DE842077C

DE842077C - Standing steam boiler

Info

Publication number: DE842077C
Application number: DEP27415D
Authority: DE
Inventors: Samuel William Calder Flemming
Original assignee: Alex Anderson & Sons Ltd
Current assignee: Alex Anderson & Sons Ltd
Priority date: 1944-02-28
Filing date: 1948-12-28
Publication date: 1952-06-23
Also published as: US2414148A; GB575083A

Description

Stehender Dampfkessel Die Erfindung bezieht sich auf Dampfkessel der sogenannten Senkrechtbauart, d. h. Dampfkessel, deren innere Teile innerhalb eines :Mantels mit senkrechtstehender Achse angeordnet sind.Standing steam boiler The invention relates to steam boilers so-called vertical construction, d. H. Steam boilers, the internal parts of which are within a : Sheath are arranged with a vertical axis.

Die Erfindung ist insbesondere für Dampfkessel kleinerer Leistung bestimmt, wie sie z. B. für den Antrieb kleiner Dampfschiffe und für Hilfszwecke auf großen Schiffen verwendet werden.The invention is particularly useful for low-power steam boilers determines how they z. B. for driving small steamships and for auxiliary purposes used on large ships.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, einen Wasserrohrdampfkessel der genannten Art vorzusehen, der einfach in seinem Aufbau und wirksam im Gebrauch ist und der für irgendeine gegebene kleine Leistung entworfen werden kann, da er verringerte äußere Maße aufweist, um ihn für den Einbau an Stellen geeignet zu machen, wo geringer Raumbedarf eine wichtige Voraussetzung bildet.The purpose of the invention is to provide a water tube steam boiler of the type mentioned, which is simple in construction and effective in use and which can be designed for any given small achievement as it is has reduced external dimensions to make it suitable for installation in places where small space requirements are an important requirement.

Der Kessel umfaßt einen inneren Fallraum, einen Ringdurchgang, der eine Verbrennungskammer für die heißen Gase zwischen dem genannten Fallraum und dem Kesselmantel bildet, wobei die Kammer öben und unten durch Rohrplatten begrenzt ist, ferner Steigrohre in Gestalt von Wasserrohren, welche sich durch die genannte Kammer von Rohrplatte zu Rohrplatte erstrecken, eine Feuerung, die durch einen Wasserraum von der genannten Kammer getrennt ist, jedoch mit der Kammer durch einen inneren Heizzug verbunden ist, und einen Aufsatz, der an der Mantelkonstruktion angebracht ist in der Höhenlage der Kammer. Der Kessel ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Verbrennungskammer sich zwischen dem Bereich des Heizzuges und dem Bereich des Aufsatzes verringert, so daß sich im wesentlichen eine Gleichförmigkeit der Geschwindigkeit der heißen Gase einstellt, in. dem Maß, wie sie beim Durchströmen der Kammer ihre Wärme verlieren. Die Anordnung ist so getroffen, daß heiße Verbrennungsgase quer zu den Wasserrohren bei ihrem Fluß von dem Heizzug um die ringförmige Verbrennungskammer nach dem Aufsatz streichen.The kettle includes an inner fall space, an annular passage, the a combustion chamber for the hot gases between said fall space and forms the boiler shell, with the chamber bounded at the top and bottom by tube plates is, also riser pipes in the form of water pipes, which extend through the said Chamber extending from tube plate to tube plate, a furnace passing through a water space is separated from said chamber, but with the chamber by an inner one Heating flue connected is, and an attachment that is attached to the shell construction is attached at the height of the chamber. The boiler is in accordance with the invention thereby characterized in that the cross-sectional area of the combustion chamber is between the area of the heating flue and the area of the attachment reduced, so that adjusts the velocity of the hot gases to be substantially uniform, to the extent that they lose their heat when flowing through the chamber. The order is made so that hot combustion gases across the water pipes at their Eliminate flow from the heating flue around the annular combustion chamber after the attachment.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Dampfkessels nach der Linie I-I der Fig. 3 ; Fig. 2 und 3 sind Teilschnitte nach den Linien II-II und III#III der Fig. i.Further features of the invention emerge from the following description and the demands. In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely Fig. i shows a vertical section of one formed according to the invention Steam boiler along the line I-I of Fig. 3; Figs. 2 and 3 are partial sections according to the lines II-II and III # III of Fig. i.

Der dargestellte Dampfkessel ist vom sogenannten Senkrechttyp, d. h. seine inneren Teile sind im Innenraum eines zylindrischen Mantels i a, 1 b und i c eingebaut, dessen Achse A-A senkrecht verläuft. Die genannten Teile umfassen einen inneren Fallraum 2, einen Ringdurchgang innerhalb des Zwischenmantelteiles l b, der eine Verbrennungskammer 3 (Fig. 3) für die heißen Gase zwischen dem Fallraum 2 und dem Mantel bildet. Die genannte Kammer ist oben und unten durch Rohrplatten 4 und 5 begrenzt, und Steigräume in der Form von Wasserrohren 6 erstrecken sich durch die Kammer 3 von Rohrplatte zu Rohrplatte. Zu den Teilen des Kessels gehören ferner eine Feuerung 7, die von der Kammer 3 durch einen Wasserraum 8 innerhalb des unteren Mantelteiles i c getrennt ist und mit der Kammer 3 durch einen inneren Heizzug 9 verbunden ist, und schließlich ein Aufsatz ioa, iob, der außen an dem Mantel in gleicher Höhe mit der Kammer 3 angebracht ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die heißen Gase quer zu den Wasserrohren bei ihrem Fluß von dem Heizzug um die ringförmige Verbrennungskammer nach dem Aufsatz streichen. Der Mantel ist an der Deckelplatte ii leicht gewölbt.The steam boiler shown is of the so-called vertical type, ie its inner parts are built into the interior of a cylindrical shell ia, 1b and ic, the axis AA of which is perpendicular. Said parts comprise an inner fall space 2, an annular passage within the intermediate casing part 1b , which forms a combustion chamber 3 (FIG. 3) for the hot gases between the fall space 2 and the casing. Said chamber is delimited at the top and bottom by tube sheets 4 and 5, and risers in the form of water tubes 6 extend through the chamber 3 from tube sheet to tube sheet. The parts of the boiler also include a furnace 7, which is separated from the chamber 3 by a water space 8 within the lower jacket part ic and is connected to the chamber 3 by an inner heating flue 9, and finally an attachment ioa, iob, the outside is attached to the jacket at the same height as the chamber 3. The arrangement is such that the hot gases sweep across the water pipes as they flow from the heating flue around the annular combustion chamber after the attachment. The jacket is slightly curved on the cover plate ii.

Im Ausführungsbeispiel ist der Fallraum 2 zylindrisch gehalten und exzentrisch in den Mantel i eingesetzt, so daß, wie weiter unten näher erläutert ist, die Querschnittsfläche der Verbrennungskammer 3 sich allmählich zwischen dem Bereich des Heizzuges 9 und dem Bereich des Aufsatzes vertingert. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Maß der Verringerung des Querschnittes ungefähr der geschätzten Verringerung des Volumens der Gase in der Kammer entspricht, wie diese ihre Wärme verlieren, so daß im wesentlichen eine gleichförmige Geschwindigkeit der heißen Gase durch die Kammer vorhanden ist.In the exemplary embodiment, the case space 2 is held and cylindrical eccentrically inserted into the jacket i, so that, as explained in more detail below is, the cross-sectional area of the combustion chamber 3 gradually increases between Area of the heating flue 9 and the area of the attachment vertingert. The order is made so that the extent of the reduction in the cross-section is approximately that of the estimated Reducing the volume of the gases in the chamber corresponds to how these their heat lose so that essentially a uniform speed of the hot Gases present through the chamber.

Der Rauchkastenteil iob des Aufsatzes ist an den Mantelteil il angebaut, ungefähr in der Mitte der Höhe des Mantels. Die die Feuerung 7 bildende Kammer ist in den Boden des Mantels eingebaut und im wesentlichen halbkugelförmig gestaltet. Der innere Heizzug 9, der elliptisch, wie in Fig. 3 gezeigt, oder zylindrisch sein kann, ist in der gleichen senkrechten Mittelebene B-B (Fig. 2) wie der Aufsatz angeordnet und in einer Aufwärts- und Auswärtsneigung nach der dem Aufsatz gegenüberliegenden Seite zwischen dem oberen Ende der Feuerungskammer und der unteren der beiden waagerechten Rohrplatten 4 und 5 eingebaut. Der Fallraum 2 ist ein Zylinder mit senkrechter Achse, der sich von einer Rohrplatte nach der anderen erstreckt und dessen Achse von der Achse des Kesselmantels A -A in Richtung des Aufsatzes abgesetzt ist. Auf diese Weise ist der Ringdurchgang, der durch den Fallraumzylinder 2 und den Zwischenmantelteil 1b an den Seiten und durch die Rohrplatten 4, 5 oben und unten begrenzt wird, in seiner Querschnittsfläche von einem Maximum neben dem Heizzug g bis zu einem Minimum neben dem Aufsatz veränderlich. DieWasserrohre 6 sind in zwei Sätzen von kurzen, geraden, senkrechten Rohren angeordnet, und diese schließen einen geeigneten Anteil von Abstandsrohren ein, wobei sämtliche Rohre von gleicher Länge sind und in üblicher Weise an ihren oberen und unteren Enden mit den Rohrplatten verbunden sind, indem sie durch die obere Rohrplatte 4 einsetzbar und herausziehbar sind. Jeder der beiden Sätze von Rohren erstreckt sich in einem Bogen (wie in den Fig. 2 und 3 im Grundriß gezeigt) von einer Seite des Heizzuges 9 bis zu dem Aufsatz. Zwischen der unteren Rohrplatte 5 und dem oberen Teil der Feuerung befindet sich der untere Wasserraum B. Die Halbkugelform der Feuerungskammer steigt über eine Ringtasche 8a hinaus als dem untersten Teil des unteren Wasserraumes. Zwischen der oberen Rohrplatte 4 und dem Kesselende ii schließt der obere Mantelteil i a einen trommelförmigen Wasser-und Dampfraum 12 ein.The smoke box part iob of the attachment is attached to the jacket part il, approximately in the middle of the height of the jacket. The chamber forming the furnace 7 is built into the bottom of the casing and is essentially hemispherical in shape. The inner heating flue 9, which can be elliptical, as shown in Fig. 3, or cylindrical, is arranged in the same vertical central plane BB (Fig. 2) as the top and in an upward and outward inclination towards the side opposite the top between built into the upper end of the combustion chamber and the lower of the two horizontal tube plates 4 and 5. The fall space 2 is a cylinder with a vertical axis, which extends from one tube plate after the other and whose axis is offset from the axis of the boiler shell A -A in the direction of the attachment. In this way, the cross-sectional area of the ring passage, which is delimited by the fall chamber cylinder 2 and the intermediate jacket part 1b on the sides and by the tube plates 4, 5 above and below, is variable from a maximum next to the heating flue g to a minimum next to the attachment . The water pipes 6 are arranged in two sets of short, straight, vertical pipes and these include a suitable proportion of spacer pipes, all pipes being of equal length and being connected in the usual manner at their upper and lower ends to the pipe plates by being can be inserted and pulled out through the upper tube plate 4. Each of the two sets of pipes extends in an arc (as shown in plan in FIGS. 2 and 3) from one side of the heating flue 9 to the top. The lower water space B is located between the lower tube plate 5 and the upper part of the furnace. The hemispherical shape of the furnace chamber rises over a ring pocket 8a as the lowest part of the lower water space. Between the upper tube plate 4 and the boiler end ii, the upper jacket part generally encloses a drum-shaped water and steam space 12.

Der Ringdurchgang ist mit Hinblick auf seine Aufgabe als Rauchgaskammer 3 um den Fallraum 2 in der Nachbarschaft des Heizzuges 9 mit Schamottesteinen 13 ausgekleidet, welche durch die benachbarten Wasserrohre 6 in ihrer Lage gehalten werden. Die Kammer 3 ist entlang des Mantelteiles mit Schamottesteinen 14 ausgefüttert. Diese Steine 14 werden durch Bolzen 14a an dem Teil i b gehalten, welcher ein Gehäuse bildet, das aus abnehmbaren Platten besteht, die flanschverbunden sind (Fig. 3).The ring passage is with regard to its task as a smoke chamber 3 around the case space 2 in the vicinity of the heating flue 9 with firebricks 13 lined, which held by the adjacent water pipes 6 in their position will. The chamber 3 is lined with firebricks 14 along the shell part. These stones 14 are held by bolts 14a on the part i b, which is a housing forms, which consists of removable plates that are flange-connected (Fig. 3).

Die obere Rohrplatte 4 wird durch Streben 15 gehalten. In dem Mantel ist oberhalb der oberen Rohrplatte ein Mannloch 16 vorgesehen, und unter der unteren Rohrplatte befindet sich ein Mannloch 17, so daß das Innere des Kessels zwecks Reinigung, Kontrolle und Reparatur zugänglich ist. Die feuerfesten Steine 14 und die Auskleidung des Mantels i b können entfernt werden, wodurch eine Reinigung der beheizten Flächen der Rohre und der Rohrplatten möglich wird. Ähnlich ist.die Vorderplatte ioc des Rauchkastens abnehmbar.The upper tube plate 4 is held by struts 15. In the coat a manhole 16 is provided above the upper tube plate, and below the lower one Tube plate is a manhole 17, so that the inside of the boiler for cleaning, Control and repair is accessible. The refractory bricks 14 and the lining the jacket i b can be removed, thereby cleaning the heated surfaces the pipes and the pipe plates becomes possible. The front panel ioc des Detachable smoke box.

Der Kessel wird mit den üblichen Armaturen versehen. Hierzu gehört ein nicht dargestelltes Absperrventil an dem Dampfauslaßflansch 20, welcher mit dem üblichen Dampfentnahmerohr 21 ausgestattet ist, und ein ebenfalls nicht dargestelltes Speisewasserventil an dem Speiseeinlaßflansch 22.The boiler is fitted with the usual fittings. Which also includes a shut-off valve, not shown, on the steam outlet flange 20, which with the usual steam extraction pipe 21 is equipped, and one also not shown Feed water valve on feed inlet flange 22.

Das Speisewasser wird bei dem Ausführungsbeispiel von dem Einlaß 22 von einem Rohr 23 durch den unteren Wasserraum S nach dem Fallraum 2 geleitet. Das Rohr 23 steigt an einer Seite des Fallraumes auf und teilt sich in zwei durchlöcherte Bogenarme 24 um einen Teil des inneren Umfanges des oberen Endes des Fallraumes. Auf diese Weise wird das Speisewasser dem umlaufenden Wasser zugeführt, wenn das letztere in den oberen Teil des Fallraumes eintritt.In the exemplary embodiment, the feed water is supplied from the inlet 22 from a pipe 23 through the lower water space S after the fall space 2 headed. The pipe 23 rises on one side of the fall space and divides into two perforated arch arms 24 around part of the inner circumference of the upper one End of the fall room. In this way the feed water becomes the circulating water fed when the latter enters the upper part of the fall space.

Es sei darauf hingewiesen daß die Wand der Feuerung 7 sich auf eine zylindrische Grundplatte 7° aufsetzt, die sich über die Ringtasche 8a hinaus erstreckt, um den Träger für den Kesselmantel zu bilden und um als Aschenraum unter dem Rost 25 für die Feuerung zu dienen. Der Aschenraum des Kessels ist besonders der Abnutzung und Beschädigung ausgesetzt. Ein Vorteil der gezeigten Konstruktion besteht darin, daß eine verschlissene Grundplatte 7a bequem entfernt und ersetzt werden kann, ohne den anderen Teil der Kesselkonstruktion zu beeinträchtigen.It should be noted that the wall of the furnace 7 is on a 7 ° cylindrical base plate, which extends beyond the ring pocket 8a, to form the support for the boiler shell and as an ash space under the grate 25 to serve for the furnace. The ash chamber of the boiler is particularly subject to wear and tear and exposed to damage. One advantage of the construction shown is that that a worn base plate 7a can be conveniently removed and replaced without to affect the other part of the boiler structure.

Beim Betrieb des Kessels fließt das Wasser den Fallraumzylinder 2 herab in den unteren Wasserraum 8, von wo es durch die Wasserrohre 6 nach dem Wasser-und Dampfraum 12 steigt, wobei es abwärts mit eintretendem Speisewasser zurückkehrt und in dieser Weise seinen Kreislauf fortsetzt. Die heißen Gase aus der Feuerung 7 gehen über den Heizzug 9 in die Rauchgaskammer 3. Wenn die heißen Gase in die Rauchgaskammer eintreten, teilen sie sich in zwei anfänglich gegenläufige Ströme, wobei jeder Strom zwischen den Wasserrohren um den Fallraum 2 in einem Bogendurchgang von abnehmender Querschnittsfläche herumstreicht und die Ströme am Ende sich am Aufsatz wieder vereinigen. Wo die Gase sich wieder vereinigen, wird eine gegenseitige Behinderung durch gekrümmte Platten 26 verhindert, welche beide Ströme der Gase in den Aufsatz leiten.When the boiler is in operation, the water flows through the falling chamber cylinder 2 down into the lower water space 8, from where it passes through the water pipes 6 to the water and Steam space 12 rises, returning downwards with incoming feed water and in this way continues its cycle. The hot gases from the furnace 7 go over the heating flue 9 into the flue gas chamber 3. When the hot gases in the Enter the flue gas chamber, they divide into two initially opposing currents, each stream between the water pipes around the fall space 2 in an arched passage of decreasing cross-sectional area and the currents end up at Reunite the essay. Where the gases reunite, they become mutual Obstruction by curved plates 26 prevents both flows of gases lead into the essay.

Die Schamottesteine 13 und 14 an den beiden inneren und äußeren Seiten der Verbrennungskammer stellen heiße Oberflächen dar, welche die Verbrennung steigern. Es sei bemerkt, daß die Auskleidung 14 (Fig. 3) aus der Nachbarschaft des Heizzuges 9 bis an den Aufsatz lob fortgesetzt wird. Die Schamottesteine 13 an der inneren Seite der Verbrennungskammer verringern den unerwünschten Übergang der Wärme von den heißen Gasen nach dem nach unten zirkulierenden Wasser in dem Fallraum. Es ist klar, daß ein solcher Übergang der Wärme die Zirkulation verzögern würde.The firebricks 13 and 14 on the two inner and outer sides the combustion chamber are hot surfaces that increase combustion. It should be noted that the liner 14 (Fig. 3) from the vicinity of the heating flue 9 until the essay lob is continued. The firebricks 13 on the inner Side of the combustion chamber reduce the unwanted transfer of heat from the hot gases after the water circulating downwards in the fall space. It is it is clear that such a transfer of heat would retard circulation.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Standing steam boiler with an inner fall chamber, an annular passage which forms a combustion chamber for the hot gases and is located between the fall space and the boiler shell is arranged, with the chamber above and below is limited by tube plates, risers in the form of water pipes that go through the chamber extend from tubesheet to tubesheet, one from the chamber through a water room separate firing, which is connected to the chamber by an internal heating flue is connected, and an attachment that is attached to the jacket at a level with the chamber is arranged such that the hot combustion gases are transverse to the water pipes upon their flow from the heating flue through the annular combustion chamber after Essay flow, characterized in that the cross-sectional area of the combustion chamber between the area of the heating flue and the area of the attachment to the same extent reduces how the hot gases lose their heat as they pass through the chamber, so that there is a substantially uniform velocity of the hot gases is.

2. Steam boiler according to claim i, characterized in that the fall space is a Is a vertical axis cylinder extending between horizontal tube plates and whose axis is offset from the boiler shell axis.

3. Steam boiler according to claim i or 2, characterized in that the hot gases through the smoke chamber in flow two arch passages around the fall space from the heating flue to the attachment and in which curved plates are provided in the flue gas chamber next to the attachment in order to direct the gases into the attachment without hindrance to one another ..

4. Steam boiler according to claim i, characterized in that the feed water is supplied through a pipe through the water space between the furnace and the flue gas chamber extends and rises through the fall space and wherein said pipe is the feed water gives off to the water entering the upper end of the fall space.