EP1314929A2 - Wasserrohrkessel - Google Patents

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EP1314929A2
EP1314929A2 EP02026081A EP02026081A EP1314929A2 EP 1314929 A2 EP1314929 A2 EP 1314929A2 EP 02026081 A EP02026081 A EP 02026081A EP 02026081 A EP02026081 A EP 02026081A EP 1314929 A2 EP1314929 A2 EP 1314929A2
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EP
European Patent Office
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tubes
chamber
opening
water
pipes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02026081A
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English (en)
French (fr)
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EP1314929A3 (de
Inventor
Siegbert Smolarek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henschel Kessel GmbH
Original Assignee
Henschel Kessel GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1314929A2 publication Critical patent/EP1314929A2/de
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    • 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
    • F22B21/348Radiation boilers with a burner at the top
    • 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
    • F22B21/02Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes
    • F22B21/04Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely
    • F22B21/06Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged annularly in sets, e.g. in abutting connection with drums of annular shape
    • F22B21/065Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged annularly in sets, e.g. in abutting connection with drums of annular shape involving an upper and lower drum of annular shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • F24H1/403Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes the water tubes being arranged in one or more circles around the burner

Definitions

  • a container bottom 8 In a ring from the deflection chamber 5 enclosed space is a container bottom 8. In contrast, is in an upper Section of the boiler wall 4 one of these enclosed, upper and as a hollow body trained collecting drum 9 installed, which is also ring-shaped in the embodiment and coaxial to the longitudinal axis 1 and is delimited by a wall 10.
  • the firebox 15 is, as shown in particular in FIGS. 3 to 5, by a plurality of straight tubes 16 surround. These extend according to FIG. 2 with their axes parallel to the longitudinal axis 1 and each end with their lower ends in the deflection drum 6, on the other hand, with their upper ends in the collecting drum 9 Tubes 16 in the exemplary embodiment on a circle coaxially surrounding the longitudinal axis 1 and arranged so that they abut one another with their lateral surfaces form hereinafter referred to as "first row of tubes 16a".
  • This first Row of tubes 16a is surrounded by a second row of tubes 17a, which in a corresponding Way is formed from a plurality of straight tubes 17 with their axes are arranged parallel to the longitudinal axis 1 and with their lower or upper ends in the Deflection drum 6 or the collecting drum 9 protrude.
  • the tubes 17 are with their Shell surfaces close together, so that their axes coaxial with the longitudinal axis 1 surrounding circle are arranged with a diameter that is larger than the circle which are the axes of the tubes 16 and smaller than the diameter of one to the outer jacket 2 coaxial, here cylindrical inner shell 18, the tubes 16, 17 in one surrounding area bears against the insulating layer 3 and as an inner boundary of the Boiler wall 4 is used.
  • the closely spaced tubes 16, 17 thus have small spaces between them that they form a wall normally for those of the flame 14 generated smoke is essentially impermeable.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment described, which is based on could be modified in many ways.
  • the openings 24, 25 each between selected or between all existing tubes 16, 17 of the inner or outer row of tubes 16a, 17a provided and by other constructive Measures can be obtained as constrictions at the pipe ends. In principle it would in each case a single opening 24 formed between two adjacent tubes 16, 17, 25 are sufficient. It would also be possible to use one instead of the three-pass principle described to provide four or more trains boilers, the flue gases analog to the above description, alternately deflected up and down at the pipe ends be, and the feed water if necessary with the help of pumps to promote the pipes 16, 17.

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Abstract

Es wird ein Wasserrohrkessel beschrieben, der zwischen einer Umlenktrommel (6) und einer Sammeltrommel (9) je eine innere und äußere Rohrreihe (16a, 17a), die aus von Wasser durchströmten Rohren (16, 17) gebildet ist, und einen die innere Rohrreihe (16a) koaxial durchragenden Brenner (11) zur Erzeugung einer Flamme (14) enthält. Die Rohre (16) der inneren Rohrreihe (16a) sind an ihren unteren Enden und die Rohre (17) der äußeren Rohrreihe (17a) sind an ihren oberen Enden mit je einer Querschnittsverengung versehen. Dadurch entstehen zwischen den Rohrenden angeordnete Öffnungen (24, 25), durch die die von der Flamme (14) erzeugten Rauchgase einer Austrittsöffnung (26) zugeführt werden, die im Bereich der unteren Enden der Rohre (16, 17) angeordnet ist (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserrohrkessel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Wasserrohrkessel stehender Bauart werden insbesondere in Dampferzeugungsanlagen für industrielle Zwecke, z. B. im Lebensmittel-, Pharma- oder Wäschereibereich, oder für Heizzwecke angewendet. Ihre Wärmeaustauschelemente bestehen im wesentlichen aus Rohren, die innen von Wasser durchströmt und außen von Rauchgasen umspült werden. Die stehende Anordnung der Kessel ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nur verhältnismäßig kleine Grundflächen für die Kessel zur Verfügung stehen.
Bei einer besonders kostengünstigen Variante derartiger Kessel erfolgt die Wasserführung durch Naturumlauf, bei dem der Wasserstrom zwischen den beheizten Steigrohren einer inneren Rohrreihe und den unbeheizten Fallrohren einer äußeren Rohrreihe ohne Anwendung einer Umwälzpumpe durch den Dichteunterschied von warmem und kaltem Wasser aufrecht erhalten wird. Das erhitzte Wasser oder das bereits teilweise verdampfte Wasser/Dampf-Gemisch strömt aus den Steigrohren in eine obere Sammeltrommel, wo eine Trennung von Wasser und Dampf stattfindet. Noch nicht erhitztes Wasser strömt dagegen in den Fallrohren nach unten und wird in der Umlenktrommel in die Steigrohre umgelenkt.
Die Umspülung der Rohre mit den von einem Brenner erzeugten Rauchgasen wird bei den Wasserrohrkesseln der eingangs genannten Art dadurch ermöglicht, daß zwischen den Rohren der inneren Rohrreihe eine erste, schlitzförmige Öffnung und zwischen den Rohren der äußeren Rohrreihe eine zweite, ebenfalls schlitzförmige Öffnung gebildet ist, wobei sich diese Öffnungen über die gesamte Höhe der Rohre erstrecken. Die Rauchgase strömen daher zunächst durch die erste Öffnung in eine zwischen den beiden Rohrreihen gebildete erste Kammer ein und gelangen dann durch die zweite Öffnung in eine zwischen der äußeren Rohrreihe und einer Kesselwand gebildete zweite Kammer, bevor sie diese durch eine in der Kesselwand ausgebildete Austrittsöffnung verlassen.
Ein Nachteil der beschriebenen Bauweise besteht darin, daß mit ihr die heute geforderten NOx-Werte in den Abgasen nicht erreichbar sind. Die NOx-Werte sind in der letzten Zeit durch gesetzliche Vorschriften immer stärker reduziert worden und dürfen in der Schweiz nicht mehr als 150 mg/m3 betragen. Der Umstand, daß derartig niedrige Werte bisher nicht erreicht werden können, wird auf einen nicht ausreichenden Übergang der Wärmeenergie von den Rauchgasen auf das Wasser und die dadurch bedingten, vergleichsweise hohen Temperaturen von z. B. 380 °C zurückgeführt, die die aus dem Kessel austretenden Abgase selbst dann noch aufweisen, wenn sie in bekannter Weise zur Speisewasservorwärmung verwendet werden. Außerdem fordern gesetzliche Bestimmungen für die hier interessierenden Kessel Wirkungsgrade von mindestens 92 %, die mit den herkömmlichen Kesseln stehender Bauart aus denselben Gründen ebenfalls nicht erreichbar sind.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, den Wasserrohrkessel der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß ein verbesserter Wärmeaustausch erzielt und dadurch einerseits eine Reduzierung der NOx-Werte, andererseits eine Vergrößerung des Wirkungsgrades erhalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß durch eine mit einfachen konstruktiven Mitteln realisierbare Veränderung der Rauchgasführung im Kessel eine erhebliche Verbesserung des Wärmeaustauschs erreicht wird. Der durch die Erfindung bevorzugt realisierte "Drei-Zug-Kessel" ermöglicht es, die oben genannten gesetzlichen Werte bei sonst gleichem konstruktivem Aufbau einzuhalten oder sogar zu übertreffen.
Die Erfindung bringt wegen des erhöhten Wirkungsgrades und der reduzierten NOx-Abgaswerte außerdem den Vorteil mit sich, daß zur Erzielung gleicher Leistungen kleinere Brennner und/oder Kessel als bisher vorgesehen werden können. Abgesehen davon können die erfindungsgemäßen Kessel mit besonderem Vorteil zur Dampferzeugung im Bereich zwischen 250 kg/h und 5000 kg/h und bei Betriebsdrücken von 1 bar bis maximal 30 bar angewendet werden. Dabei ist klar, daß die erfindungsgemäßen Kessel anstatt zur Dampferzeugung auch zur Heißwasserbereitung verwendet werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wasserrohrkessel;
  • Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Kessel längs der Linie II-II der Fig. 1; und
  • Fig. 3 bis 5 Horizontalschnitte durch den Kessel längs der Linien III-III bis V-V der Fig. 2.
  • Ein Wasserrohrkessel der hier interessierenden Art, nachfolgend kurz "Kessel" genannt, enthält einen in der Regel zylindrischen, zu einer Längsachse 1 koaxialen Außenmantel 2, der auf seiner Innenseite mit einer z. B. aus Isolierwolle bestehenden Isolierschicht 3 versehen und Teil einer allgemein mit den Bezugszeichen 4 bezeichneten Kesselwand ist. Der Kessel ist auf Füßen 5 abgestützt und von stehender Bauart, d. h. seine Längsachse 1 ist im Betriebszustand vertikal angeordnet. In einen unteren Abschnitt der Kesselwand 4 ist eine untere, von ihr umschlossene und als Hohlkörper ausgebildete Umlenktrommel 6 eingebaut, die im Ausführungsbeispiel ringförmig und koaxial zur Längsachse 1 ausgebildet und von einer Wandung 7 begrenzt ist. In einem von der Umlenkkammer 5 ringförmig umschlossenen Raum befindet sich ein Behälterboden 8. Dagegen ist in einen oberen Abschnitt der Kesselwand 4 eine von dieser umschlossene, obere und als Hohlkörper ausgebildete Sammeltrommel 9 eingebaut, die im Ausführungsbeispiel ebenfalls ringförmig und koaxial zur Längsachse 1 ausgebildet und von einer Wandung 10 begrenzt ist.
    In einen von der Sammeltrommel 9 umgrenzten Raum ragt ein zur Längsachse 1 koaxialer Brenner 11, der an einem oberhalb der Sammeltrommel 9 angebrachten Deckel 12 des Kessels befestigt und damit an einer dem Boden 8 gegenüberliegenden Stelle des Kessels angebracht ist. Der Brenner 11 wird z. B. mit Öl, Gas oder wahlweise mit Öl und Gas beheizt und dient zur Erzeugung einer Flamme 14, die sich axial im wesentlichen in einem zwischen der Umlenktrommel 6 und der Sammeltrommel 9 angeordneten Feuerraum 15 erstreckt.
    Der Feuerraum 15 wird, wie insbesondere Fig. 3 bis 5 zeigen, von einer Mehrzahl von geraden Rohren 16 umgeben. Diese erstrecken sich gemäß Fig. 2 mit ihren Achsen parallel zur Längsachse 1 und münden jeweils mit ihren unteren Enden in die Umlenktrommel 6, mit ihren oberen Enden dagegen in die Sammeltrommel 9. Dabei sind die Rohre 16 im Ausführungsbeispiel auf einem die Längsachse 1 koaxial umgebenden Kreis und so angeordnet, daß sie mit ihren Mantelflächen dicht aneinander stoßen und eine nachfolgend als "erste Rohrreihe 16a" bezeichnete Anordnung bilden. Diese erste Rohrreihe 16a wird von einer zweiten Rohrreihe 17a umgeben, die in entsprechender Weise aus einer Mehrzahl von geraden Rohren 17 gebildet ist, die mit ihren Achsen parallel zur Längsachse 1 angeordnet sind und mit ihren unteren bzw. oberen Enden in die Umlenktrommel 6 bzw. die Sammeltrommel 9 ragen. Dabei liegen die Rohre 17 mit ihren Mantelflächen dicht aneinander, so daß ihre Achsen auf einem die Längsachse 1 koaxial umgebenden Kreis mit einem Durchmesser angeordnet sind, der größer als der Kreis, auf dem die Achsen der Rohre 16 liegen und kleiner als der Durchmesser eines zum Außenmantel 2 koaxialen, hier zylindrischen Innenmantels 18 ist, der in einem die Rohre 16, 17 umgebenden Bereich an der Isolierschicht 3 anliegt und als innere Begrenzung der Kesselwand 4 dient.
    Aufgrund der beschriebenen Bauweise ist zwischen der ersten Rohrreihe 16a und der zweiten Rohrreihe 17a eine erste Kammer 19 und zwischen der zweiten Rohrreihe 17a und dem Innenmantel 18 eine zweite Kammer 20 ausgebildet. Außerdem ist der Deckel 12 des Kessels entsprechend Fig. 1 mit einem Ausgang 21 zur Entnahme von Dampf und einem Eingang 22 zur Zuführung von Speisewasser versehen. Sowohl der Ausgang 21 als auch der Eingang 22 ist mit der Sammeltrommel 9 verbunden.
    Der bisher erläuterte Aufbau eines stehenden Wasserrohrkessels ist dem Fachmann allgemein bekannt und braucht daher nicht näher erläutert werden.
    Die dicht aneinander liegenden Rohre 16, 17 weisen so geringe Zwischenräume zwischen sich auf, daß sie eine Wand bilden, die normalerweise für die von der Flamme 14 erzeugten Rauchgase im wesentlichen undurchlässig ist. Bei bekannten Kesseln sind jedoch zwischen ausgewählten Paaren von Rohren 16, 17 schlitzförmige Abstände vorhanden, so daß die Rauchgase vom Feuerraum 15 in die erste Kammer 19, von dieser in die zweite Kammer 20 und von dort in einen Kamin gelangen können. Demgegenüber sieht die vorliegende Erfindung vor, die Rohre 16 an ihren in Fig. 2 unteren Enden und die Rohre 17 an ihren in Fig. 2 oberen Enden mit Einschnürungen bzw. mit Abschnitten 16b bzw. 17b (vgl. auch Fig. 3 und 5) zu versehen, die im Vergleich zu den übrigen Rohrabschnitten reduzierte Querschnitte besitzen. Daher entsteht einerseits zwischen den einzelnen Rohren 16, wie in Fig. 2 und 5 angedeutet ist, eine Mehrzahl von am unteren Ende des Feuerraums 5 angeordneten Zwischenräumen bzw. ersten Öffnungen 24, durch die die Rauchgase in die erste Kammer 19 gelangen können. Andererseits entsteht zwischen den Rohren 17, wie in Fig. 2 und 3 angedeutet ist, eine Mehrzahl von am oberen Ende der ersten Kammer 19 angeordneten Zwischenräumen bzw. zweiten Öffnungen 25, durch die die Rauchgase aus der ersten Kammer 19 in die zweite Kammer 20 einströmen können. Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, am unteren Ende der zweiten Kammer 20 eine die Kesselwand 4 durchragende Austrittsöffnung 26 vorzusehen, durch die die Rauchgase aus der zweiten Kammer 20 den Kessel verlassen und z. B. in einen Kamin strömen können. Die Strömungsrichtung der Rauchgase ist in Fig. 2, 3 und 5 durch Pfeile 27 angedeutet.
    Zwischen den Öffnungen 24 und 25 besitzen die Rohre 16, 17 solche Querschnitte (vgl. Fig. 2 und 4), daß sie wie üblich dicht aneinander liegen und die Rauchgase in diesem Bereich an einem Durchtritt aus dem Feuerraum 15 in die erste Kammer 19 bzw. aus dieser in die zweite Kammer 20 hindern. Damit wird mittels der Einschnürungen 16b, 17b erfindungsgemäß eine Zwangsführung für die Rauchgase derart geschaffen, daß diese nur im unteren Bereich des Kessels aus dem Feuerraum 15 in die erste Kammer 19, nur im oberen Bereich aus dieser in die zweite Kammer 20 und nur über die unten liegende Austrittsöffnung 26 in den Kamin gelangen können, wie insbesondere die Pfeile 27 in Fig. 2 zeigen.
    Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Kessels ist daher im wesentlichen wie folgt:
    Bei eingeschaltetem Brenner 11 strömt kaltes, am Eingang 22 (Fig. 1) zugeführtes Speisewasser aufgrund des bevorzugt angewendeten Prinzips des Naturumlaufs durch die äußeren Rohre 17, die Fallrohre darstellen, nach unten in die Umlenktrommel 6 und gelangt von dieser durch die Rohre 16, die Steigrohre darstellen, nach oben in die Sammeltrommel 9. In der Sammeltrommel 9 bildet sich, wie Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie 29 andeutet, eine Grenzfläche, unterhalb von der heißes Wasser und oberhalb von der Wasserdampf gesammelt wird, der je nach Bedarf intermittierend oder kontinuierlich über den Ausgang 21 entnommen werden kann. Die Strömungsrichtung des Wassers in den Rohren 16, 17 ist in Fig. 2 durch Pfeile 30 angedeutet.
    Gleichzeitig mit der Wasserströmung können die von der Flamme 14 erzeugten Rauchgase radial (seitlich) nur durch die zwischen den Rohren 16 vorgesehenen ersten Öffnungen 24 aus dem Feuerraum 14 entweichen und in die erste Kammer 19 gelangen. In dieser müssen die Rauchgase dann in axialer Richtung hochsteigen, um durch die Öffnungen 25 zwischen den Rohren 17 in die zweite Kammer 20 gelangen zu können. In der zweiten Kammer 20 müssen die Rauchgase sodann wieder nach unten strömen, da sie nur dort durch die Austrittsöffnung 26 in den Kamin ausströmen können. Die auf diese Weise für die Rauchgase geschaffene Zwangsführung stellt sicher, daß die Rohre 16 und 17 praktisch auf ihrer ganzen axialen Länge vom Rauchgas umspült werden. Dadurch wird ein intensiver Wärmeaustausch bzw. Energieübergang zwischen den Rauchgasen und dem in den Rohren 16, 17 strömenden Wasser erhalten und im Vergleich zu bekannten Kesseln eine Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt. Wegen der geringen, im Bereich der Austrittsöffnung 26 erhaltenen Temperatur der Rauchgase wird außerdem eine Reduzierung der NOx-Werte erreicht.
    Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades und der NOx-Werte wird erfindungsgemäß dadurch herbeigeführt, daß der Kesselboden 8 zumindest an seiner dem Feuerraum 14 zugewandten Oberfläche aus einem Material hergestellt wird, daß die von der Flamme 14 erzeugte Wärme im wesentlichen reflektiert statt absorbiert, wie dies bei herkömmlichen Kesseln der Fall ist. Anstelle üblicher Schamottemassen werden zu diesem Zweck z. B. Schichten aus einem Material verwendet, das unter der Bezeichnung "Ceraboard" im Handel erhältlich ist (z. B. Fa. Thermal Ceramics Deutschland GmbH & Co. KG in 21465 Reinbeck). Dadurch wird erreicht, daß keine Wärmeenergie durch Absorption im Kesselboden verloren geht.
    Schließlich ist klar, daß die aus der zweiten Kammer 20 austretenden Rauchgase in an sich bekannter Weise dazu verwendet werden können, das am Eingang 22 zugeführte Speisewasser vorzuwärmen, um den Wirkungsgrad noch weiter zu steigern.
    Zu diesem Zweck ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, den Außenmantel 2 und die Isolierschicht 3 an einer vorgewählten Stelle ihres Umfangs mit einem rucksackartigen, radial nach außen vorspringenden Ansatz 31 zu versehen und in diesem eine zur zweiten Kammer 20 parallele dritte Kammer 32 auszubilden. Die Isolierschicht 3 ist im Bereich dieser Kammer 32 zweckmäßig mit einer entsprechend dem Innenmantel 18 ausgebildeten Innenwand 33 versehen. Wie insbesondee Fig. 2 zeigt, erstreckt sich die dritte Kammer 32 in axialer Richtung - beginnend an den unteren Enden der äußeren Rohre 17 - etwa über die untere Hälfte der zweiten Kammer 20.
    Die dritte Kammer 32 ist an ihrem axial unten liegenden Ende mit der nach außen führenden Austrittsöffnung 26 verbunden. Dagegen ist sie an ihrer radial innen liegenden Seite durch eine Zwischenwand 34 begrenzt, die an ihrem oberen Ende mit einer Eintrittsöffnung 36 für die Rauchsgase versehen ist und an die sich nach innen hin eine radiale Erweiterung 35 der zweiten Kammer 20 anschließt, die daher durch die Öffnung 36 mit der dritten Kammer 32 in Verbindung steht. Die Rauchgase strömen in diesem Fall in einem mittleren Bereich aus der zweiten Kammer 20 aus und gelangen dann durch die Öffnung 36 in die dritte Kammer 32 und von dort zur Austrittsöffnung 26.
    In der dritten Kammer 32 ist ein im wesentlichen horizontal angeordnetes, vorzugsweise wendel- oder mäanderförmig verlegtes Rohr 37 angeordnet, das am Anfang bzw. Ende je einen nach außen geführten Anschluß 38, 39 (Fig. 1) aufweist. Dabei dient der Anschluß 38 z.B. zur Zuführung von frischem Speisewasser, während der Anschluß 39 über eine nicht dargestellte Leitung mit dem Eingang 22 (Fig. 1) verbunden ist. Dadurch wird das Speisewasser vor seinem Eintritt in die Rohre 16 durch die aus der zweiten Kammer 20 austretenden und das Rohr 37 bzw. dessen einzelne Abschnitte umspülenden Rauchgase vorgewärmt. Sollte dabei wegen des Austritts der Heizgase im Bereich der Öffnung 36 eine zu geringe Aufheizung des in den Rohren 17 strömenden Wassers bewirkt werden, wäre es alternativ möglich, eine der Kammer 32 entsprechende Anordnung in Strömungsrichtung hinter der unten angeordneten Austrittsöffnung 26 anzuordnen, damit auch die Rohre 17 auf ihrer ganzen Länge von den Rauchgasen umspült werden. Insgesamt können auf diese Weise Wirkungsgrade von ca. 94 % und NOx-Werte von weniger als 150 mg/h3 erzielt werden, was auf Austrittstemperaturen der Rauchgase hinter der Speisewasservorwärmung von z. B. 180 °C bei den erfindungsgemäßen Kesseln zurückgeführt wird.
    Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das auf vielfache Weise abgewandelt werden könnte. Insbesondere können die Öffnungen 24, 25 jeweils zwischen ausgewählten oder auch zwischen allen vorhandenen Rohren 16, 17 der inneren bzw. äußeren Rohrreihe 16a, 17a vorgesehen und durch andere konstruktive Maßnahmen als Einschnürungen an den Rohrenden erhalten werden. Im Prinzip würde jeweils eine einzige, zwischen zwei benachbarten Rohren 16, 17 ausgebildete Öffnung 24, 25 ausreichen. Weiter wäre es möglich, anstelle des beschriebenen Dreizugprinzips einen vier oder noch mehr Züge aufweisenden Kessel vorzusehen, wobei die Rauchgase analog zur obigen Beschreibung an den Rohrenden abwechselnd nach oben und unten umgelenkt werden, und das Speisewasser gegebenenfalls mit Hilfe von Pumpen zwangsweise durch die Rohre 16, 17 zu fördern. Weiter wäre es möglich, am unteren Ende der zweiten Kammer 20 eine Führung derart vorzusehen, daß die Rauchgase auf dem ganzen Umfang des Kessels bis zu den unteren Enden der äußeren Rohre 17 strömen müssen, bevor sie von dort über eine Ringleitung od. dgl. zur Austrittsöffnung 26 geleitet werden, um dadurch auf dem gesamten Umfang der zweiten Rohrreihe 16a eine gleichförmige Strömung zu erzielen. Außerdem wäre es möglich, die Eintrittsöffnung 36 zur dritten Kammer 32 an den unteren Enden der Rohre 16, 17 und in diesem Fall die Austrittsöffnung 26 an einer oberhalb des Rohrs 37 liegenden Stelle der dritten Kammer 32 vorzusehen. Weiter ist klar, daß die Querschnittsformen der Rohre 16, 17 und des Kessels insgesamt nur als Beispiele zu verstehen sind und bei Bedarf sowohl andere Querschnitte als auch mehr oder weniger ungerade Rohre vorgesehen werden können. Außerdem kann die Sammelkammer 9 allein zur Bereitstellung eines Heißwasservorrats dienen, in welchem Fall die Grenzfläche 29 entfallen würde. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.

    Claims (7)

    1. Wasserrohrkessel stehender Bauart mit einer unteren Umlenktrommel (6), einer oberen Sammeltrommel (9), einem zwischen diesen angeordneten Feuerraum (15), einer Mehrzahl zwischen den beiden Trommeln (6, 9) erstreckten und in diese mündenden Rohren (16, 17), die in wenigstens einer inneren, den Feuerraum (15) umgebenden Rohrreihe (16a) und einer äußeren, die innere Rohrreihe (16a) umgebenden Rohrreihe (17a) angeordnet sind, und einem Brenner (11) zur Erzeugung einer Flamme (14) im Feuerraum (15), wobei zwischen den beiden Rohrreihen (16a, 17a) eine erste Kammer (19) und zwischen der äußeren Rohrreihe (17a) und einer eine Austrittsöffnung (26) ausweisenden Kesselwand (4) eine zweite Kammer (20) gebildet ist und wobei von der Flamme (14) erzeugte Rauchgase zunächst durch wenigstens eine erste Öffnung (24) in der inneren Rohrreihe (16a) in die erste Kammer (19) eintreten und dann aus dieser durch wenigstens eine zweite Öffnung (25) in der äußeren Rohrreihe (17a) in die zweite Kammer (20) gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (24) an unteren Enden, die zweite Öffnung (25) an oberen Enden und die Austrittsöffnung (26) an unteren Enden der Rohre (16, 17) angeordnet ist.
    2. Wasserrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (24) und/oder die zweite Öffnung (25) durch eine Querschnittsverengung wenigstens eines Rohrs (16, 17) gebildet ist.
    3. Wasserrohrkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rohre (16) der inneren Rohrreihe (16a) an ihren unteren Enden mit je einer an der Bildung einer ersten Öffnung (24) beteiligten Querschnittsverengung versehen sind.
    4. Wasserrohrkessel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rohre (17) der äußeren Rohrreihe (17a) an ihren oberen Enden mit je einer an der Bildung einer zweiten Öffnung (25) beteiligten Querschnittsverengung versehen sind.
    5. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (11) im Bereich der oberen Sammeltrommel (9) angeordnet und ein ihm gegenüber liegender Kesselboden (8) mit einem die Wärme im wesentlichen reflektierenden Material belegt ist.
    6. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (20) an einem unteren, den unteren Ende der Rohre (16, 17) zugeordneten Ende mit der Austrittsöffnung in Verbindung steht.
    7. Wasserrohrkessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen der zweiten Kammer (20) und der Austrittsöffnung (26) eine dritte Kammer (32) aufweist, die mit der Austrittsöffnung (26) und durch eine breitere in einem mittleren bis unteren Bereich der Rohre (16, 17) liegende Öffnung (36) mit der zweiten Kammer (20) in Verbindung steht und in der wenigstens ein zur Vorwärmung von Speisewasser bestimmtes Rohr (37) angeordnet ist.
    EP02026081A 2001-11-23 2002-11-22 Wasserrohrkessel Withdrawn EP1314929A3 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE10158299A DE10158299A1 (de) 2001-11-23 2001-11-23 Wasserrohrkessel
    DE10158299 2001-11-23

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1314929A2 true EP1314929A2 (de) 2003-05-28
    EP1314929A3 EP1314929A3 (de) 2004-01-28

    Family

    ID=7707214

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
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    DE (1) DE10158299A1 (de)

    Cited By (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO2010035992A3 (ko) * 2008-09-23 2010-06-17 Kim Byung-Doo 발전소용 보일러 노
    CN101290109B (zh) * 2007-04-20 2011-08-03 三浦工业株式会社 锅炉
    WO2012139383A1 (zh) * 2011-04-11 2012-10-18 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 适用于超高汽温蒸汽参数的倒置煤粉锅炉布置结构
    CN108332182A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 博瑞特热能设备股份有限公司 贯流锅炉

    Family Cites Families (5)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    FR81825E (fr) * 1962-06-13 1963-11-15 Creil Soc Ind De Chaudière
    FR1390915A (fr) * 1963-02-06 1965-03-05 Henschel Werke A G Générateur de vapeur à tubes verticaux
    DE1212267B (de) * 1963-04-24 1966-03-10 Eisenwerk Theodor Loos G M B H Stehender Wasserrohrkessel mit Reinigungstueren
    FR2385981A1 (fr) * 1977-03-29 1978-10-27 Chaudronnerie Entr Indle Dispositif de recuperation de chaleur
    JP2769699B2 (ja) * 1988-09-08 1998-06-25 三浦工業株式会社 軸対称斜流式貫流ボイラー

    Cited By (10)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    CN101290109B (zh) * 2007-04-20 2011-08-03 三浦工业株式会社 锅炉
    WO2010035992A3 (ko) * 2008-09-23 2010-06-17 Kim Byung-Doo 발전소용 보일러 노
    CN102124266A (zh) * 2008-09-23 2011-07-13 金炳斗 用于发电站的锅炉炉子
    RU2470224C2 (ru) * 2008-09-23 2012-12-20 Бюн-Доо КИМ Топка котла энергоустановки (варианты)
    AU2009297366B2 (en) * 2008-09-23 2013-07-11 Byung-Doo Kim Boiler furnace for a power station
    CN102124266B (zh) * 2008-09-23 2014-12-17 金炳斗 用于发电站的锅炉炉子
    WO2012139383A1 (zh) * 2011-04-11 2012-10-18 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 适用于超高汽温蒸汽参数的倒置煤粉锅炉布置结构
    US9488370B2 (en) 2011-04-11 2016-11-08 Huaneng Clean Energy Research Institute Arrangement structure suitable for inverted pulverized coal boiler with ultra-high steam temperature steam parameters
    CN108332182A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 博瑞特热能设备股份有限公司 贯流锅炉
    CN108332182B (zh) * 2018-03-23 2023-06-30 博瑞特热能设备股份有限公司 贯流锅炉

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