DEN0000484MA - Flammrohrkessel mit vorgeschaltetem Wasserrohr-Strahlungskessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausgestaltung einer Kesselanlage zur Erzeugung von Wasserdampf. Sie besteht aus einem Flammrohrkessel mit einem an diesen angebauten Strahlungs-Steilrohrkessel, wobei beide Kessel zu einem geschlossenen Wasserumlauf miteinander verbunden sind. Bei den bisher bekannten Ausführungsformen wird der Wasserinhalt nicht in einen merklichen Umlauf versetzt. Weiterhin verbleibt bei den für gewöhnlich vorgesehenen Planrostinnenfeuerungen ein sehr geringer Feuerraum, der eine Entfaltung des Feuers nicht zulässt. Durch diese beiden Merkmale entsteht zwangsläufig ein nur geringer wirtschaftlicher Wirkungsgrad der Anlage bei sehr kleiner Dampfleistung.

Die Erfindung schlägt zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades einer Flammrohrkesselanlage die Vorschaltung eines Wasserrohr-Strahlungskessels vor. Ihr Wesen besteht insbesondere darin, dass der Strahlungskessel nur durch Fallrohre und Dampfüberströmrohre mit dem Flammrohrkessel verbunden ist und einen eigenen Wasserumlauf besitzt.

Die Kesselanlage im Sinne der Erfindung ist auf der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsweise dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. 1 eine teilweise Längsansicht der Kesselanlage im Längsschnitt,

Abb. 2 eine Draufsicht auf die Anlage im Schnitt nach Linie e - f der Abb. 1.

Die Erfindung geht zur Lösung der gestellten Aufgabe von der Erkenntnis aus, dass der wirtschaftliche Wirkungsgrad einer Kesselanlage dann um ein erhebliches Mass verbessert wird, wenn das zu verdampfende Wasser eine möglichst grosse Umlaufgeschwindigkeit erhält. Diese hohe Umlaufgeschwindigkeit hat zur Folge, dass die Anheizzeit eines wegen seines grossen Wasserraumes sehr schwerfälligen Flammrohrkessels wesentlich herabgesetzt wird. Hierbei wird die Einschaltung des Vorschaltkessels in der Weise vorgenommen, dass dieser praktisch kesselsteinfrei bleibt. Der Flammrohrkessel übernimmt nur noch die Aufgabe eines Speisewasservorwärmers und eines grossen Wärmespeichers. Im Flammrohrkessel wird das Speisewasser auf Sattdampftemperatur erwärmt, sodass im Vorschaltkessel lediglich noch die Verdampfung erfolgt. Während der Aufwärmung des Speisewassers im Kessel erfolgt die Ausscheidung des Kesselsteins. Der Kessel als Wärmespeicher ist in der Lage, plötzlich benötigte grössere Dampfmengen freizugeben, ohne dass eine wesentliche Druckabsenkung erfolgt.

Es liegt im Sinne der Erfindung, den schnellen Wasserumlauf selbsttätig durch die in den einzelnen Kesselteilen und ihren Verbindungsrohren herrschenden Druckverhältnisse zu erzeugen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Anlage im wesentlichen aus dem Strahlungs-Steilrohrkessel 1, dem Flammrohrkessel 2, den oberen Sammlern 3 und den unteren Sammlern 4. Der Vorschaltkessel 1 wird zwecks unabhängiger Ausdehnungsmöglichkeit unter Belassung eines Zwischenraumes an den Kessel 2 angeschlossen. Die Strahlungsrohre 5 und 6 umschliessen eng den Feuerraum 7 und werden überkreuzt vom unteren Sammler 4 zum oberen Sammler 3 geführt. Des weiteren sind die beiden genannten Sammler 3 und 4 durch kaltgeführte Fallrohre 8 und 9 miteinander verbunden. Gemäss dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird das zu verdampfende Wasser vom Flammrohrkessel aus mittels Fallrohren 11 zu den unteren Sammlern 4 geführt, während das Dampfwassergemisch über ebenfalls 6 Dampfüberströmrohre 12 von den oberen Sammlern 3 zum Kessel 2 zurückgeleitet wird. In den oberen Sammlern 3 findet bereits eine weitgehende Ausscheidung des Wassers vom Dampf statt, sodass dieses abgeschiedene Wasser durch die kaltgelagerten, also nicht beheizten Rücklaufrohre 8 und 9 wieder in die unteren Sammler 4 strömt. Hierdurch entsteht eine hohe Umlaufgeschwindigkeit des Wassers und damit eine schnelle Verdampfung in der feuerbestrahlten Fläche.

Der Feuerraum ist so gross bemessen, dass die Flamme in diesem vollkommen verbrennen und nur noch heisse Abgase ohne Flammenbildung dem Flammrohrkessel 2 zugeleitet werden. Es liegt im Sinne der Erfindung, den Rost als eine Unterschubfeuerung auszugestalten, bei welchem die frische Kohle stets von unten her durch die Mulde nachgeschoben wird. Hierdurch wird erreicht, dass die sich bei der Erwärmung der frischen Kohle durch das darüberliegende Feuerbett entstehenden Schwelgase durch das Feuerbett dringen, wobei zwangsläufig ihre Entzündung herbeigeführt wird und sie ausbrennen müssen. Auf diese Weise wird eine praktisch rauchfreie und flugaschenarme Verbrennung gewährleistet.

Die Übergangskanäle 10, welche die heissen Abgase zum Flammrohrkessel leiten, werden mit Drallsteinen ausgestattet, sodass die Innenwandungen spiralförmig verlaufende Führungen aufweisen. Die von den Drallsteinen gegebene Spirale wird den durchströmenden Abgasen mitgeteilt, sodass diese in einem Wirbel versetzt werden, der bis zum Ende des Flammrohrkessels anhält. Der Rauchgaswirbel gewährleistet eine wesentlich verbesserte Wärmeübertragung. Ausserdem bleiben hierdurch die Flammrohre auch nach längerem Betrieb staubfrei.

Hinter dem Rost, jedoch noch vor den Flammrohren,ist ein Flugaschenfang vorgesehen.

Es ist ohne weiteres möglich, in der auf der Zeichnung dargestellten Kesselanlage eine Kohle mit sehr hohem Aschegehalt und gutem Feuerungswirkungsgrad zu verbrennen, was auf anderen Rosten überaus grosse Schwierigkeiten bereitet. Ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen, kann auch jede andere Feuerung zur Anwendung gelangen.

Die beschriebene Anlage lässt sich vorteilhaft mit alten Flammrohrkesseln verbinden, da diese durch die Eigenart der neuen Betriebsweise stark entlastet werden.

Claims (3)

1.) Flammrohrkessel mit vorgeschaltetem Wasserrohr-Strahlungskessel, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskessel nur durch Fallrohre und Dampfüberströmrohre mit dem Flammrohrkessel verbunden ist und einen eigenen Wasserumlauf besitzt.

2.) Kesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschaltkessel unter Belassung eines Zwischenraumes an den Flammrohrkessel angeschlossen wird.

3.) Kesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsrohre des Vorschaltkessels den Feuerraum eng umschliessen, sowie überkreuzt von Sammler zu Sammler geführt und mittels kaltgeführter Fallrohre zu einem geschlossenen Wasserumlauf geschaltet sind.