DE845947C - Erhitzer fuer Fluessigkeiten und Gase, insbesondere Kessel oder Crackapparat, mit Druckfeuerung - Google Patents
Erhitzer fuer Fluessigkeiten und Gase, insbesondere Kessel oder Crackapparat, mit DruckfeuerungInfo
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Description
- Erhitzer für Flüssigkeiten und Gase, insbesondere Kessel oder Crackapparat, mit' Druckfeuerung
Die I:rliitcluicg betrifft Erhitzer für Flüssig keitcn und Gase, inshcscmclere Kessel irler Crackapparate mit Druckfeuerung, deren Druck vorzugsweise gleich dem Druck des zu erhitzenden Mittel; i:t. Nach der Ertin- dung kennzeichnen :ich diese Frhitzer dadurch, daß cler- @-erl@reirnun@rsraum einen gegen die Hitze der Feue- run,g geschützten Mantel besitzt und daß die Fleiz- ll;iche jedes fleizll;ichencleinent aus konzentri- schen 1Zcrlircn 1>estelit und die zu erhitzenden 'Mittel innerhalb der Rollre strömen. I)ie Zahl der Heizele- mente eine: Verbrennungsraume; ist der Anwendung entsprechend heliehig. In gewissen Fällen kann nur ein Ifeizelement @-@@rgcsehen sein, in anderen Fällen können zwanzig bis (lrcil)ig E-Iemente benutzt werden. - Wenn jedes ELeinent aus drei konzentrischen Rohren besteht, können zahlreiche Anordnungen getroffen werden. In der Regel strömt dann das zii erhitzende Arbeitsmittel, das häufig aus einer Flüssigkeit bestellt. durch da< innerste Rohr, wogegen die verdichteten und heißen Gase der Feuerung durch den das innerste Rohr umgebenden Ringraum strömen und das aus dem innersten Rohr austretende, bereits teilweise erhitzte oder verdampfte Arbeitsmittel durch den äußeren Ringraum strömt. Bei weiteren besonderen Anordnungen kann durch das innerste Rohr oder durch den äußeren Ringraum auf der ganzen Länge oder nur in einem Teil dieser Länge eine andere als die zu behandelnde Flüssigkeit fließen, oder es kann auch die für die Feuerung bestimmte Druckluft durchströmen.
- Die aus zwei oder drei konzentrischen Rohren bestehenden Heizelemente können ferner der Länge nach durch quer gerichtete Teilwände unterteilt sein, die den Durchgang der heißen Gase frei lassen, jedoch die Kanäle für die Flüssigkeit oder die zu behandelnden Arbeitsmittel in nacheinanderfolgende Abschnitte unterteilen, von denen jeder eine bestimmte Aufgabe erfüllen soll. Bei einem Kessel dient z. B. der erste Abschnitt zur Verdampfung, der zweite zur Überhitzung, und ein dritter Abschnitt kann gegebenenfalls als zusätzlicher Verdampfer oder als Speisewasservorwärmer ()der schließlich als Vorwärmer für die Brennluft dienen. Es können auch gegebenenfalls mehr als drei nacheinanderfolgende Abschnitte vorgesehen sein.
- Bei einer anderen Ausführung besteht jedes Heizelement aus einem äußeren Mantelrohr, das mehrere, in der Regel beliebig viele Rohre enthält, die nicht konzentrisch angeordnet sind. Durch diese Innenrohre strömen die Gase der Feuerung, wogegen die zu erhitzenden Arbeitsmittel durch den Raum zwischen den Innenrohren und dem Mantelrohr strömen.
- Die Zeichnung zeigt als nicht beschränkende Beispiele mehrere Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes.
- Fig. i ist ein mittlerer lotrechter Schnitt durch die Achse des Verbrennungsraumes, der hier zylindrisch ausgebildet ist, und zeigt zwei Heizelemente, von denen das eine aus zwei, das andere aus drei konzentrischen Rohren besteht. Eine solche Anordnung ist z. B. für einen Crackapparat bestimmt.
- Fig.2 ist ein waagerechter Schnitt gemäß der Linie 11-1I der Fig. i mit Draufsicht auf den Verbrennungsraum.
- Fig. 3 zeigt die Einzelanordnung von Querwänden, welche die nacheinanderfolgenden Abschnitte eines Heizelementes mit zwei konzentrischen Rohren voneinander trennen. Jn diesem Fall dient der linksseitige Abschnitt zur Verdampfung, der rechtsseitige Abschnitt zur Cberhitzüng.
- Fig.4 zeigt die Ausbildung eines Flansches einer Verbindung von zweirohrigen Elementen.
- Fig. 5 zeigt die Gesamtausbildung eines Elementes, wenn dieses eine beträchtliche Länge hat.
- Fig. 6 zeigt die Gesamtausbildung eines ähnlichen Elemente, wenn dieses trotz seiner großen Länge eine gerade Gestalt erhalten soll.
- Fig. 7 und 8 zeigen die Einzelausbildung eines Hilfskörpers zum Ausbauen des Innenrohres eines Heizelementes mit zwei nicht geradlinigen Rohren.
- Fig. 9 zeigt die Einzelausbildung einer Vorrichtung zum Regeln der trberhitzungstemperatur eines Heizelementes. Fig. io zeigt eine Vorrichtung zum selbsttätigen Reinigen der Arbeitsfläche der Heizelemente.
- Fig. ii ist ein Querschnitt durch eine andere Ausführung des Heizelementes.
- Fig.12 ist ein entsprechender Teilschnitt parallel zur Achse.
- Fig. 13 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung.
- Gemäß den Fig. i und 2 ist der druckfeste, zylindrische Mantel i des Verbrennungsraumes an einem Ende durch eine kugelförmige Haube 2 und am anderen Ende durch einen abnehmbaren Deckel 3 abgeschlossen. Die kugelförmige Haube trägt den Brenner 4, das Einlaßrohr 6 für die Hauptluft und das Einlaßrohr 7 für die Nebenluft, die Zündkerze 5 und die Zuführungsrohre 8 für die Brennluft. Die Haube 2 ist gegen die Hitze der Feuerung durch eine Innenwand i i geschützt. Zwischen der Haube 2 und der Innenwand ii strömt z. B. die Brennluft der Feuerung. Durch eine feuerfeste Auskleidung 9 wird der Schutz vervollständigt. Der Deckel 3 und der zylindrische Mantel i des Verbrennungsraumes ist mit einer Innenwand io versehen. Zwischen dem Mantel i und der Innenwand io fließt z. B. die zu erhitzende Flüssigkeit. 12 bezeichnet einen Ablauf für die flüssigen Schlacken der Feuerung.
- Das aus drei Rohren zusammengesetzte Heizelement besteht aus dem innersten Rohr 13, dem Zwischenrohr 14 und dem Außenrohr 15. Die zu behandelnde Flüssigkeit gelangt in das innerste Rohr durch die Einlaßleitung 16. Das innerste Rohr geht durch die ganze Feuerung und tritt bei 17 durch eine Stopfbüchse aus. Es läßt die Flüssigkeit durch die Öffnung 18 in den Doppelmantel des Verbrennungsraumes eintreten, aus dem sie durch das Rohr i9 wieder austritt, um dann von unten nach oben den äußeren Ringraum des mit drei konzentrischen Rohren 13, 14, 15 versehenen Elementes zu durchfließen, aus dem sie bei 20 in die Reaktionskammer 21 tritt. Die heißen Gase treten bei 22 in den das innerste Rohr umgebenden Ringraum und treten bei 23 wieder aus, wonach sie z. B. in einer Gasturbine benutzt werden können. Ein Deckel 28 gestattet die Besichtigung des Heizelementes.
- Das aus zwei Rohren zusammengesetzte Element besteht aus dem Innenrohr 29 und dem Außenrohr 30. Das zu erhitzende Arbeitsmittel tritt bei 24 in den Ringraum ein und tritt bei 26 aus dem Element in die Reaktionskammer 21. Die Verbrennungsgase treten bei 27 in das mittlere Rohr ein und durch das Rohr 25 wieder aus. Durch die Anordnung der Einlaßrohre i9 und 24 werden die Flüssigkeiten in den Rohren 15 und 30 in eine stark kreisende Bewegung versetzt.
- Fig. 3 betrifft ein Heizelement für einen Kessel mit zwei konzentrischen Rohren. Das Innenrohr 29, das die Verbrennungsgase frei durchtreten läßt, bildet mit dem Außenrohr 3o einen Ringraum, der durch eine an der Außenseite des inneren Rohres befestigte Querwand 37 geteilt ist. Auf der linken Seite dieser Querwand strömt das aus Wasser und Dampf bestehende Gemisch, das durch die Öffnungen 38 und den Stutzen 31 in das Rohr 32 und dann in den Wasser- und Dampfsammler 33 übertritt. Der gesättigte
Dampf entweicht durch das Rohr 34 und tritt durch den Stutzen 35 und die Öffnungen 36 in den Ringraum auf der rechten Seite der Querwand 37 ein. Bei einer anderen Ausführung kann die gleiche Art- ordnung in der strichpunktiert angedeuteten Weise getrotfell werden. wozu bei 39 eine Verbindung her- ,estellt wird, welche die Teilung des Heizelementes zwischen dem Verdanipfungsabschnitt und dem Über- hitznllgsabsc'Ililitt gestattet. zeigt eine allgemeine Lösung der Aufgabe. Sie kallll für beliebige Zwecke der beiden Abschnitte des lleizelenlcilteä dienen. Fig. 4 zeigt einen der beiden Flansche einer Verbin- dung von Heizeleinentcn mit durchlaufendem innerem Rohrkanal und durch die Öffnungen 4o des Flansches durchlaufenclein Ringraum. Die gleichen Öffnungen sind natürlich auch in dein zugehörigen zweiten 1@ lailscli v. @r@eschclt. Die Vig. j5 lind cl betretteil eilte 1,üslin @ voll größtem Interesse. Diese U>;ung ist folgende: Für einen er- fi@<lmlgsge@i:iße@ liesset finit genügend hohem Be- triebsdruck, z. 13. von #5o Atin. oder mehr, wird z. B. ein @leizelemciit finit zwl-i kcriizetltrisclien Rohren vor- ausgesetzt, dessen Innenrohr einen genügend großen Uurchinesser hat, z. 13. voll i2cl nim oder mehr. Kerner wird vorausgesetzt, daß die heißen Gase mit einer großen Geschwindigkeit, z. 13. von So ni,s o;lei- mehr, clurclistriimeu. Das Heizelement inuß dann eilte ver- Il:iltilism@iLÜg gi-clf.ie länge haben, die fio in ol_ler mehr erreicilc@ii kann. Gleichzeitig wird alter die Wärine- dnrcllgangszafll durch die Wand des inneren Rohres bei etwa z 2oc@ C Rauchgasteinperatur auf 6ooooo und nilgar auf `oo iieccl kcal- in°- . 1i gesteigert. Es gelingt dann, mit einem einzigen Ileizelenient eine Leistung zti erzielen, die z. 13. 2(l cloo k\V entspricht. Ohne übermäßig großen Querschnitt des Rohres kann inan sogar io ciclo kN\' erreichen. Es ist auf diese Weise inüglich, äußerst einfache Kessel zu entwickeln, die fast keilten Unterhalt erfordern und sich insbesondere ohne Schwierigkeit für die Anwendung von Staubkohle eignen. Solche l@e:shl können mit einem einzigen Heizelement ausk@cnunen. Sie können wie Einrohr- kessel ohne Dainpfsannnler gebaut werden. Die Alt- Ordnung eine: Dampfsanunlers erfordert, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, nur einfache Änderungen, und sie ist desIialll in der Regel vorzuziehen. Die ;ilißerst lix)hen @t'ürtelurchgangszahlen, die dadurch erreicht wurden können, sin t ini wesentlichen infolge der großen Geschwindigkeit und @'erdiclitung des Gases lnüglich. Zur llersteIlultg voll Heizelementen gewünschter Länge und geringsten IZaunille;ltirfs ist es in der 4Regel angebracht, die 1?leniente in übereinander- oder aneillanderliegendell Windungen anzuordnen, wobei jede Sc lllange mit geraden Stücken versehen ist, die durch litilllkreisfiirniige Krümmer mit genügend großcin Halhinesser zur Vermeidung übermäßiger Stri>inungsvctluste miteinander verbunden sind. Bei einer s"Ichen Anordnung wii-@l am besten das innere ko@hr ail: aii ihren Enden miteinander verschweißten Stiickc@ii zu;@innneiige;etzt. Die Schweißstellen be- finden sich iii;llescliiclere an der Übergangsstelle zwi- schen cl(@ii @`eraden und den gekrümmten Stücken. Das - Als besonderer Fall der Fig. 3 können `'Findungen ohne gerade Stücke, also kreisförmige oler schraubenförmige Windungen angewendet werden.
- Fig. tl betrifft den Fall, wo das Heizelement trotz seiner großen Länge eine gerade Gestalt erhält. Dieser Fall kann insbesondere bei Crackapparaten eintreten. Es müssen dann besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, damit das innere Rohr sich frei (lehnen kann, da seine Temperatur höher liegt als diejenige des äußeren Rohres, und damit dieses innere Rolltnicht durchknickt. Dies gelingt dadurch, daß man das innere Rohr durch den Verschlußdeckel am Ende des Elementes durchtreten läßt, was finit Hilfe einer Stopfbüchse 5o geschehen kann. Dieses innere Rohr wir.l ferner durch ein Gewicht 5i gespannt, (las hei 52 altgreift und dessen Kette über eine Scheibe _53 läuft. Selbstverständlich ist hierbei das äußere Rohr all allen erforderlichen Stellen 48 und 49 mit Verbindungsflanschen versehen.
- Bei gewundenen Elementen wird die richtige Dehnung des inneren Rohres dadurch erzielt, daß das kalte Rohr eilte kürzere Länge erhält, die derart berechnet ist, daß das einmal gedehnte Rohr (he richtige Lage einnimmt.
- Zum Zentrieren des inneren Rohres sind auf diesem Abstandsdicke festgeschweißt.
- An der Außenwand des inneren Rollres sind im Ringraum Leitschaufeln befestigt, die das erhitzte Arbeitsmittel in eine Drehbewegung um dieses innere Rohr versetzen.
- Fig. 9 zeigt, wie für die Elemente eines ertindungsbemäßen Kessels eine genaue Einstellung der CTberhitzung erzielt werden kann, indem malt einen einstellbaren Teil der Heizgase derart ableitet, daß der zur Überhitzung dienende Abschnitt ganz o_ler teilweise kurzgeschlossen wird.
- Der im unteren Teil der Fig. 9 dargestellte Sollenkel ist ein Teil des Überhitzers. Bei 6o geht voni Innenrohr 2t) (Gasrohr) ein Zweigrohr ab. In dieses Zweigrohr ist eine Einstellklappe 61 aus feuerfestem (iußeisen eingebaut. Das Zweigrohr mündet bei fit in einen Verdampfungsabschnitt des Elementes, der in normaler Weise an der Querwand 63 beginnt. Die ganze Ahzweigung sowie die Einstellklappe 61 sind von einem Wassermantel umgeben, der durch ein konzentrisch zum Zweigrohr verlaufendes Rohr 64 gebildet wird. Das züi ver-lampfende Wasser tritt in diesen Wassermantel durch die Öffnungen 6_5 ein. flach (lern Durchfließen des Mantels geht das Wasser in den ringförtnigen Raum des Verdampfungsahschnittes ('urch Öffnungen 66 über.
- In geraden Elementen kann ohne weitere; eine selbstt:itige Reinigungsvorrichtung für die Austauschfläche ve@rgeschen werden, die finit der züi behandeln:'cn Flüs,igkeit in Berührung steht. Der Grundgedanke einer solchen Vorrichtung ist in Fig. io dargestellt. Das äußere Rohr 3o dreht sich um die Achse des Elernentes. 1:s tragt mehrere fe'erticle Schaber 6c1, welche die ganze äußere Fläche de: mittleren Rohre; 2y abkratzen.
- Bci der .Ausführung gemäß den Fig. i1 und 12 ist ;o (fas ;iußere Rohr, während die inneren Rohre finit 2, ;3, ,-+ und ;5 bezeichnet sind. Es sind in diesem Fall beispielsweise vier Innenrohre vorgesehen. Sie können einander gleich oder ungleich sein.
- Irr Fig. 12 sieht man (las äußere Rohr 70 und zwei Innenrohre ;3 und @.1. ;7 ist eine Querw-an(1, welche die Heizgasrcihre durchgehen läßt und das I:Icrl1erit so teilt, daß auf der linken Seite z. 13. ein Verdatnpfungsab,chnitt, auf der rechten Seite aber z. B. ein Überhitzungsabschnitt entsteht.
- Anstatt parallel zum Außenrohr züi verlaufen, können die Rohre 72, 73, 71, 75 auch schraubenfö rtnig finit großer Steigung um die Achse des Außenrohres 70 ,gewurn:en sein, wie (lies schematisch in Fig. 13 dargestellt ist. Durch diese Anordnung kann (l et- Wärmedurchgang verbessert werden.
Claims (1)
-
PATEN TA\St'YCCHE: durchlaufen, daß aber der äußere Ringraum bzw. im Lall zweier Rollre (i er Ringraum durch Querwände in Abschnitte unterteilt ist, deren jeder einem bestimmten zu erhitzenden Mittel zugeor?net sein kann (Fig.3). Erhitzer nach Anspruch t finit nur einem Heizflächeneletnent mit nur konzentrischen Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr mittels einer Stopfbüchse verschiebbar im äußerem Rohr abgedichtet ist, wobei es durch ein Ge-,vicht gespannt sein kann 6). 6. Erhitzer nach Anspruch i, dadurch gekenn- zeichnet, (laß jedes Heizelement großer 1-inge als Schlange mit aneinanderliegenden Windungen aus- gebildet ist, wobei jede Windung aus geraden Strecken und diese unter sich verbindenden kreis- bogenförmigen Strecken oder nur aus kreisbogen- förmigen Stücken zusammengesetzt ist. Erhitzer nach Anspruch f), dadurch gekenn- zeichnet, (1a13 das innere Rohr einstückig aus meh- reren zusammengeschweißten "heilen besteht, wobei die Schweißstellen insbesondere an den Verbin- dungsstellen zwischen den geraden und den ge- krümmten Strecken vorgesehen sür#l, (las äußere Rohr mit Verbindungsflansche insbesondere gegenüber den Schweil)stelleri versehen ist und in dieses äußere Rohr eine ()der mehrere zerlegbare Muffen eingeschaltet sind, die nach ihrer Entfer- nung das Aufklaffen der Flansche (ges äußeren Rohres gestatten und dadurch die Schweißstellen des Innenrohres entweder zum I)urctis:i,gen oller zum neuen Verschweißen freilegen. Erhitzer nach Anspruch t, et;uitircli gekenn- zeichnet, daß das Innenrohr in kaltem Zustand eine kürzere Länge Trat, die derart berechnet ist, (laß (las heiße Rohr genau die richtige Lage ein- Element durch zwei @@ ler mehr Stutzen eingelassen wird, die derart ;rrrsgel)ilc'et sin;l, daß das Mittel im Element in eire stark kreisende Bewegung ver- setzt wird. i,;. Erhitzer nach Anspruch r mit geraden Ele- menten, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen- nAr sich um die Achse des 1?lementes drehen kann urul federnde Schaher trägt, die eine selbsttätige Reinigung der ganzen äußeren lläche des mitt- leren Rohres gestatten (hig. irr). 14- Erhitzer nach Anspruch i, dadurch gekerjn- zeichnet, (laß die Heizelcrnente aus einem u ler
Applications Claiming Priority (1)
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FR845947X | 1948-02-07 |
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DES323A Expired DE845947C (de) | 1948-02-07 | 1949-10-28 | Erhitzer fuer Fluessigkeiten und Gase, insbesondere Kessel oder Crackapparat, mit Druckfeuerung |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3508382A1 (de) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Vorrichtung zur waerme- und/oder stoffuebertragung mit hilfe von hohlfaeden |
-
1949
- 1949-10-28 DE DES323A patent/DE845947C/de not_active Expired
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DE3508382A1 (de) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Vorrichtung zur waerme- und/oder stoffuebertragung mit hilfe von hohlfaeden |
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