DE763235C - Trommelloser mit natuerlichem Umlauf arbeitender Hochdruckkessel fuer grosse Leistung - Google Patents

Description

• Trommelloser mit natürlichem Umlauf arbeitender Hochdruckkessel für große Leistung Die Erfindung bezweckt, einen trommellosen Hochdruckkessel mit natürlichem Umlauf für große Leistung zu schaffen.
• Um in einem Kessel trotz Fortfalls einer Dampfwassertrommel trockenen Dampf zu erzeugen, ist es an sich bekannt, den Dampf in einem mit dem Verdampferrohr verbundenen rohrförmigen und in seiner Längsrichtung durchströmten Dampfabscheider aus dem umlaufenden Dampfwassergem.isch abzuscheiden. Diese Ausführung mit einem Rohrabscheider an jedem Verdarnpferrohr ist aber nur für Kessel kleinerer Leistung möglich.
• Die Abscheidung reinen und trockenen Dampfes im Rohrabscheider kann nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag dadurch in erhöhtem Maße gesichert werden, daß in den Gemischrohren im Abstand hinter der Abscheideeinrichtung ein Auffangraum, z. B. in Form einer sackartigen Erweiterung, für die dem Umlauf wieder zugeleitete Flüssigkeit gebildet wird. Durch den Auffangraum ist die Gewähr gegeben, daß

  sich an der Abscheidestelle die Flüssigkeit

  nicht anstaut und die freie Absonderung des

  Dampfes beeinträchtigt.

  ach der Erfindung wird der trommellose

  mit natürlichem Umlauf arbeitende Hoch-

  druckkessel in an sich bekannter Weise aus

  Rohrgruppen aufgebaut. deren V'erda@ipfcr-

  rohre durch obere und untere, einseitig zum

  Heizgaszug liegende Sammler zusammen-

  gefaßt sind, und nur für Jede solche Rohr-

  gruppe ein gemeinsamer roiirförniiger Dampf-

  abscheider vorgesehen. Einer solchen Bauart

  eines trommellosen Hochdruckkessels stand

  zunächst das Bedenken entgegen, daß es nicht

  möglich sein würde, in diesem einen rohr-

  förmigen Dampfabscheider aus dem Dampf-

  wassergemisch, das ihm aus mehreren Ver-

  dampferrohren zuströmt, genügend trockenen

  Dampf zu erzielen. Diese Scliwierigleit ist

  erfindungsgmäß dadurch beliobdti, daß die

  einzelnenVerdampferrohrgrupp°n durch Rück-

  laufrolire. die den obren mit dem unteren

  Sammler verbinden, einen eigen:n Wasser-

  umlauf erhalten. aus dem von den Ver-

  dampferroliren kommenden Dampfwasser-

  gemisch wird somit schon in den oberen

  Saminlerrn der Rohrgruppen ein großer Teil

  des Wassers a=asgeschieden. In den rohrför-

  migen Dampfabsch--ider gelangt dann ein

  wasserärmeres Dampfwassergemisch, so daß

  eine Überlastung des Damnfabscheiders nicht

  eintritt und verhältnismäßig trockener Dampf

  abgeschieden wird.

  Dementsprechend besteht die Erfindung

  darin, daß für Jede Verdampferrohrgruppe

  des trommellosen mit natürlichem Umlauf

  arbeitenden Kess:'s unbeheizte Rücklaufrohr@

  vom obren zum unteren Sammler vorgesehen

  sind und sich an den oberen Sammler jeder

  Gruppe oberhalb des scheinbaren Wasser-

  standes ein an sich bekannter rohrförmiger,

  von dc-m Dampfflüssigkeitsgemisch in seiner

  Längsrichtung durchströmter Dampfabschei-

  der anschließt, von dein das nicht verdampfte

  Wasser in den Kreislauf des Verdainpferteils

  zurückfließt und der ausgschiedene Dampf

  zum Überliitzer gellt.

  Mit einem derartigen Kessel werden die

  gleichen betrieblichen Vorteile erreicht wie

  mit Sfeilrolir- und Teilkammerkesseln. Das

  Kesselwasser kann abgeschlämmt werden, so

  daß eine unzulässig liolie Lauger_honzentration

  im Kessel v: ri-i#iedeii .wird. Die Rohre können

  von etwa sich ansetzendem Kesselstein be-

  freit werden. Der Wasserumlauf und damit

  die Kühlung der Rohr ist dabei ausgezzichnet.

  Bei einem bekannten, nur für niedrigen

  Druck geeigneten Wasserröhrenkessel münden

  die V erdampferrohre senkrecht in eine

  U-iörmig@ Dampfkammer aus, an die sich ein

  tnit einem Spiraldatnpfentwässerer aus-

  gerünteter Datnpfdoin anschließt. Das in dem

  Danipfentwässerer abgeschiedene Wasser fließt

  in die Dampfwassertrominel, die durch Fall-

  rohre mit den unteren Wasserkammern des

  Rölirenlc,usse:s verbunelen ist. Es ist also eine

  Dampfwassertromme1 vorhanden. wenn auch

  die Verdampferrohre abweichend von der

  sonst üblichen Ausführung dicht unmittelbar

  zu dieser Trommel, sondern zu einem beson-

  deren. mit dem Dampfraum verbundenen

  Dampfsammler gehen. Im Gegensatz dazu

  kommt es nach der Erfindung gerade darauf

  ati. aus dein in den V erdanipferrohren er-

  stark wasserhaltigen Dainpfwasser-

  genlisch auch bei Fortfall einer Dampfwasser-

  tron:mel troclzenen Dampf zu gewinnen.

  Es ist auch ein Schrägrolirkessel bekannt,

  bei dem für jede Sclirägrolirgrtippe ein Zetitri-

  ftigaiabseheider vorgesehen ist und außerdem

  das oberste Rohr der Rohrgruppe als Rück-

  laufrohr von der auf der einen Seite des Gas-

  zuges befindlichen Kammer des Schrägrohr

  bündeln zu der auf der gegenülx rliegetiden

  Seite des Gaszuges tieferliegenden Kammer

  dienen soll. Das oberste Rohr ist dabei mit

  einem @@-ärmeschutz bekleidet, tun die Dampf-

  bildttng in dein Rohr möglichst zu vermeiden,

  od#:r mit eitlem innenrolir für den Wasser-

  rücklatif ausgerüstet, damit der Dampf in dein

  Ringraum zwischen Innenrohr und Außen-

  rohr zu der höher liegenden Kammer des

  Schrägrohrbündels strömen kann. Gegenüber

  einer solchen Ausführung eines -'#'chrägrolir-

  lctssels, der für h«liere Drücke nicht in Frage

  l:c@nitiien könnte. hat der Erfindungsgegenstand

  den Vorteil. daß die vom Verdanipferrohr-

  bündel getrennten unbeheizten Rücklaufrohre

  die einseitig zum Heizgaszug liegenden

  Sammler der Rohrgruppen verbinden und

  somit bei einfacher Rohrführung ein sicherer,

  durch die Dampfströmung nicht gestörter

  Wasserumlauf gewährleistet ist.

  Bei einer bekannten Ausführung einer

  Wasserrohrwand mit eigenem Wasserumlauf

  für Feuerräume ist in die zur Dampfwasser-

  trommel des Kessels gehende Dampfabfüh-

  rungsleitung über dem oberen, durch äußere

  Rücklaufrohre finit dem unteren Sammler ver-

  bundenen Sammler der Rohrwand noch ein

  kleinerer Sammler eingeschaltet, in welchem

  dein aufsteigenden Dampf das mitgerissene

  Wasser entzogen werden soll. In dem oberen

  Sammler der Wasserrohrwand. der verhält-

  nismäßig tief unter dem Wasserspiegel der

  Obertrommel liegt, niuß ein Überdruck ent-

  stehen. damit der Dampf entweichen kann. Die

  bekannte Ausführung der Wasserrohrwand

  und die dabei angewendete besondere Art der

  Dampfabführung zur Obertrommel des

  Kessels bietet hiernach keinen Anhalt zur

  Lösung der Aufgabe, einen trommellosen

  Hochdruckkessel von ' großer Leistung zu schaffen.
• Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands dargestellt. Es zeigt Abb. x in vereinfachter Darstellung einen senkrechten Schnitt durch einen Kessel mit ähnlich wie bei Teilkammerkesseln angeordneten Verdampf errohrgruppen, ' Abb.2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch einen beispielsweise dargestellten rohrförmigen Dampfabscheider, Abb. 3 einen Kessel mit waagerecht, liegenden Sammelkammern und Abb.4 eine Vorderansicht der Sammelkammern dieses Kessels.
• Bei dem Kessel der Abb. i sind im oberen Teil des Brennraumes haarnadelförmig gebogene Verdampferrohre 2 angeordnet, die mit ihren unteren Enden an eine stehende Sammelkammer 3 und mit ihren oberen Enden an eine stehende Sammelkammer4 angeschlossen sind. Die beiden übereinander angeordneten Sammelkammern sind durch Rohre 5 untereinander verbunden. Im Brennraum sind ferner Verdampferrohre 6 und 7 angeordnet, die in ihrem unteren Teil als strahlungsbeheizte Wandkühlrohre verlaufen und in .ihrem oberen Teil in den Brennraum durchquerende Rohrlagen übergehen, die ebenfalls in die Sammelkammer 4 einmünden. Mit ihren unteren Enden sind die Verdarnpferrohre 6 an einen Sammler 8 und die Verdampferrohre 7 an einen Sammler 9 .angeschlossen.
• J`e nach der Größe des Kessels liegt eine Anzahl solcher Verdampf errohrgruppen nebeneinander. Diese Verdampferrohrgruppen können, sofern die Verdampferrohre annähernd gleiche Wärmebelastung aufweisen, gemeinsame untere Sammler 8 und 9 haben. Dagegen hat jede Rohrgruppe ihre getrennten Sammler 3, 4. Die Haarnadelrohre 2 und die abgebogenen Rohrlagen der Rohre 6 und 7 brauchen dabei nicht in einer senkrechten Ebene übereinanderzuliegen, sondern können beispielsweise in zwei nebeneina:nderli.egenden senkrechten Ebenen auseinandergezogen sein.
• Für die unteren Sammelkammern 3 ist vorteilhaft ein gemeinsamer waagerecht liegender Wasserbehälter io vorgesehen, von dem Verbindungsrohre 12 zu den einzelnen Sammelkammern 3 führen. Ebenso ist ein gemeinsamer Abschlammbehälter 13 vorgesehen, mit dem die Kammern 3 durch Rohrstutzen 14 verbunden sind.
• In einem neben dem Brennraum. i liegenden senkrechten Heizzug 15 sind ein Überhitzer 16 und ein Speisewasservorwärmer 17 vorgesehen. Das Speisewasser wird von dem Vorwärmer 17 durch eine Leitung i 8 in den Wasserbehälter io gefördert.
• Mit dem oberen Teil jeder oberen Sammelkammer 4 sind rohrförmige Dampfabscheider 20 verbunden, von denen eine Dampfleitung 21 zum Überhitzer und Fallrohre 22, 23 zu den unteren Sammlern 8, 9 der Verdampferrohre 6, 7 führen. Der rohrförmige Dampfabscheider könnte durch ein Fallrohr auch noch mit dem Wasserbehälter io verbunden sein.
• Bei dem in Abb.2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Dampfabscheiders ist an das von der (nicht dargestellten) Sammelkammer .4 ausgehende Gemischrohr 24 ein Rohr 25 längsweise angeschlossen. In der Trennwand 26 der beiden Rohre sind Löcher oder Schlitze 27 vorgesehen, welche die Verbindung zwischen den beiden Rohren herstellen. In dem Gemischrohr 24 geht eine Trennung von Dampf und Wasser vor sich. Das Wasser fließt in der unteren Hälfte des Rohres weiter und wird durch einen am Ende des Rohres angeschlossenen Rohrkrümmer 28 den Fallrohren zugeleitet, gelangt also wieder in den Kreislauf des Kessels. Der Dampf tritt von der oberen Hälfte des Rohres 24 durch die Öffnungen 27 in das Rohr 25 über und strömt durch den Dampfaustrittsstutzen 29 in die zum Überhitzer gehende Leitung 21.
• Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb.3 und 4 sind die in dem Brennraum i untergebrachten Verdampferrohrschlangen 30, 31 mit ihren oberen Enden gruppenweise in waagerecht liegende Sammelkammern 32 eingeführt. Mit ihren unteren Enden sind die Verdampferrohre 30 an eine Wasserkammer 33 und die Verdampferrohre 31 an eine Wasserkammer 34 angeschlossen. Das Speisewasser wird vom Speisewasservorwärmer 17 über eine Leitung 35 mit Abzweigleitungen 36, 37 in die Wasserkammer 33. 34 gefördert. Von der oberen Sammelkammer 32 führen Fallrohre 38 zur Wasserkammer 33 und Fallrohre 39. zur Wasserkammer 34. Von jedem Sammler 32 geht ein Steigrohr 4o zu einem rohrförmigen Dampfabscheider 4i, der seinem Wesen nach so ausgebildet sein kann, wie der Abscheider gemäß Abb.2. Der sich auf der Dampfabscheiderstrecke ausscheidende und in ein Rohr 42 austretende Dampf strömt durch eine Leitung 43 zum Überhitzer 16. Das nicht verdampfte Wasser wird durch eine Fallrohrleitung 44, die von dem erweiterten Ende des Gemischrohres des Dampfabscheiders ausgeht, in die Sammelkammer 32 und damit in den Kreislauf des Kessels zurückgeführt.
• Zu beachten ist, daß nur annähernd gleich hoch belastete Verdampferrohre wasserseitig parallel geschaltet werden. Verschieden stark beheizte Rohre sollen in Gruppen mit besonderen unteren Sammlern zusammengefaßt werden. Werden durchlaufende untere Sammler für verschieden stark beheizte Rohrgruppen verwendet, so erhalten die Gruppen getrennte Wasserkammern durch in die Sammler eingesetzte Trennwände, um Ouerströmungen zwischen den einzelnen Gruppen zu verhindern.
• Den Kessel nach der Erfindung kann man auch als Erstkessel für einen mittelbar beheizten Dampferzeuger benutzen. Es tverden dann die Dampfableitungsrohre der Dampfabscheider mit den in der Trommel des Zweitkessels liegenden Heizkörpern verbunden. Die bei der mittelbaren Dampferzeugung bisher erforderlichen Dampfwassertrommeln der Erstkessel fallen auf diese Weise weg.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Trommelloser mit natürlichem Umlauf arbeitender Hochdruckkessel für große Leistung, dessen den feuergasbeheizten Verdampferteil bildende Rohre durch einseitig zum Heizgaszug liegende -Sammler zu parallel geschalteten Gruppen zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Verdampferrohrgruppe unbeheizte Rücklaufrohre vom oberen zum unteren Sammler vorgesehen sind und sich an den oberen Sammler jeder Gruppe oberhalb des scheinbaren Wasserstandes ein rohrförmiger, von dem Dampfflüssigkeitsgemisch in seiner Längsrichtung durchströmter Dampfabscheider anschließt, von dem das nicht verdampfte Wasser in den Kreislauf des Verdampferteils zurückfließt und der ausgeschiedene Dampf zum Ü'berhitzer geht.
2. 2. Hochdruckkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrohrgruppen aus von unteren Wasserkammern (8, 9) ausgehenden Wandkühlrohren (6, 7) und aus haarnadelförmigen Rohren (2) bestehen, die mit ihren unteren Enden an Sammelkammern (3) und mit ihren oberen Enden an Sammelkammern (.t), in welche auch die oben durch den Brennraum hindurchgeführten Wandkühlrohre (6, 7) einmünden, angeschlossen sind.
3. 3. Hochdruckkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Sammler (32) durch ein Steigrohr (40) mit einem liegenden rohrförmigen Dampfabscheider verbunden ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften -N r. 39 182, 58 729, 108 947, 553 181, 647 193, (5)62435, 670475 britische Patentschriften 1 r. 566 vom Jahre 1879, 12 418 vom Jahre 1885, 25 723 vom Jahre 1898, 12 168 vom Jahre igi5, 239 843. 246 682, 271 711; USA.-Patentschriften Nr. i 142 323, 1 809 972, 1 814 552; österreichische Patentschrift @Tr. 127 482; »Die Wärme«, 1924, N r. 16; Archiv für Wärmewirtschaft, 1930, Heft 11; Technische Mitteilungen, 1939, Heft 24.