DE887046C - Dampferzeuger, insbesondere Zwanglauf-Dampferzeuger, mit in den Feuerraum vorspringenden Kuehlrohrwaenden - Google Patents

Dampferzeuger, insbesondere Zwanglauf-Dampferzeuger, mit in den Feuerraum vorspringenden Kuehlrohrwaenden

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DE887046C
DE887046C DEM606D DEM0000606D DE887046C DE 887046 C DE887046 C DE 887046C DE M606 D DEM606 D DE M606D DE M0000606 D DEM0000606 D DE M0000606D DE 887046 C DE887046 C DE 887046C
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DE
Germany
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steam generator
combustion chamber
tubes
steam
flow
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Expired
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DEM606D
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Heinrich Dr-Ing Vorkauf
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HERPEN CO KG LA MONT KESSEL
Original Assignee
HERPEN CO KG LA MONT KESSEL
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    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/62Component parts or details of steam boilers specially adapted for steam boilers of forced-flow type
    • F22B37/64Mounting of, or supporting arrangements for, tube units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/34Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes grouped in panel form surrounding the combustion chamber, i.e. radiation boilers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B21/341Vertical radiation boilers with combustion in the lower part

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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung ist an Hand der Beispiele nach Abb: i bis 6 näher erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dainpferzeu.ger, insbesondere Zwanglauf-Dampferzeuger, mit in den Feuerraum vorspringenden, den anschließenden Gaszug einengenden und vom Feuerraum her bestrahlten Kühlrohrwänden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor und senkrecht zu den Kühlrohrwänden (3) in Richtung des Gasstromes in ,den Feuerraum (i) hineinragende Rohrtafeln (9) in weitem Abstand voneinander angeordnet sind.
  2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Rohrtafeln (9) dicht aneinanderliegen.
  3. 3. Dampferzeuger nach Anspruch i mit einem von .den Gasen nach der Einengung durch die in den Feuerraum vorspringenden Kühlrohrwände durchströmten Raum, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rohrtafeln (9) in diesen Raum hineinziehen.
  4. 4, Dampferzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Rohrtafeln (9) in die Berührungsheizfläche (15) aufgelöst sind.
  5. 5. Dampferzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Rohrtafeln (9) aus U-förmig oder mehrmals in Längsrichtung der Tafel gewundenen Rohren bestehen. ' Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 622835, 625997, 418869, 713222; französische Patentschriften Nr. 684150, 575 437; britische Patentschrift Nr. 218 492; USA.-Patentschrift Nr. 1 666 532; Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen, i941, S. 17o, Abb.3; i9.4o, S.29, Abb.7 und 8; Steinmüller: »Dampfanlagen«, S.
  6. 6, Abb. Kohlenscheidunäsgesellschaft, Zeichnung Nr. 16o, 241.
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