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Zwanglaufkessel mit von einer aus Kesselrohren bestehenden, den Feuerraum
in zwei Brennkammern unterteilenden Zwischenwand. Die Erfindung bezieht sich auf
Zwanglaufkessel mit von einer, aus Kesselrohren bestehenden, den Feuerraum in zwei
Brennkammern unterteilenden Zwischenwand.
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Bei vielen der modernen mit wassergekühlten Feuerraumwänd.en. ausgestatteten
Dampfkessel wurde die Anforderung an die Größe ihrer Leistungsfähigkeit so gesteigert,
daß es sich als notwendig erwies, den Kessel mit einer Zwischenwand auszurüsten,
die seinen Feuerraum in zwei Brennkammern unterteilte. Durch diese Aufteilung wird
das .für den wirtschaftlichen Betrieb des Kessels richtige Verhältnis der wärmeaufnehmenden
Wandoberflächen zum Volumen des Feuerraumes gewährleistet. Da beide Seiten der Zwischenwand
der vollen Wärmeeinstrahlung aus beiden Brennkammern ausgesetzt sind., müssen besondere
Vorrichtungen vorgesehen, werden, um die Zwischenwand so zu versteifen, daß sie
den starken, Beanspruchungen, denen sie unterworfen ist, widerstehen kann.
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Weiterhin, kommt es nach der Erfindung darauf an, einen weitgehenden
Ausgleich der in den Brennkamm-ern, z. B: bei Verpuffungen, auftretenden unterschiedlichen
Drücke durch die Zwischenwand hindurch trotz eng aneinandergereihter Zwischenwandrohre
zu erreichen, insbesondere die Zwischenwand von diesen Druckunterschieden zu entlasten.
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Diese Forderungen werden nach der Erfindung dadurch erfüllt, daß jedes
Rohr der Zwischenwand etagenweise übereinander abwechselnd und die
nebeneinanderliegenden
Rohre abwechselnd nach der einen bzw. nach der anderen Seite der Zwischenwand hin
ausgebogen sind und die miteinander fluchtenden Überkreuzungen der nebeneinander
aufsteigenden Zwischenwandrohre je auf zwei Flanken von den Sehenkeln U-förmig gebogener
Rohre eingefaßt sind, die quer zu den Wandrohren verlegt sind.
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Für -mäanderförmig gewundene Rohrbänder für die Umfassungswände von
Feuerräumen, bei -denen die auf- und absteigenden. Schenkel der Rohre an den Umkehrstellen
des Rohrbandes U-Rohre bilden, ist bereits vorgeschlagen worden, an den Umkehrstellen
des Rohrbandes jeweils das innerste Rohr aus der Ebene der Wand herauszubiegen und
so weit zu verlängern, daß es die Umkehrbogen der anderen Rohre des Rohrbandes überdeckt
und anschließend in der Wand des Feuerraumes verankert werden kann. Für Zwischenwände
in Feuerräumen ist eine derartige Konstruktion aber nicht anwendbar.
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Es ist auch schon eine Feuerraumzwisch.enwand aus Kesselrohren vorgeschlagen
worden, deren aufrecht geführte Rohre zwecks Versteifung an Rohren befestigt werden
sollten, welche die Rohrwand überquerten. Hierbei sollten die Zwischenwandrohre
jeweils nur an einer Seite an diagonal zu ihnen verlegten Versteifungsrohren angeschweißt
werden. Da Haftschweißungen ohnehin wenig haltbar sind und bei der bekannten Rohrüberkreuzung
denkbar ungünstig anzubringen sind, konnte der bekannte Vorschlag den Anforderungen
der Praxis nicht genügen, zumal die diagonal geführten Versteifungsrohre sich in
anderen Richtungen dehnten als die Zwischenwandrohre.
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Demgegenüber sind bei der neuen Zwischenwand die Zwischenwandrohre
in ein- und d°mselben Bereich stets von zwei Versteifungsrohren flankiert, die ein-
und demselben U-Rohr angehören.
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Die Zwischenw androhre verlaufen auf dem weitaus größten Teil ilYrer
Länge in einer Schlangenlinie, wobei Rohrteile - von der Mittelebene der Wand aus
betrachtet - seitlich und zwar erst auf der einen und dann auf der. anderen Seite
versetzt sind, und einige von den Rohren gegenüber anderen versetzt sind, um Öffnungen
und Durchgänge durch die Wand zu bilden. Die Versteifungsrohre, die diese seitlich
versetzten Rohrteile untereinander zusammenhalten, sind in bestimmten Höhenabständen
ausgerichtet. Bei jeder Überkreuzung von der einen zur anderen Wandseite ist ein
Versteifungsrohrpaar quer durch die Wand gezogen., das so angeordnet ist, daß die
Wandrohre von je zwei Versteifungsrohren eingefaßt werden. Die Versteifungsrohre
können starr mit den Rohren der Zwischenwand verbunden werden und sind an den Wasserkreislauf
des Kessels angeschlossen, so daß sie eine bestimmte Zirkulationsmenge erhalten.
Die Zwischenwand ist durch die wassergekühlten Stützrohre starr verankert und so
ausgebildet, daß ein Druckausgleich zwischen den. beiden Brennkammern durch die
vielen Wandöffnungen sichergestellt ist. Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes
gehen aus dem Ausführungsbeispiel nach den Zeichnungen und aus der Zeichnungsbeschreibung
hervor. Es zeigt Abb. i einen Querschnitt durch einen Dampfkessel für hohe Leistungen
gemäß der vorliegenden Erfindung, mit der die durch die ganze Brenn- und Ausbrennkammer
sich erstreckenden Zwischenwand, Abb.2 eine Draufsicht auf die Brennkammer dieses
Kessels gemäß Linie 2-2 in Abb. i, Abb. 3 einen Längsschnitt durch die Zwischenwand
gemäß Linie 3-3 in Abb,, i, Abb.4 einen vergrößerten Querschnitt der in Abb. 3 dargestellten
Zwischenwand gemäß Linie 4-4 in Abb. 3, Abb. 5 eine Draufsicht auf die Zwischenwand
gemäß Linie 5-5 in Abb, 4, Abb, 6 eine Teilansicht über die Verbindung der Rohrwände
mit den Stützrohren, Abb. 7 eine: Seitenansicht des in Abb. 6 dargestellten Ausschnittes
gemäß Linie 7-7, Abb. 8 einen Längsschnitt durch die Zwischenwand ähnlich Abb. 3,
jedoch bei einer anderen Ausführungsform, Abb.9 eine Seitenansicht der in Abb. 8
dargestellten Wand gemäß Linie 9-9 in Abb. 8, Abb. io eine Draufsicht auf die abgeänderte
Ausführungsform gemäß Linie io-io in Abb. 9. Der Kessel in Abb. i zeigt die längliche,
hauptsächlich vertikale Brennkammer io von rechteckigem Querschnitt, die in zwei
Teilbrennkammern i2 und 14 mittels einer senkrechten Rohrzwischenwand 16 unterteilt
ist. Die Zwischenwand 16 ist zwischen der Vorder- und Rückwand 18 und io angeordnet.
Der obere Feuerungsteil steht in Verbindung mit dem horizontalen Rauchgaszug 22,
der sich im wesentlichen über die ganze Rückwand erstreckt, und weiterhin in Verbindung
mit dem oberen Ende des Rauchgaszuges 24 steht. Der Brennkammerboden ist durch die
einwärts geneigten Rohrteile von. Vorder- und Rückwand 18 und 2o trichterförmig
ausgebildet. Die Enden der Rohrwände lassen. zwischen sich eine Öffnung für den
Durchfall der Asche in: den Aschentrichter 25 frei.
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Jede der Teilbrennkammern ist mit Brennern 26 ausgerüstet, die an
den Ecken der Brennkammern angeordnet sind, um eine Tangentialfeuerung der wohlbekannen
Art zu erreichen.
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Der DampferzeugendeWasserumlauf des Kessels umfaßt die Rohre 28,-
welche die vier Wände der Brennkammer begrenzen und sich über diel ganze Höhe dieser
Wände erstrecken, und die Rohre 30, welche ebenfalls die Feuerung in ihrer Höhe
durchziehen, und dabei die Zwischenwand 16 bilden. Alle diese Rohre sind an ihren
oberen oder Auslaßenden mit der Dampf- und Wassertrommel 32
durch entsprechende
Sammler und Verbindungsleitungen verbunden. An ihren unteren oder Einlaßenden sind
sie mit Pumpen. 36, von denen nur eine gezeigt ist, gleichfalls durch entsprechende
Sammler und Verbindungsleitungen verbunden.
Die Pumpen 36 erhalten
das Kesselwasser von der Trommel 32 durch die Fallrohre 34 und sind so ausgelegt,
daß sie das Kesselwasser aufwärts durch die Rohre 28 und 30 zurück zur Kesseltrommel
32 befördern, wobei ein Teil des Wassers beim Durchfließen dieser Rohre in Dampf
umgewandelt wird. Die Einla.ß- oder unteren Enden der Wandrohre 30 sind zu
der Vorder- und Rückwand der Brennkammer hin, wie die Abb. i zeigt, abgebogen:,
so daß nahezu die Hälfte dieser Rohre durch den geneigten Teil der Vorderwand, die
restlichen Rohre dagegen durch den geneigten Teil der Rückwand jeweils im rechten
Winkel gezogen sind. Die. Rohrenden sind mit den Einlaßsa.mml ern 35 verbunden,
die parallel und benachbart zu den geneigten Wandteilen angebracht sind.
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Bei Zwangumlaufkesseln ist an jedem der Rohre, vorzugsweise am Einlaß
der Rohre, eine Mündung bzw. eine Regelvorrichtung für die Flüssigkeitsmenge angebracht,
um die durch jedes einzelne Rohr fließende Wassermenge zu regeln und zwar je nach
der erforderlichen Leistung des Kessels. Obwohl dies in der Abb. i nicht dargestellt
ist, so ist doch jedes der Rohre 28 und 30 mit einer Öffnung versehen, durch die
durch die Rohre fließende Wassermenge geregelt werden kann.
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Der beim Wasserumlauf erzeugte Dampf durchströmt nach Verlassen der
Dampf- und Wassertrommel 32 die Überhitzerteile 37 und 38 in bekannter Weise und
wird dann zur Verbraucherstelle, beispielsweise einer Turbine, geleitet. Zusätzlich
zu dem Überhitzerteil38 kann innerhalb des @ Gaszuges 22 noch ein Zwischenüberhitzer
4o angeordnet werden, in dem der Dampf, nachdem er teilweise, entspannt worden ist,
zurückgeführt wird, um erneut erhitzt und auf eine gewünschte Temperatur und einen
gewünschten Druck gebracht zu werden.
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Auf der größeren Hälfte ihrer Länge ist die Zwischenwand 16 mit Öffnungen
versehen, die dem Ausgleich unterschiedlicher Drücke in den Brennkammern 12 und
14 dienen sollen. Diese Unterschiede in den Druckverhältnissen werden durch Verpuffungen,
ungleiche Brennstoffverteilung u. dgl. erzeugt. Dazu sind die Rohre 3o der Wand
in Form einer Schlangenlinie abgebogen und zwar derart, daß, von der Mittelebene
aus betrachtet. Teile eines jeden Rohres nach der einen und dann räch der anderen
Seite ausgebogen werden (Abb.3). Zueinander benachbart liegende Rohre sind gegeneinander
versetzt angeordnet, so daß weite Durchlässe 42 gebildet sind, welche. den Druckausgleich
zwischen beiden Brennkammern ermöglichen.
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Die Teilstücke der Rohre 30, welche. sich durch die Mittelebene der
Wand 16 ziehen. und die, wie in Abb. 3, 4, 8 und 9 gezeigt ist, die seitlich versetzten
Rohrteile verbinden, sind quer über die Wand hin ausgerichtet. Bei der Überschneidung
dieser gegeneinander ausgerichteten Rohrteile sind wassergekühlte Versteifungsrohre
44 quer über die Wand gezogen, wobei die gegeneinander ausgerichteten Rohrteile
zwischen je zwei Versteifungsrohre zu liegen kommen und fest mit dieser: verbunden
werden.
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In. dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i bis 5 sind diese Versteifungsrohre
44 in der Form eines U bzw. einer Schleife verlegt. Eine Rohrschleife ist
jeweils über einer anderen angeordnet. Jeweils werden dabei, wie schon erwähnt,
die gegeneinander ausgerichteten Rohrteilstücke umfaßt. Die Enden der U-förmig gebogenen
Rohre 44 werden serienweise mit dem Brennkammerrohr 28 verbunden, welches benachbart
und in der Ebene der Teilungswand (Abb.4 und 5) liegt, so daß das Wasser, welches
durch dieses Rohr 28 gepreßt wird, gleichzeitig durch das Versteifungsrohr 44 fließt.
Die U-förmigen Versteifungsrohre 44 sind über die ganze Länge der Wand 16 versetzt
zueinander angeordnet, so daß sie abwechselnd mit einem bzw. mit dem anderen der
Rohre 28 verbunden sind, und sie so jeweils einen Teil des an der einen Seite der
Wand gelegenen Rohres 28 bilden oder des an dem anderen Ende der Wand gelegenen
Rohres 28.
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Um zu verhindern, daß die Zwischenwand in der Feuerung pendelt, greifen
die Umkehrbogen der Versteifungsrohre 44 jeweils zwischen einem Paar der Wandrohre
28, wohingegen die in der Ebene der Zwischenwand 16 angeordneten Wandrohre 28 entsprechend
den Umkehrbogen der Versteifungsrohre ausgebogen. sind.
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Die Versteifungsrohre halten jedes der Zwischenwandrohre in seiner
Lage. Hierzu sind die Halteplatten 46 vorgesehen, die, an die Versteifungsrohre
und an die Wandrohre 30, wie in den Abb. 6 und 7 gezeigt, angeschweißt sein können.
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Neben den Öffnungen, welche in der Zwischenwand zwischen den versetzt
angeordneten Rohren 30 verbleiben, läßt die. Zwischenwand in ihrem unteren
Teil noch die Öffnung 48 (Abb. i) zum Ausgleich des Druckes zwischen den Brennkammern
12 und 14 frei.
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-Die Ausführungsform gemäß den Abb. 8 bis io unterscheidet sich von
der nach den Abb. i bis 7 durch die Anordnung von Rohrpaaren 44', die Schenkel U-förmiger
Rohre in horizontaler Ebene sind. Dabei sind die Versteifungsrohre 44' aber ebenfalls
mit Rohren 28 bzw. Feuerungswände im Wasserfluß hintereinandergeschaltet.
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Die Zeichnungen offenbaren das Wesen der Erfindung, ohne daß die Erfindung
auf die, gezeigten Ausführungsformen beschränkt wäre.