkrechten Ebenen so gekrümmt werden. daß die Querteilung von Rohr zu Rohr, senkrecht zur Rohrachse gemessen, über dem ganzen Gasquerschnitt gleichbleibt.
• Gegenüber der Heizfläche mit der üblichen geraden Ausführung der Rohrstücke zwischen den Krümmern vermindert sich bei der gekrümmten Ausführung nach der Erfindung bei gleicher Dampfleistung die Zahl der Rohrkrümmer. Diese Verminderung der Krüininerzahl ist darauf zurückzuführen, daß einerseits -infolge der gleichen Querteilung über dein ganzen Gasquerschnitt die Länge der Rohrstücke in den senkrecht zur Achse der Ringraummäntel liegenden Ebenen wesentlich größer wird, und dafi andererseits durch das Vermeiden des Fächerns der geraden Rohre eine höhere Wärnieübergangszahl möglich wird, so daß auch dadurch die Heizfläche abnimmt.
• Da der wasserseitige Druckverlust maßgebend durch die Zahl der Krümmer beeinflußt wird, ergehen sich bei Heizflächen nach der Erfindung kleinere wasserseitige Druckverluste als bei der üblichen Ausführung mit geraden Rohren. Dieser Gesichtspunkt ist für die Anwendung derartiger Heizflächen insofern entscheidend, als man bei der Parallelschaltung zahlreicher Rohre durch hinreichend hohe Eintrittsdrosselung auf der Wasserseite für gleichmäßige EVasserverteilung sorgen muß. Diese Eintrittsdrosselung muß ein 'Mehrfaches des inneren Druckverlustes der Rohre betragen, wenn sie wirksam sein soll. Wird nun der wasserseitige Druckverlust bei der üblichen Rohrausführung mit geradenRohren infolge der zahlreichenKriinimer bereits sehr hoch, so ergeben sich unter Berücksichtigung einer genügend hohen Eintrittsdrosselung so hohe Gesamtdruckverluste, dall eine Verwendung derartiger Heizflächen mit Rücksicht auf die hohen Speisepumpendrücke Schwierigkeiten bieten kann. Bei der Anordnung nach der Erfindung kann dagegen der Gesamtdruckverlust infolge der geringen Kriimmerzahlen klein gehalten werden, so daß pumpenseitige Schwierigkeiten nicht zu erwarten sind.
• Erwähnt mull «-erden, daß bei Taschenlufterhit7ern die Verwendung von Taschen bekannt ist, die in der gleichen Weise gekrümmt sind wie die Rohrstücke der Rohrschlangen gemäß der Erfindung. Bei diesen Taschen wird jedoch die Luft nur einmal von innen nach außen geführt und nicht wie bei den Rohrschlangen mehrfach abwechselnd von innen nach außen bzw. von außen nach innen, so daß nicht die Verhältnisse entstehen, die bei der Verwendung der Krümmungen ini Zusaminenhang mit dein Druckverlust des zii beheizenden Stoffs von Bedeutung sind.
• Die Rohrschlangen können, wie meist üblich, in Richtung der Rauchgasströmung mit fluchtenden Rohren oder in bekannter Weise mit versetzten Rohren ausgeführt «-erden.
• l:rfiiidungsgemäß wird es weiter zweckni<illig sein, in an sich gleichfalls bekannter Weise eine axiale Unterteilung der Heizfläche, in Richtung der Gasströmung gesehen, in mehrere Rohrschlangengruppen vorzunehmen, die in beliebiger Reihenfolge von dein zu beheizenden Stoff durchströmt «erden. Auf diese Weise ist es möglich, den Heizflächenteil mit den höchsten Danipfteniperaturen an einer Stelle herabgesetzter Gastemperatur anzuordnen. Bei reinen Durchlaufdampferzeugern kann dadurch auch der sogenannte Übergangsteil an einer geeigneten Stelle in den Gasstrom eingeschaltet werden.
• lach der Erfindung kann die Gesamtheizfläche auch aus zwei oder mehreren ringförinigen Rohrschlangengruppen, die gleichachsig umeinander angeordnet sind, aufgebaut werden. Diese Unterteilung hat besondere Bedeutung, wenn der Außendurchmesser des Ringraumes groß gegenüber dein Innendurchmesser ist, da hier die Länge eines Rohrstückes zwischen den Krümmern infolge der Krümmung zu groß werden würde.
• Erfindungsgemäß ist es endlich auch noch zweckmäßig, die Heizfläche in eine beliebige Anzahl von Sektoren zu unterteilen, die einzeln leicht auswechselbar sind.
• Die Zeichnung dient der beispielsweisen Erläuterung der Erfindung.
• Abb. i zeigt einen Schnitt durch die Reizfläche, während in Abb. 2 eine einzelne Rohrschlange in zwei Ansichten und in :\bb. 3 eine Ansicht der Heizfläche in Richtung der Gasströmung dargestellt sind.
• Das Dainpferzeugergehäuse wird von den gleichachsig angeordneten 'Mänteln i und 2 gebildet. Infolge der zylindrischen Form kann es leicht druckfest gestaltet werden. Zwischen den beiden Mänteln i und 2 befindet sich der Ringrauen 6 zur Aufnahme der zahlreichen parallel geschalteten Rohrschlangen 3, die die Heizfläche bilden. Die Heizgase strömen in Richtung der Gehäuseachse. Für die Zuführung des Speisewassers und die Abführung des Dampfes bz«-. Danipf-Wasser-Gemisches sind Verteiler .I und Sammler 5 vorgesehen. Das Arbeitsmittel wird beim Durchströmen der Rohrschlangen abwechselnd von außen nach innen bzw. von innen nach außen geführt. Die Abb. 3 zeigt eine Ansicht auf die parallel geschalteten Rohrschlangen in Richtung der Rauchgasströmung. Die Rohrschlangen sind in dem Ringraum 6 des Gehäuses angeordnet und in zur Achse der Gehäusemäntel i und a senkrechten Ebenen so gekrümmt, daß die Querteilung von- Rohr zu Rohr, senkrecht zur Rohrachse gemessen, über dem ganzen Gasquerschnitt gleich bleibt.
• Dabei können- die gekrümmten Teile der einzelnen Rohrschlangen in Richtung der Rauchgasströmung in bekannter Weise versetzt zueinander angeordnet werden, wie dies Abb. 2 für Rohrschlangen mit geraden Rohrsträngen zwischen den Krümmern zeigt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Heizfläche, insbesondere für Zwanglaufdarnpferzeuger mit hochbelastetem Feuerraum und Überdruckfeuerung, mit mehreren parallel geschalteten Rohrschlangen, die in dem Ringraum zwischen zwei gleichachsig angeordneten Mänteln abwechselnd von außen nach innen und von innen nach außen gewunden sind und senkrecht oder nahezu senkrecht von den Rauchgasen angeströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (3) in zur Achse der Ringraummäntel (1, a) senkrechten Ebenen so gekrümmt sind, daß die Querteilung von Rohr zur Rohr, senkrecht zur Rohrachse gemessen, über dem ,ganzen Gasquerschnitt gleichbleibt.
2. 2. Heizfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Teile der einzelnen Rohrschlangen (3) in Richtung der Rauchgasströmung versetzt zueinander angeordnet sind.
3. 3. Heizfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Rauchgasströrnung die Rohrschlangen (3) in Gruppen unterteilt sind, die in beliebiger Aufeinanderfolge eingebaut sind. .i.
4. Heizfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere ringförmigeRohrschlangengruppen gleichachsig umeinander angeordnet sind, wobei die Zahl der Rohrschlangen von innen nach außen von Gruppe zu Gruppe zunimmt.
5. 5. Heizfläche nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Unterteilung in Sektoren, die einzeln leicht ausgewechselt werden können. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften : . , Nr. 65- 64o, -tot 419; schweizerische Patentschrift - 194 142; französische - - 815 083; USA.- - - 1914922.