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Dampferzeuger, insbesondere Zwanglauf-Dampferzeuger, mit in den Feuerraum
vorspringenden Kühlrohrwänden Die Erfindung hat eine Feuerraumauskleidung für Dampferzeuger,
insbesondere Zwanglauf-Dampferzeuger, zum Gegenstand, bei denen eine mit Kühlrohren
verkleidete und vom Feuerraum her bestrahlte Feuerraumwand oder auch mehrere in
den Feuerraum vorspringen und den anschließenden Gaszug einengen. Bei -derartig
ausgebildeten Dampferzeugern zeigte sich bald eine starke Versinterung der Kühlrohre
an den vorspringenden Teilen der Feuerraumwände,weil durch den Aufprall der Rauchgase
die mitgeführten, noch in einem weichen und klebrigen Zustand befindlichen Schlackenteilchen
an den Rohren haften bleiben. Damit nimmt die Kühlfähigkeit .der an den vorspringenden
Teilen der Peuerraumwandung angeordneten Kühlflächen stark ab und als Folge hiervon
steigt die Temperatur der Rauchgase vor der Berührungsheizfläche an, so daß jetzt
auch die Gefahr der Versinterung dieser Heizfläche besteht. Außerdem kann als weitere
nachteilige Folge auch die Heißdampftemperatur ansteigen. Bei an sich schon hoher
Überhitzung können dann örtliche Überhitzung des Werkstoffes und Dampfspaltung zu
einer schnellen Zerstörung dieser Heizfläche führen.
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Erfindungsgemäß wird zur Verhinderung von -nsinterungen an den Rohren
von in den Feuerraum vorspringenden, den anschließenden Gaszug
einengenden
Kühlrohrwänden torgeschlagen, unmittelbar vor und senkrecht zu den Kühlrohrwänden
in Richtung des Gasstromes in den Feuerraum hineinragende Rohrtafeln- -in weitem
Abstand voneinander anzuordnen. Zwischen diesen Rohrtafeln werden .die Rauchgase
in an sich bekannter Weise unter Wärmeabgabe durch Strahlung soweit abgekühlt, daß
eine Versinterung an den vorspringenden Kühlrohrwänden nicht mehr zu befürchten
ist, ohne daß jedoch die Bestrahlung der Kühlrohrwände vom Feuerraum her behindert
wird. Ferner wird durch die unmittelbar von den vorspringenden Kühlrohrwänden ausgehenden
Rohrtafeln ein Strömungstotraum vor den vorspringenden Flächen geschaffen. In den
von den Rohrtafeln gebildeten Stauräumen wird der zur Einengung gezwungene Gasstrom.
mit i-erschiedener Geschwindigkeit strömen, und zwar so, daß das Gas in seiner Hauptmasse
nicht tief in die Stauräume eindringt, sondern schon vorher abgelenkt wird. Die
unmittelbar an die vorspringenden Kühlrohrwände gelangenden Gase werden wesentlich
tiefer abgekühlt, und auch hierdurch wird einer Versinterung vorgebeugt. Es ist
möglich, die Rohrtafeln über die eigentliche vorspringende Kühlrohrwand hinaus bis
an die Feuerraumdecke zu führen. Auch kann es zweckmäßig sein, die Rohre der Rohrtafeln
zu einer vorgeschalteten Berührungsheizfläche aufzulösen.
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Der Vorschlag nach der Erfindung ist besonders leicht bei Dampferzeugern
mit Zwanglauf durchzuführen, da hier 'größere Freiheit in der Verlegung der Kühlrohre
besteht. Dies schließt aber nicht aus, von dem Erfindungsgedanken auch für Dampferzeuger
mit Naturumlauf Gebrauch zu machen.
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Bei einem Wasserrolirkessel ist bekanntgeworden, vor einer geschlossenen
Rückwand Rohre anzuordnen, die aus einer Rohrebene herausgebogen sind derart, daß
vor der geschlossenen Rohrwand drei Rohrreihen entstehen mit einem Rohrabstand,
der mindestens dem dreifachen Durchmesser entspricht. Hierdurch soll erreicht werden,
daß ein größerer Heizflächenteil von der Feuerung her bestrahlt wird. Durch die
Ausbiegung der Rohre in den Feuerraum hinein entstehen schräg nach der Feuerung
zu .gerichtete N N ischen, die aber nicht b geschlossen sind, sondern miteinander
in Verbindung stehen. Durch diese Rohranordnung, die nichts anderes als eine Berührungsheizfläche
mit schräg verlaufender Rohranordnung vor einer geschlossenen Lenkwand darstellt,
Mann eine Versinterung der Heizfläche nicht verhindert werden, denn bei einem sich
gegen die Lenkwand bewegenden Gasstrom werden alle Rohre, die vor der Lenkwand liegen,
von dem Gasstrom getroffen und müssen genau so versintern wie eine Lenkwand allein,
da die Gase auf ganzer Breite gegen die Rohre prallen. Ferner ist bekannt, in einem
Wasserrohrkessel mit eingezogenem Feuerraum in dem oberen eingezogenen Teil aus
Überhitzerrohren bestehende Strahlungstafeln anzuordnen. Besondere Maßnahmen zur
Verhinderung von Ansinterungen an den Rohren des vorspringenden Teiles der Feuerraumwandung
sind nicht vorgesehen.
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Die Erfindung ist an Hand der Beispiele nach Abb: i bis 6 näher erläutert.
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Abb. i zeigt einen Zwanglauf-Dampferzeuger 1111t Kohlenstaubfeuerung
und Abb. 2 einen Schnitt dazu nach der Linie A-B. Der Feuerrauen i ist allseitig
gekühlt. Die Rückwandrohre 2 des Feuerraumes i sind in ihrem oberen Teil abgebogen
und bilden eine schräg in den Feuerraum i vorspringende, die Feuergase umlenkende
Kühlrohrw and 3, die in dem anschließenden senkrechten Teil zum Durchtritt der Feuergase
aufgelockert ist. In dem an den Feuerraum i anschließenden waagerechten Zug 4 sind
eine Verdampfungsheizfläche 5 und eine Überhitzerheizfläche 6 untergebracht. Die
Verdampfttngslieizfläche - # ist - ebenso wie die Kühlrohrwand 3 aus den Rohren
2 der Feuerraumrückwand gebildet. In dem absteigenden Zug 7 sind weitere Heizflächen
8 angeordnet, die Verdampfungsheizfläche, Speisewasser- oder Luftvorwärmer sein
können. Gemäß der Erfindung liegen unmittelbar vor ,der vorspringenden Kiihlrohrwand
3 Rohrtafeln 9, die in gleicher Richtung verlaufen wie die Kühlrohrwand 3, d. h.
schräg von unten nach oben. Durch Brenner io in der Stirnwand i i des Feuerraumes
wird der Brennstoff eingeblasen. Die Rauchgase steigen in dem Feuerraum i hoch und
prallen dabei gegen die vorspringende Kühlrohrwand 3. Durch die Rohrtafeln 9 -wird
aber den Rauchgasen so viel Wärme entzogen, daß die im Rauchgasstrom mitgerissenen
Schlackenteilchen schon vor ihrem Auftreffen auf die Kühlrohrwand 3 genügend weit
abgekühlt sind und nicht mehr an dieser Fläche ankleben. Bei Teillast werden die
Rauchgase vorwiegend in dem vorderen Teil des Feuerraumes strömen und danach streben,
diesen auf dem kürzesten Wege durch die Berührungsheizfläche 5 zu verlassen. In
diesem Teil des Feuerraumes werden die Rauchgase ärii wenigsten Uekühlt, da ihr
Weg zwischen den Rohrtafeln 9 nur kurz ist. Diese im Verhältnis bei Teillast geringere
Abkühlung ist erwünscht, da ,die Feuerraumtemperatur an sich schon niedriger ist
als bei Vollast oder Überlast. Dagegen wird bei Vollast und noch mehr bei Überlast
der Brennstoff entsprechend dem höheren Druck der Verbrennungsluft mehr in den hinteren
Teil des Feuerraumes i geblasen. Die Feuerraumtemperatur steigt an. Da aber ein
größerer Teil der Rauchgase den Raum zwischen den Rohrtafeln 9 durchströmen muß
und dabei stark abgekühlt wird, nimmt die Temperatur vor der Berührungsheizfläche
5 erheblich weniger zu als der Leistungssteigerung entsprechen würde. Dadurch ist
es möglich, eine Versinterung .der Berührungsheizfläche 5 auch bei Höchstlast zu
vermeiden. Darüber hinaus ist es von größtem Vorteil, die Eintrittstemperatur der
Rauchgase in die Berührungsheizflächen bei den verschiedenen Belastungen in möglichst
engen -Grenzen zu halten, tim eine möglichst gleichbleibende Heißdampftemperatur
zu
erhalten. Die Rohrtafeln 9 sind, -wie das Beispiel zeigt, aus U-förmig gebogenen
Rohren gebildet, die von dem Verteiler 12 ausgehen und in den Sammler 13 einmünden.
Selbstverständlich können die Rohre der Rohrtafeln auch mehrmals hin und her gewunden
werden. Das Kühlmittel wird dem Verteiler 12 mittels einer nicht dargestellten Pumpe
zugeführt, .die es auch durch die Rohre der Rohrtafeln 9 über .den Sammler 13 bis
jii die Trommel 14 fördert.
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In dem Beispiel nach Abb.3 werden die Rohrtafeln im Gegensatz. zu
dem vorherigen Beispiel nur bis zum Ende der vorspringenden Kühlrohrwand 3 geführt
und dann zu einer zusätzlichen, über den Zugquerschnitt verteilten Berührungsheizfläche
15 aufgelöst, die rauchgasseitig der Berührungsheizfläche 5 vorgeschaltet ist. Das
Abbiegen der Rohre aus der Ebene der Rohrtafeln 9 in die Ebene des Zugquerschnittes
ist aus der zugehörigen Abbildung 4. ersichtlich. Auch hier gehen die Rohre der
Rohrtafeln 9 von den Verteilernil ata und münden in die Sammler 13.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens für einen Zwangumlauf-Dampferzeuger
mit Wanderrostfeuerung zeigen. Abb.5 und 6. Die Verdampfungsrohre, die die Decke
des Feuerraumes i auskleiden, bilden eine in den Feuerraum vorspringendeKühlrohrwand3,
gegen die die aufsteigenden Rauchgasströme anprallen und die dabei besonders der
Versinterung ausgesetzt sind. Zur Vermeidung der Ansinterung werden erfindungsgemäß
vor dieser Kühlfläche wiederum Rohrtafeln 9 gezogen, die in Richtung der Kühlrohrwan.d
3 verlaufen. Die Rohre .der Rohrtafeln 9 gehen von dem Verteiler 12 aus und münden
nach mehrmaligem Biegen unmittelbar in die Trommel 1q. ein. Die Verdampf ungsrohre
für die Auskleidung der Stirn-und Rückwand des Feuerraumes sowie der Kühlrohrwand
3 an der Decke gehen von dem Hauptverteiler i5 aus und bilden auch gleichzeitig
die Berührungsheizfläche 5. Die Seitenwände sind unverkleidet und dienen als Rückstrahlflächen
zur besseren Zündung des Brennstoffes. Selbstverständlich könnten auch hier Kühlflächen
vorgesehen -werden, wenn die Größe des Dampferzeugers und die Art des Brennstoffes
dies erfordern, ' wie es unter Umständen auch notwendig sein kann, z. B. bei gasarmem
Brennstoff auf eine Auskleidung der Feuerrau.mwände im unteren Teil des Feuerraumes
ganz zu verzichten. Die Umwälzeinrichtungen für die Arbeitsmittel sind, cla allgemein
bekannt, auch hier nicht dargestellt.
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In den dargestellten Beispielen sind die Rohre der Rohrtafeln in Längsrichtung
dieser Tafel gewunden; es ist aber auch möglich, die Rohre quer zur Längsrichtung
der Tafel zu biegen.