DE970031C

DE970031C - Reinroehrendampfkessel

Info

Publication number: DE970031C
Application number: DER5732A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Rossi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-04-11
Filing date: 1951-04-12
Publication date: 1958-08-14
Also published as: GB729425A; CH291323A; FR1044653A; ES197376A1

Description

Reinröhrendampfkessel Die Erfindung betrifft einen Reinröhrendampfkessel.
Es ist bekannt, daß bei neuzeitlichen Wasserrohrkesseln der Umlauf des Kesselwassers nicht immer voll befriedigt, da die Abmessungen der Wasserkammer aus technischen und wirtschaftlichen Gründen begrenzt sind. Will man andererseits den Inhalt der Siederohre erhöhen, so erzeugen die Veränderungen im Dampfbedarf im Wasserstand Strömungen und Schwankungen, die die Bedienung des Kessels erschweren.
Dazu kommt, daß die nicht mit einer Umlaufpumpe ausgerüsteten Dampfkessel den bedeutenden spezifischen Belastungsbeanspruchungen nicht immer gewachsen sind und daher den Wasserumlauf in Frage stellen. Tatsächlich bewirken sowohl der Abstand zwischen den einzelnen Wasserkammern als auch der beschränkte Querschnitt der Fallrohre und ihre der Wärme ausgesetzte Oberfläche unter dem Einfluß der stärkeren Dampfbildung die Verdrängung des in den ungenügend gespeisten Siederohren enthaltenen Wassers, wobei sich Überhitzungsgefahr, Außenoxydierung, vorzeitige salzige Kesselsteinablagerungen und wellenmäßige Bewegungen in der Wasserkammer ergeben, die mit starken Wasserstandsschwankungen und Wassermitnahme durch den Dampf verbunden sind.
Diese Nachteile werden bei dem Reinröhrendampfkessel nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß die im wesentlichen senkrechten, einzeln oder gruppenweise nebeneinander angeordneten befeuerten Siederohre und Fallrohre die Wände der Verbrennungskammer bilden und daß der Gesamtquerschnitt der befeuerten Fallrohre größer als der Gesamtquerschnitt der Siederohre ist. Hierdurch wird ein Reinröhrendampfkessel geschaffen, dessen Was- Serumlauf vom Anheizen an gesichert ist, der hinsichtlich Belastungsschwankungen sehr elastisch ist und außerdem einen einfachen und übersichtlichen Aufbau besitzt. Zweckmäßigerweise bilden Siederohre und Fallrohre Rohrgruppen, von denen jede aus einer bestimmten Anzahl durch mindestens ein Fallrohr gespeister Siederohre besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Kessels nach der Erfindung ist oberhalb der Verbrennungskammer eine aus Rohren bestehende Wasserkammer angeordnet, die unten über geneigt verlaufende und als Nebensiederohre wirkende Rohrleitungen an die Siederohre angeschlossen sind.
Ein Reinröhrendampfkessel nach der Erfindung weist in der Hauptsache die folgenden charakteristischen Eigenschaften auf: r. Der Umlauf des Wassers ist gegen Umkehr gesichert, da der Unterschied zwischen dem Fallrohr-und dem Siederohrdurchmesser, einerlei welcher Art ihre Anordnung ist, in den Fallrohren einen pro Wassergewichtseinheit kleineren Wärmefluß bewirkt.
2. Der Kessel besitzt einen großen Wärmevorrat, da das in den Fallrohren enthaltene Wasservolumen gegenüber jenem der Siederohre größer und in der Lage ist, bei jeder gesteigerten Dampfentnahme und daher bei jeder Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit das Wasser in den Siederohren zu ersetzen.
3. Es wird eine Begrenzung der Flüssigkeitsschwankungen in der Wasserkammer "dadurch erzielt, daß sich in den Siederohren keine auf die Störung des in ihnen enthältenen Flüssigkeitsvolumens zurückzuführenden Betriebsunbeständigkeiten bei jeder plötzlichen Steigerung der Dampfentnahme auslösen.
q.. Die Umlaufschnelligkeit und -bereitwilligkeit wird durch das Vorhandensein einer größeren Flüssigkeitsvorratsmenge verbessert: 5. Die Bauart des Kessels' wird dadurch vereinfacht, daß die Fallrohre in der Verbrennungskammer angeordnet werden können und daß man die Möglichkeit hat, das Gerüst des Dampferzeugers an den Fallrohren selbst zu verankern, deren nennenswerte Abmessungen eine einwandfreie Festigkeit des genannten Gerüstes auch dann sichern, wenn die Verbrennungskammer unter Druck gesetzt werden muß.
In der Zeichnung ist ein Reinröhrendampfkessel mit den Merkmalen gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. z und 2 im Auf- und Grundriß, teilweise im Schnitt, den vollständigen Dampfkessel, Fig. 3 und 4 zwei Bauformen eines Dampfkesselelementes für eine Rohranordnung nach der Erfindung im Grundriß, Fig. 5 im Grundriß ein Dampfkesselelement, dessen Siede- und Fallrohre in getrennten Vertikalebenen angeordnet sind, und Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dampfkesselelementes nach der Erfindung, ebenfalls im Grundriß.
In den Fig. r und 2 ist ein Reinröhrendampfkessel mit rechteckiger Grundfläche veranschaulicht. Die Fallrohre sind mit A, die Siederohre finit B bezeichnet. Sie münden oben und unten in -zwei längslaufende Rohrleitungen C, die als Wasserumlauf verbindungen dienen. Die Siederohre und die Fallrohre stehen mit einer Wasserkammer E bzw. E' in Verbindung. Die Siederohre und die Fallrohre bilden zusammen die vier Wände der Verbrennungskammer D.
Um einen raschen Wasseraustausch in den Siederohren durch das in den Fallrohren enthaltene Wasser zu bewirken, sind die Rohre so bemessen, daß das Wasservolumen in den Fallrohren mindestens dem der Siederohre gleichkommt. Sämtliche Rohre fluchten miteinander und kommen daher mit dem Feuer bzw. mit den Verbrennungsgasen in Berührung. Der Gesamtquerschnitt der befeuerten Fallrohre ist größer als der Gesamtquerschnitt der Siederohre.
In Fig. z ist rechts ein Ausführungsbeispiel einer an sich bekannten Wasserkammer E veranschaulicht. Sie besteht aus einer Mehrzahl hydraulisch miteinander verbundener Rohrelemente, die unter sich durch Zwischenstücke miteinander verbunden sind. Beim Durchgang des Gemisches erfolgt durch die Richtungsänderungen eine wirksame Trennung von Dampf und Wasser. Im unteren Teil ist eine Rohrleitungsgruppe 8 vorgesehen, deren Achse geneigt ist und die, von den Rauchgasen umströmt, als Nebensiederohre wirkt, indem sie zweckmäßig in den Wasserumlauf der Wasserkammer E eingreift, die ebenfalls von den Rauchgasen umströmt wird, bevor diese durch den Kamin entweichen.
Die Siederohre B sind mit dem Oberteil und die FallrohreA mit dem Unterteil der Wasserkammer E verbunden. Hierdurch wird eine Umkehr des Wasserumlaufs, und zwar in der Richtung von unten nach oben in den Fallrohren und von oben nach unten, in den Siederohren vermieden, falls infolge der besonderen Durchbildung des Kessels das in den Fallrohren enthaltene Wasser bestrebt wäre, eine höhere Temperatur als das in den Siederohren enthaltene anzunehmen.
Der Wasserstand ist je nach der Änderung der Dampfentnahme veränderlich und schwankt um einen mittleren Wasserstand, der etwa in der halben Höhe der Wasserkammer E liegt.
Im gleichen Dampfkessel ist links eine analoge Rohrelementwasserkammer El vorgesehen, die der rechts angeordneten entspricht, nur ist dieselbe auf den Seitenteil des Kessels beschränkt, während der mittlere Kesselteil die Längsrohre G enthält, die den Rauchgasvorwärmer bilden. Die Wasserkammer El weist oben und seitlich eine Abschirmung ro auf, die die Rauchgase zum Rauchgasvorwärmer G leitet, bevor sie durch den Kamin entweichen.
Die Wasserkammer E ist auf bekannte Art und Weise mit vertikalen Rohrstrecken 12 ausgerüstet, die zur Verbindung mit den Kopf längsrohren C dienen, wodurch die Rückkehr in den Wasserkreislauf ermöglicht wird.
Um die Herstellung des Kessels nach der Erfindung weiter zu vereinfachen, können Fall- und Siederohre zu Bauelemente bildenden Gruppen zusammengefaßt sein, von denen jede aus einer aufeinander abgestimmten Zahl von Fall- und Siederohren besteht. Verschiedene Anordnungsmöglichkeiten hierfür zeigen die Fig. 3, 4, 5 und 6-.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Reinröhrendampfkessel, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen senkrechten, einzeln oder gruppenweise nebeneinander angeordneten befeuerten Siederohre (B) und Fallrohre (A) die Wände der Verbrennungskammer (D) bilden und daß der Gesamtquerschnitt der befeuerten Fallrohre größer als der Gesamtquerschnitt der Siederohre ist.
2. Dampfkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Siederohre (B) und Fallrohre (A) Rohrgruppen bilden, von denen jede aus einer bestimmten Anzahl durch mindestens ein Fallrohr gespeister Siederohre besteht.
3. Dampfkessel nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Verbrennungskammer (D) eine aus Rohren bestehende Wasserkammer (E) angeordnet ist, die unten über geneigt verlaufende und als Nebensiederohre (8) wirkende Rohrleitungen an die Siederohre (B) angeschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 662 912, 551 232; Zeitschrift »Combustion«, Oktober 1945, S. 36 bis 38; M ü n z i n g e r, »Dampfkraft« 3. Auflage (1949), S.269 bis 285.