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Zwanglaufdampferzeuger, bestehend aus parallelen Verdampferschlangen,
die von Rohrbündeln engerer Teilung in mindestens zwei aus U-förmig gebogenen Rohrteilen
bestehende Rohrbündel weiterer Teilung übergehen Die Erfindung erstreckt sich auf
einen Zwanglaufdampferzeuger, der aus parallel geschalteten Rohrschlangen besteht.
Bei derartigen Dampferzeugern entstehen durch Nebeneinanderlegen von Rohrschlangen
im bestimmten Abstand Heizflächenbündel, die durch Strahlung oder Berührung beheizt
werden; in letzterem Falle sind die Rohrschlangen des durch Berührung beheizten
Bündels entweder gegeneinander versetzt oder mit so weitem Abstand voneinander verlegt,
daß die Heizgase durch das Rohrbündel hindurchstreichen können.
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Es besteht nun bei Zwanglaufkesseln mit Rücksicht auf die Verteilung
des Arbeitsmittels das Bestreben, einen möglichst großen Teil der Verdampferheizfläche
aus durchgehenden Rohrsträngen zu bilden, um die Zahl der parallel geschalteten
Rohrstränge herabzusetzen. Häufig sind die dicht an dicht
liegenden
Rohre einer Strahlungsheizfläche durch Versetzung der Rohre und mehrmaliges Biegen
zu einer oder mehreren im Rauchgasstrom aufeinand; rfolgenden Berührungsheizflächen
aufgelöst. Hierbei entsteht jedoch oft die Schwierigkeit, den jeweils in dem einzelnen
Bündel am besten geeigneten Abstand der Rohre voneinander in der Ebene quer zur
Gasrichtung gesehen. d. 1i. der sogenannten Rohrteilung, einzuhalten. Die zweckmäßi`
ste Rohrteilung ergibt sich unter Beriicksichtigung der Art des verfeuerten Brennstoffes
bzw. dessen Schlackeneigenschaft und des Temperaturgebietes, in dem das Rohrbündel
liegt.
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So ist es z. B. oft erwünscht, in der Strahlungsheizfläche eine möglichst
enge Teilung zu haben, jedoch nicht in der ersten Berührungsheizfläche. d.li. in
der Berührungsheizfläche. die im höchsten Temperaturgebiet liegt. Dagegen ist auf
Grund besserer Wärmeübertragungsverhältnisse und Raumausnutzung in der kälteren
Gasen ausgesetzten Berührungsheizfläche wiederum eine engere Rohrteilung erwünscht.
Um nun z. B. zur Begegnung von Ansinterungen in der rauchgasseitig ersten Berührungsheizfläche
auf weitere Rohrteilung zu kommen. wurden bisher im allgemeinen die aus einer Strahlungs-oder
Berührungsheizfl.i.che mit engerer Teilung kommenden oder in eine solche übergehenden
Rohrstränge in der ersten Berührungsheizfläche mehrfach gegeneinander versetzt,
d. h. mehrmals nach hinten gestaffelt. Zwar ergab sich hierdurch eine größere hintereinanderliegende
Reihenzahl, aber man war durch diese Maßnahme in der Lage. praktisch jede den mehrfachen
Rohrdurchmesser, z. B. 3, :1. oder 6d, ausmachende Rohrteilung zu schaffen. Als
nachteilig erwies sich aber, daß diese Art der Heizflächenauflösung eine recht ungünstige
Aufteilung des Rohrfeldes ergab. da zwischen den hintereinanderliegenden Reihen
der Rolirahstand ungleich ist. Der Abstand eines Rohres ist von den benachbarten
Rohren der folgenden Reihe in dem einen Falle erheblich enger als in dem anderen.
Dadurch wird aber der durch die weitere Teilung in den Rohrreihen angestrebte Vorteil
erheblich geschmälert, da nun eine Versinterung an den Stellen des geringsten Rohrabstandes
zwischen den Reihen befürchtet werden muß. oder aber der Reihenabstand wird so groß
gewählt, daß der geringste Abstand von den Rohren der einen Reihe zu den Rohren
der folgenden Reihe der Rohrteilung entspricht; dann muß aber ein erheblich größerer
Raum zur Unterbringung der Heizfläche dieses Bündels in Anspruch genommen werden.
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Um nun zur Erzielung einer weiteren Teihing in einer Berülirutig-lIieizfläclie
die erwähnten Nachteile zu vermeiden. wird erfindungsgemäß vorgeschlagen. die B@rührungslieizfläche
aus zwei oder mehr Rohrbündeln zu bilden, von denen Jedes aus Teilen versciiiefiener
Rohrstränge liestelien<le Bünde i von den andern räumlich getrennt ist. Bei einer
derartigen Rohranordnung ergibt :ich für jedes Bündel ein gleichmäßiges Rohrfeld,
wodurch einer nach innen in das Bündel hineingehenden An:interung erfolgreich 1>egegIiet
«-erden kann. Unter der Voraussetzung gleicher Rohrabstände in und zwischen deti
Reihen ergibt sich darüber hinaus eine beträchtliche Raumersparnis.
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Die Erfindung wird durch Gegenüberstellung der bisher in gleicher
oder ähnlicher Form üblichen Rohranordnung. wie sie Ahü. r und 2 -neigt. und der
Anordnung nach der E rfindun- in AM). 3 und 4. verdeutlicht. AN).
; und 6 zeigen weitere Beispiele für den Erfindungsgedanken.
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Die Abb. i stellt einen einzügigen. Zwanglaufdatnpferzeuger dar. dessen
Feuerungseinrichtung. da für die Erfindung belanglos. fortgelassen ist. Ausgehend
von dein an der Stirnwand des Dampferzeugers angeordneten Verteiler i, sind die
Verdampferrohre zunächst dicht an flicht liegend an der Decke des Feuerraumes z
entlanggeführt und bilden hier ein Strahlungsbündel 3. Die Rohre gehen dann in eine
Berührungsheizfläche 4 über. Lagen die Rohre bisher in der Strahlungsheizfläche
3 in einer Ebene dicht aneinander. so sind sie jetzt in vier hintereinanderliegenden
Ebenen auseinandergezogen und U-förmig gebogen. Dadurch ist für den Durchtritt der
Gase genügend freier Querschnitt geschaffen. Da die Rohrein der Strahlungsheizfläche
3 dicht an dicht lagen. ergibt sich für die Berührungsfläche 4 in den ei tizeltien
Reilien eine Rohrteilung von dem vierfachen Rohrdurchmesser. Durch diese verliältnI»smäßig
weite Rohrteilung sollte eine Versinterung der Heizfläche verhindert werden. Wie
nun aus ebb. 2. die eitlen Teilschnitt durch die Rohrheizfläche 1. zeigt. ersichtlich
ist. ist diese " Aufgabe nur unvollkommen gelöst. denn das Rohrfeld weist nach hinten
verlaufende Rohrgassen engen und weiten Querschnitts auf. Die weiten Rohrgassen
sind mit ;. die engen mit 6 bezeichnet. Es muß daher nach wie vor finit einer Versinterung
der engen Rohrgassen 6 gerechnet werden, oder aber der Reihenabstand ; wird so weit
vergrößert. daß die Breite der engen Rohrgassen 6 der Rohrteilung fi entspricht.
Dann werden aber die an sich schon ausreichend breiten Rohrgassen j noch breiter,
so daß für die Unterbringung des Heizflächenbündels -1 ein erheblich größerer Raum
in Anspruch -enommen
werden muß, als zur Verhinderung der Versinterung
an sich notwendig wäre.
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Demgegenüber lassen die Abb. 3 und q. die Vorteile der erfindungsgemäßen
Ausbildung der Berührungsheizfläche deutlich erkennen. Ausgehend von dem gleichen
Dampferzeuger nach Abb. i, sind hier die Rohre der Strahlungsheizfläche 3 an der
Decke des Feuerraumes 2 erfindungsgemäß in zwei räumlich voneinander getrennte Rohrbündel
9 und io übergeführt, und zwar in der Weise, daß die U-förmig gebogenen Rohre des
einen Bündels nicht auch gleichzeitig die U-förmig gebogenen Rohre des anderen Bündels
bilden. Bei einer solchen Anordnung der aus zwei Rohrbündeln 9 und 1o bestehenden
Berührungsheizfläche q. ergibt ein Schnitt durch die Heizfläche das in Abb.4 dargestellte
Bild. Im Gegensatz zu Abb. 2 sind in diesem Falle die beiden schräg nach hinten
verlaufenden Rohrgassen ii und 12 gleich. Daraus ergibt sich in jedem Bündel eine
vollkommen gleichmäßige Aufteilung des Rohrfeldes, und besonders enge, die Ansinterung
begünstigende Rohrabstände werden vermieden. Wird die Breite der Rohrgassen i i
und 12 gleich der Rohrteilung 8 gemacht, so wird die Baulänge der Heizfläche -.
unter der Voraussetzung gleicher Rohrteilung gegenüber der Heizflächenanordnung
nach dem vorherigen Beispiel erheblich kürzer.
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Die Abb. 5 zeigt ein Anwendungsbeispiel des Erfindungsgedankens für
einen Zwanglaufdampferzeuger mit abwärts gerichtetem Zug. Von dem Verteiler i gehen
Rohrschlangen aus, die wiederum an der Decke des Feuerraumes 2 ein Strahlungsheizflächenbündel
3 bilden und dann in die Rohrbündel 9 und io einer Berührungsheizfläche q. mit weiterer
Rohrteilung übergehen. Die Rohrschlangen des Rohrbündels 9 dienen auch gleichzeitig
zur Auskleidung der Rückwand des Feuerraumes 2.
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Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für den Erfindungsgedanken zeigt
Abb.6. Hier gehen von dem Verteiler i Rohrschlangen ab, die- zuerst eine, im niedrigen
Temperaturgebiet liegende Berührungsheizfläche 13 bilden. Da hier eine Versinterung
der Heizfläche nicht mehr zu befürchten ist, können die Rohrschlangen mit verhältnismäßig
kleiner Rohrteilung, z. B. dem zweifachen Rohrdurchmesser, verlegt werden. Zur Vermeidung
von Versinterungen in der aus den gleichen Rohrschlangen gebildeten stärker beheizten
Berührungsheizfläche 4 ist diese wieder in zwei räumlich getrennte Rohrbündel 9
und io aufgelöst, von denen jedes die doppelte Rohraufteilung aufweist wie die Heizfläche
13. Beide Rohrbündel 9 und io sind aus verschiedenen Rohrschlangen gebildet. Die
Rohrschlangen des Bündels 9 münden unmittelbar in die Trommel 14 ein, während die
Rohrschlangen des Bündels io in einen besonderen Sammler 15 eingewalzt sind. Zwischen
den beiden Rohrbündeln 9 und io kann ein Überhitzer 16 angeordnet sein.