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Publication number: DEM0017741MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 14. März 1953 Bekanntgemacht am 12. April 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Dampferzeugern mit Zwangumlauf des Kesselwassere, bei denen Umwälzwasser an einer Stelle aus dem Kesselkreislauf entnommen wird, an der bei allen Belastungen eine dem Kesseldruck entsprechende Siedetemperatur herrscht und dieses Umwälzwasser in einem von der Verbrennungsluft durchströmten Wärmeaustauscher abgekühlt wird.

Es ist bekannt, die Verbrennungsluft in einem Wärmeaustauscher aufzuwärmen, der vom Speisewasser durchströmt wird, das zuvor in einem von Rauchgasen beheizten Speisewasservorwärmer aufgewärmt wurde und nach der Abkühlung durch die Verbrennungsluft abermals in einem rauchgasbeheizten Vorwärmer wieder aufgewärmt wird. Dies hat den Vorzug, daß ein rauchgasbeheizter Luftvorwärmer, der im allgemeinen viel Raum benötigt, entfallen kann und durch einen sehr viel kleineren besonderen Wärmeaustauscher ersetzt werden kann. Die Vorwärmung der Verbrennungsluft durch aufgewärmtes Speisewasser hat aber den Nachteil, daß die Temperatur der Verbrennungsluft ■mit der Leistung des Kessels abfällt und bei kleiner Last zu niedrig wird.

Ferner ist bekannt, zur Vorwärmung der Verbrennungsluft Kesselwasser zu verwenden. Dies hat den Vorzug, daß das Kesselwasser bei allen Be^- lastungen die gleiche Temperatur aufweist. Das

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Kesselwasser kann dabei mittels einer Umwälzpumpe durch einen von der Verbrennungsluft durchströmten Wärmeaustauscher gefördert und nach der Abkühlung durch Rauchgase wieder auf-

.5. gewärmt werden. Es, ist aber auch möglich, den Wärmeaustauscher 'durch Naturumlauf mit Kesselwasser zu beaufschlagen, wobei allerdings auf eine Wiiederaufwä.rmung durch Rauchgase verzichtet werden muß.

Erfindtungsgemäß wird vorgeschlagen, das abgekühlte Umwälzwasser mit dem von der Speisepumpe eingeforderten Speisewasser gemischt in einer rauchgasbeheizten Heizfläche wieder aufzuwärmen.

Durch die Mischung von Umwälzwasser mit Speisewasser ergebgn _vsieh dem Bekannten gegenüber eine Reihe von Vorteilen.

Zunächst wird durch die Mischung von Umwälzwasser und Speisewasser eine wärmetechnisch günstige Heizflächenanordnung erreicht. Es ergibt sich eine wesentlich kleinere Heizfläche als bei getrennter Aufwärmung in zwei Heizflächengruppen. Ferner wird erreicht, daß durch die Mischung in der Heizfläche eine ständige Strömung aufrechterhalten wird, selbst dann, wenn die Speisung vorübergehend' aussetzt':'''Hierdurch wird verhindert, daß sich Dampfblasen bei Unterbrechung der Speisung bilden, können,¹; · die · Anlaß zu ungleicher Wasserverteilung geben.

Von Bedeutung ist auch, daß durch die Mischung von albgekühltem Kesselwasser mit Speisewasser die Älkalität in dem Vorwärmer erhöht wird und damit ein besserer Schutz gegen innere Korrosionen gegeben ist. --J'

Wenn das Speisewasser durch Anzapfdampf schon verhältnismäßig hoch aufgewärmt ist, so ist es zweckmäßig, das im Wärmeaustauscher abgekühlteUmwälzwasser zunächst für sich allein durch eine rauchgaslberührte Heizfläche zu leiten und es nach gewisser Aufwärmung mit dem Speisewasser zu vermischen, mit dem es dann gemeinsam durch eine weitere Heizfläche fließt.

Bei dieser Art der Luftaufwärm/ung hat man es leicht in der Hand, die Abgastemperatur in gewünschten Grenzen zu halten. So kann z. B. durch einen Thermostat die umlaufende Wassermenge beeinflußt werden. Erhöht man die umlaufende Wassermenge, so steigt die Abgastemperatutr und umgekehrt.

Die Erfindung ist· an Hand des Schemas nach Abb. ι näher erläutert. ^p

Aus der Trommel 1, in der beispielsweise ein Druck von 80 at herrscht, läuft Umwälzwasser mit einer Temperatur von etwa 300⁰ zur Umwälzpumpe 2 und wird .auf einen Druck von 82,5 at gefördert. Der größte Teil des Umwälzwassers gelangt über Leitung .3 in die Kesselheizfläche 4 und gelangt mit dem erzeugten Dampf zurück zur Trommel 1. Ein Teil des Umwälzwassers strömt durch Leitung 5 zum Wärmeaustauscher 6. Durch, diesen Wärmeaustauscher wird die Verbrennungsluft vom Ventilator'7 gefördert und auf beispielsweise 240⁰ aufgewärmt; sie gelangt dann in den Brenner 8. Das'Umwälzwasser .wird-im Wärmeaustauscher abgekühlt. Es sei angenommen auf 8o°. Dies hängt von der durchgeförderten Menge ab. Das Wasser mit 8o° strömt über Leitung 9 zur Heizfläche 10. In dieser Heizfläche Io wird es von den Rauchgasen auf etwa 200⁰ aufgewärmt, wobei die Rauchgase auf 150⁰ abgekühlt werden können, wenn sie mit etwa 270⁰ eintreten. In den Zwischensammler 11 wird nun das Speisewasser von der Speisepumpe 12 über Leitung 13 und Regelventil 14 eingefördert. Speisewasser und Umwälzwasser zusammen durchströmen nun die Heizfläche 15, in der sie auf annähernd 300⁰ wieder aufgewärmt werden können und hierbei die Rauchgase von etwa 550⁰ auf 270⁰ abkühlen. Umwälzwasser und Speisewasser gehen über. Leitung 16 wieder zur Trommel i. Die Heizfläche 17 ist ein Überhitzer.

In dem dargestellten Beispiel arbeitet die Kesselheizfläche 4 miit Zwangumlauf. Es ist aber auch möglich, daß hier Naturumlaufflächen eingebaut sind oder der Dampf auf andere Art erzeugt wird.

Es kann zweckmäßig sein, den Wärmeaustauscher 6 zu umgehen, wofür eine Umgehungsleitung 18 mit Regelventil 19 vorgesehen sein kann. Auch ist es möglich, einen Teil des Umwälzwassers, das im Wärmeaustauscher 6 abgekühlt ist, nicht über die rauchgasbeheizte Fläche strömen zu lassen, sondern zurück zur Trommel, z. B. über Leitung 20 mit Regelventil 21.

Bei der Mischung von abgekühltem Umwälzwasser mit Speisewasser verändert sich selbsttätig die Menge des Umwälzwassers. Bei großer Speisewassermenge, d. h. hoher Kesselleistung, wird der wasserseitige Widerstand in der Heizfläche 15 steigen, daher die Umwälzmenge zurückgehen und umgekehrt. Dies entspricht den verlangten Betriebsverhältnissen, denn so steigt bei kleiner Last die Temperatur des in die Heizfläche ro eintretenden Wassers, und es wird eine zu weitgehende Rauchgasabkühlung vermieden. Bei hoher Last dagegen erhdht sieh die Temperaturdifferenz und verbessert die Wärmeübertragung. Die durch die Heizfläche 10 durchfließende Wassermenge kann auch mittels Ventil 22 durch Thermostat 23 gesteuert werden.

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist es auch ohne weiteres möglich, die Luftaufwärmung in Abhängigkeit von der Heißdampf temperatur zu regeln, und zwar in dem Sinne, daß bei zu hoher Heißdampftemperatur die Luftaufwärmung verringert und umgekehrt bei zu niedriger HeißdampftemperatuT erhöht wird. · '

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zum Betrieb von Dampferzeugern mit Zwangumlauf von Kesselwasser, bei denen Umwälzwasser an einer Stelle aus dem Kesselkreislauf entnommen wird, an der bei allen Belastungen eine dem Kesseldruck entsprechende Siedetemperatur herrscht und dieses Umwäilzwasser in einem von der Verbrennungsluft durchströmten Wärmeaustauscher abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das abgekühlte Umwälzwasser mit dem von der

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Speisepumpe eingeförderten Speisewasser gemischt in einer rauchgasbeheizten Heizfläche (15) wieder auf gewärmt wird.
2. Verfahren zum Betrieb von Dampferzeugern nadh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Wärmeaustauscher durch Verbrennungsluft abgekühlte Umwälzwasser vor seiner Mdschung mit dem Speisewasser in einer rauchgasbeheizten Fläche (10) aufgewärmt wird.
• 3. Verfahren zum Betrieb von Dampferzeugern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Wassermeiige, die im Wärmeaustauscher (6) von der Verbrennungsluft abgekühlt und im Rauchgasstrom wieder aufgewärmt wird, veränderlich ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Umwäl'zwas'sers, die im Wärmeaustauscher von der Verbrennungsluft abgekühlt und im Rauchgasstrom wieder aufgewärmt wird, mit abnehmender KesseMeistung zunimmt und mit steigender Kesselleistung abnimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und .2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Umwälzwassers, die im Wärmeaustauscher von der Verbrennungsluft abgekühlt und im Rauchgasstrom wieder aufgewärmt wird, nach der Abgastemperatur geregelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kesselwasser von einer Umwälzeinrichtung bei allen Belastungen auf annähernd gleichen Förderdruck gebracht und die Menge des eingeförderten Speisewassers die Menge des durch den Luftvorwärmer strömenden Ümwälzwassers verändert.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Wärmeaustauscher (6) .strömende Wassermenge von der durch die rauchgasbeheizte Fläche (10) strömenden Wassermenge verschieden ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Luftaufwärmer strömende Wassermenge nach der Heißdampftemperatur geregelt wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 434 112;
Archiv f. Wärmetechnik, 1950, Heft 5/6, S. 118; Brennstoff u. Wärmewirtschaft, 1940, S. 4.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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