NL8403574A

NL8403574A - BOILER.

Info

Publication number: NL8403574A
Application number: NL8403574A
Authority: NL
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1984-11-23
Publication date: 1985-06-17
Also published as: JPS60114602A; KR850003962A; SE8405840L; SE458712B; SE8405840D0; KR880000051B1

Description

* P & c « **— ** P & c «** - *

W 2966-105 Ned.dB/LdBW 2966-105 Ned.dB / LdB

Korte aanduiding: Ketel.Short designation: Boiler.

De uitvinding heeft betrekking op een ketel en meer in het bijzonder op een verbetering van een hulpscheepsketel.The invention relates to a boiler and more particularly to an improvement of an auxiliary ship's boiler.

5 Er zijn reeds verschillende soorten hulpscheepsketels voorge steld/ zoals een tweeling-waterpijpketel, een cilindrische ketel, buisvormige ketel enz. Elk type heeft echter enkele nadelen evenals enkele voordelen. Opgemerkt wordt dat er tegenwoordig grote behoefte bestaat aan schepen waarmee erergie en vermogen kan worden bespaard. Dit geldt 10 ook voor hulpscheepsketels. De daar aan te stellen eisen zijn als volgt: 1. De verbrandingsruimte moet zodanig zijn ontworpen dat de vlam van de brander niet in aanraking komt met de wand van de verbrandingsruimte teneinde het ontstaan van roet, onverbrande koolstof, koolmonoxide en dergelijke te voorkomen, het verbrandingsrendement te verbeteren, vuil- . 15 afzetting op de verwarmingsvlakken te vermijden eri doelmatig warmte terug te winnen.5 Different types of auxiliary vessel boilers have already been proposed / such as twin-water-tube boiler, cylindrical boiler, tubular boiler, etc. However, each type has some drawbacks as well as some advantages. It is noted that nowadays there is a great need for ships that can save energy and power. This also applies to auxiliary ship boilers. The requirements to be set there are as follows: 1. The combustion chamber must be designed so that the flame of the burner does not come into contact with the wall of the combustion chamber in order to prevent the formation of soot, unburned carbon, carbon monoxide and the like, improve combustion efficiency, dirt. 15 deposition on the heating surfaces to avoid efficient heat recovery.

2. De afmetingen van de ketel moeten ten opzichte van de hoeveelheid verkregen stoom minimaal zijn, evenals de kosten ervan, zodat de .2. The dimensions of the boiler should be minimal in relation to the amount of steam obtained, as well as its cost, so that the.

ketel vrij en gemakkelijk in een schip kan worden aangebracht.boiler can be installed freely and easily in a ship.

20 3. De stroming van de gassen in de ketel moet op de juiste wijze worden geregeld en het kontakt-verwarmingsoppervlak moet maximaal zijn teneinde het rendement van de ketel te verbeteren en de afmetingen ervan te verminderen.3. The flow of the gases in the boiler must be properly controlled and the contact heating surface must be maximum in order to improve the efficiency of the boiler and to reduce its dimensions.

4. De verbrandingsruimte in de ketel moet zodanig zijn, dat daaraan 25 gemakkelijk onderhoud kan worden uitgevoerd, met het oog op het gebruik van minderwaardige brandstof (bijvoorbeeld moet toegang tot het inwendige van de verbrandingsruimte kunnen worden verkregen door een mangat).4. The combustion space in the boiler must be such that it can be easily maintained with a view to using inferior fuel (eg access to the interior of the combustion space must be possible through a manhole).

5. De ketel moet zodanig zijn geconstrueerd dat deze de trillingen van een schip en van de schroeven kan weerstaan, welke verschillend 30 zijn afhankelijk van het type schip en het aantal van de schroeven.5. The boiler must be constructed in such a way that it can withstand the vibrations of a ship and the propellers, which differ depending on the type of ship and the number of the propellers.

6. De plaats van een luchttoevoerleiding en een afvoergassenleiding moet vrij kunnen worden gekozen in verband met de andere leidingen in het schip.6. The location of an air supply pipe and an exhaust gas pipe must be freely selectable in connection with the other pipes in the ship.

Vastgesteld wordt dat de bekende ketels niet aan deze eisen 35 voldoen.It has been established that the known boilers do not meet these requirements.

Onder deze omstandigheden is het doel van de uitvinding het verschaffen van een nieuwe hulpscheepsketel die aan de genoemde eisen voldoet en overeenkomt met de behoefte van de gebruiker.Under these circumstances, the object of the invention is to provide a new auxiliary ship's boiler that meets the aforementioned requirements and corresponds to the needs of the user.

Teneinde deze doeleinden te kunnen bereiken omvat de ketel 40 volgens de uitvinding een verbrandingsruimte, geconstrueerd met een ring- 8403574 .-. 2 - * * ♦ ** » vormig pijpenscherm/ dat excentrisch is aangebracht in een cilindrisch huisgedeelte van de ketel, zodat het zich nabij een zijde daarvan bevindt, een ringvormig koelwater_pijpensysteem, aangebracht in de lengterichting van en nabij de binnenwand van het cilindrische huisdeel en verbonden 5 met de verbrandingsruimte die: aan een zijde van het cilindrische huisdeel is aangebracht, een stoompijpensamenstel en een valpijpensamenstel, 'aangebracht in de zelfde richting in een ruimte, begrensd door de koel-waterwand en de verbrandingsruimte, waarbij een gaswand is aangebracht in het stoompijpensamenstel en de ruimte daarvan in twee afdelingen 10 verdeelt, waarbij bovenste en onderste gaskanalen met elkaar zijn verbonden via het valpijpensysteem, terwijl het onderste gaskanaal is verbonden met de verbrandingsruimte, terwijl het bovenste gaskanaal is verbonden met een gasafvoeropening.In order to achieve these objectives, the boiler 40 according to the invention comprises a combustion space constructed with a ring. 2 - * * ♦ ** »shaped pipe screen / eccentrically mounted in a cylindrical housing part of the boiler so that it is near one side thereof, an annular cooling water pipe system arranged in the longitudinal direction of and near the inner wall of the cylindrical housing part and connected to the combustion space which is arranged on one side of the cylindrical housing part, a steam pipe assembly and a downcomer assembly, arranged in the same direction in a space bounded by the cooling water wall and the combustion space, a gas wall being arranged in the divides the steam pipe assembly and its space into two sections 10, the upper and lower gas channels being connected to each other via the downcomer system, the lower gas channel being connected to the combustion space, while the upper gas channel being connected to a gas discharge opening.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de 15 hand van de tekening, waarin enige uitvoeringsvoorbeelden van de hulp-scheepsketel volgens de uitvinding zijn weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which some exemplary embodiments of the auxiliary ship's boiler according to the invention are shown.

Fig. 1 is een vertikale doorsrede door een bekende cilindrische hulps cheepsketel.Fig. 1 is a vertical section through a known cylindrical auxiliary vessel boiler.

Fig. 2 toont in perspectief een bekende buisvormige hulpscheeps-20 ' ketel, waarvan een gedeelte is weggesneden.Fig. 2 is a perspective view of a known auxiliary tubular 20 'boiler, part of which has been cut away.

Fig. 3 is een vertikale doorsnede door een cilindrische hulp-scheepsketel volgens de uitvinding.Fig. 3 is a vertical section through a cylindrical auxiliary ship's boiler according to the invention.

Fig. 4 is een gedeeltelijk bovenaanzicht van de ketel volgens fig. 3.Fig. 4 is a partial plan view of the boiler of FIG. 3.

25 Fig. 5 is een horizontale doorsnede volgens de lijn V - V van fig. 3.FIG. 5 is a horizontal section taken on the line V-V of FIG. 3.

Fig. 6 is een horizontale doorsnede volgens de lijn VI - VI van fig. 3.Fig. 6 is a horizontal sectional view taken on the line VI - VI of FIG. 3.

Fig. 7 toont een gedeeltelijk bovenaanzicht van de cilindrische 30 hulpscheepsketel in een eerste uitvoeringsvorm, met een andere plaats van de gasafvoeropening.Fig. 7 shows a partial plan view of the cylindrical auxiliary vessel boiler in a first embodiment, with another location of the gas discharge opening.

Fig. 8 is een gedeeltelijk bovenaanzicht van de ketel in een tweede uitvoeringsvorm.Fig. 8 is a partial plan view of the boiler in a second embodiment.

Fig. 9 toont een gedeeltelijk bovenaanzicht van de ketel in 35 een derde uitvoeringsvorm.Fig. 9 shows a partial top view of the boiler in a third embodiment.

Thans wordt een voorkeursuitvoeringsvorm van de ketel beschreven, waarbij gelijke verwijzingscijfers gelijke of overeenkomstige delen van een bekende ketel-.aanduiden.A preferred embodiment of the boiler is now described, wherein like reference numerals designate like or corresponding parts of a known kettle.

De hulpscheepsketel volgens fig. 3 volgens de uitvinding heeft 40 een in hoofdzaak cilindrische vorm en bestaat\ uit een excentrisch aange- 8403574 % , * ...... <= * - 3 - brachte ringvormige stoomkamer 1 in het bovendeel en een cilindrische waterkamer 2 in het onderste deel. In een tussengelegen cilindrisch deel van het huis (a) zijn tussen de stoomkamer 1 en de waterkamer 2 aangebracht een verbrandingsruimte 3 met een met water_gekoeIde wand, een 5 stoompijpensamenstel 4 en een koelwatersamenstel 5, die gaskanalen begrenzen. De cijfers 6 en 7 geven respectievelijk een brander en een mangat aaru.The auxiliary vessel boiler according to Fig. 3 according to the invention has a substantially cylindrical shape and consists of an eccentrically arranged annular steam chamber 1 in the upper part and a cylindrical 8403574%, * ...... <= * - 3. water chamber 2 in the lower part. In an intermediate cylindrical part of the housing (a), a combustion space 3 with a water-cooled wall, a steam pipe assembly 4 and a cooling water assembly 5, which delimit gas channels, are arranged between the steam chamber 1 and the water chamber 2. The numbers 6 and 7 respectively indicate a burner and a manhole aaru.

De verbrandingsruimte 3 is in het bovendeel voorzien van een brander 6, waarvan de diameter en de lengte groter zijn dan die van de 10 vlammen van de brander 6. Ook is de verbrandingsruimte 3 excentrisch aangebracht in het cilindrische huisdeel a zoals weergegeven in fig. 5.The combustion space 3 is provided in the upper part with a burner 6, the diameter and length of which are greater than that of the 10 flames of the burner 6. Also, the combustion space 3 is arranged eccentrically in the cylindrical housing part a as shown in Fig. 5. .

Bij deze opstelling heeft de gebruiker toegang tot het inwendige van de verbrandingsruimte 3 door het mangat 7.In this arrangement, the user has access to the interior of the combustion space 3 through the manhole 7.

De koelwaterwand 5 is aangebracht in de lengterichting van en 15 nabij de binnenwand van het cilindrische huisdeel a en is verbonden met de verbrandingsruimte 3, welke is aangebracht grenzend aan een zijde van het cilindrische huis deel af zoals is weergegeven in fig. 5.The cooling water wall 5 is arranged in the longitudinal direction of and 15 near the inner wall of the cylindrical housing part a and is connected to the combustion space 3, which is arranged adjacent to one side of the cylindrical housing part as shown in fig. 5.

Het stoompijpensamenstel 4 is aangebracht met alle pijpen in de zelfde richting in een gedeelte, omgeven door of begrensd door de verbrandings-20 ruimte 3 en de koelwaterwand 5. Verder is een samenstel van verwarmende valpijpen 9 aangebracht, waarvan alle pijpen in de zelfde richting lopen, aan de ene zijde van een gedeelte, omgeven of begrensd door de verbrandingsruimte 3 en de koelwaterwand 5, zoals weergegeven in fig.5 .The steam pipe assembly 4 is arranged with all pipes in the same direction in a section surrounded by or bounded by the combustion space 3 and the cooling water wall 5. Furthermore, an assembly of heating downcomers 9 is provided, all pipes of which run in the same direction , on one side of a section, surrounded or bounded by the combustion space 3 and the cooling water wall 5, as shown in fig. 5.

In het midden van het stoompijpensamenstel 4 is een gaswand 25 8 aangêbracht volgens fig. 3. Deze gaswand 8 verdeelt het stoompijpen samenstel 4 in twee afdelingen, waardoor een onderste kanaal 12 voor wervelend medium en een bovenste kanaal 13 voor wervelend medium zijn gevormd. Opgemerkt wordt dat de gaswand 8 alleen is bestemd om het stoompijpensamenstel 4 te verdelen en dus niet het valpijpensysteem 9 " 30 verdeelt.In the center of the steam pipe assembly 4, a gas wall 25 according to Fig. 3 is arranged. This gas wall 8 divides the steam pipe assembly 4 into two compartments, whereby a bottom channel 12 for swirling medium and an upper channel 13 for swirling medium are formed. It is noted that the gas wall 8 is only intended to distribute the steam pipe assembly 4 and thus does not distribute the downcomer system 9 ".

In dit verband is duidelijk dat het onderste kanaal 12 voor wervelend medium is verbonden met het bovenste kanaal 13 voor wervelend medium via het verwarmende valpijpensamenstel 9. Verder is het onderste kanaal 12 voor wervelend medium verbonden met de verbrandingsruimte 13 35 via een pijpenscherm 10 zoals weergegeven in fig. 6, terwijl het bovenste kanaal 13 voor wervelend medium is verbonden met een gasafvoeropening 11 "via een ringvormig koelwaterpijpensamenstel 14, dat gaskanalen begrenst zoals is weergegeven in fig. 5.In this connection, it is understood that the bottom swirling channel 12 is connected to the top swirling channel 13 through the heating downcomer assembly 9. Furthermore, the bottom swirling channel 12 is connected to the combustion space 13 through a pipe screen 10 as shown in FIG. 6, while the swirling fluid upper channel 13 is connected to a gas discharge opening 11 "via an annular cooling water pipe assembly 14, which defines gas channels as shown in FIG. 5.

Zoals boven is gezegd is het verwarmende valpijpensysteem 9 40 aangêbracht in een gedeelte waarin het gas stroomt van het onderste naar f 8403574 • * - 4 - het bovenste deel, waardoor een goede circulatie voor het gas ontstaat. Verder kan hierdoor de diameter van de valpijpen worden vergroot, waardoor de ketel trillingen kan weerstaan zonder de gaswand.As mentioned above, the heating downcomer system 940 is mounted in a portion where the gas flows from the bottom to the top portion, creating good circulation for the gas. Furthermore, this allows the diameter of the downcomers to be increased, so that the boiler can withstand vibrations without the gas wall.

De werking van de aldus geconstrueerde ketel is als volgt.The operation of the thus constructed boiler is as follows.

5 Het volledig in de verbrandingsruimte 3 verbrande gas stroomt eerst door het onderste kanaal 12 voor wervelend medium via. het pijpen-scherm 10, aangebracht in het onderste deel van de verbrandingsruimte en dan wervelend in het valpijpensysteem 9, zoals weergegeven in fig. 6. Daarna stroomt het gas naar omhoog langs het valpijpensysteem 9 en ver-10 volgens in het bovenste kanaal 13 voor wervelend medium, zoals is weergegeven in fig. 5. Verder stroomt het gas, eveneens wervelend, naar de gasafvoeropening 11 via een ringvormig koelwaterpijpensamenstel 14. Hierdoor ontstaat dus een tweetraps-wervelende gasstroom.The gas completely burned in the combustion chamber 3 first flows through the lower channel 12 for swirling medium via. the pipe screen 10, arranged in the lower part of the combustion space and then swirling in the downcomer system 9, as shown in fig. 6. Thereafter, the gas flows upwards along the downcomer system 9 and then in the upper channel 13 for vortex medium, as shown in Fig. 5. Furthermore, the gas, also vortexed, flows to the gas discharge opening 11 via an annular cooling water pipe assembly 14. This thus creates a two-stage vortex gas flow.

Met betrekking tot het gas, dat de verbrandingsruimte 3 ver-15 laat, kan de plaats van de gasafvoeropening 11 vrij worden gewijzigd en verder kan ook de plaats van de ketel en van een schoorsteen vrij worden gekozen (zie fig. 7 - 9)» : i .With regard to the gas leaving the combustion space 3, the position of the gas discharge opening 11 can be freely changed and, furthermore, the location of the boiler and of a chimney can also be freely chosen (see fig. 7-9). : i.

Fig. 7-9 tonen drie wijzigingen met betrekking tot de plaats van de gasafvoeropening, waarbij de arcering de gaswand aangeeft, pijlen 20 met gebroken lijnen de wervelende gasstroom daaronder weergeven en. pijlen met getrokken lijnen de wervelende gasstroom boven de wand weergeven.Fig. 7-9 show three changes with respect to the location of the gas discharge opening, where the shading indicates the gas wall, arrows 20 with broken lines represent the swirling gas flow below and. arrows with solid lines show the swirling gas flow above the wall.

Fig. 7 en 9 tonen een eentraps-wervelende gasstroom. Volgens fig. 8 wordt het gas, dat uit de verbrandingsruimte 3 stroomt, verdeeld 25 in twee stroomrichtingen en deze gassen ontmoeten elkaar bij de afvoergas-uitlaat door middel van de beide verwarmende valpijpensystemen.Fig. 7 and 9 show a single stage swirling gas flow. According to Fig. 8, the gas flowing out of the combustion space 3 is divided in two flow directions and these gases meet at the exhaust gas outlet by means of the two heating downcomer systems.

Wanneer de ketel volgens de· uitvinding is geconstrueerd zoals hierboven is aangegeven, kunnen de volgende voordelen worden verkregen.When the boiler according to the invention is constructed as indicated above, the following advantages can be obtained.

30 1. De ketel is eenvoudig en compact van constructie doordat op functionele wijze de verbrandingsruimte, het stoompijpensamenstel en het valpijpensamenstel in het zelfde cilindrische huisgedeelte ervan zijn aangebracht.1. The boiler is simple and compact in construction in that the combustion space, the steam pipe assembly and the downcomer assembly are functionally arranged in the same cylindrical housing portion thereof.

2. De bedienende man heeft toegang tot het inwendige van de ver-35 brandingsruimte door het mangat doordat de verbrandingsruimte excentrisch in het cilindrische huisdeel van de ketel is geplaatst, waardoor gemakkelijk onderhoudswerkzaamheden aan de verbrandingsruimte kunnen worden uitgevoerd wanneer minderwaardige brandstof wordt gebruikt.2. The operator has access to the interior of the combustion space through the manhole because the combustion space is placed eccentrically in the cylindrical housing part of the boiler, allowing easy maintenance work on the combustion space when inferior fuel is used.

3. Het kontakt-verwarmingsoppervlak kan volledig worden gebruikt 40 door het wervelende gas volgens het tweetrapssysteem te laten stromen, 8403574 * * * - 5 - waardoor het mogelijk is een compacte ketel met zeer hoog rendement te verkrijgen.3. The contact heating surface can be fully used 40 by flowing the swirling gas according to the two-stage system, 8403574 * * * - 5 - making it possible to obtain a very high efficiency compact boiler.

4. Het stoompijpensamenstel is minder onderhevig aan trillingen ten gevolge van de gaswand.4. The steam pipe assembly is less subject to vibrations from the gas wall.

5 5. De plaats van de luchttoevoerleiding voor de brander en van de afvoergasleiding kan vrij. worden gewijzigd.5 5. The location of the air supply pipe for the burner and the exhaust gas pipe can be freely positioned. are being changed.

6. De verbrandingsruimte is in de langsrichting van de ketel aangebracht, zodat de afmetingen van de verbrandingsruimte groter kunnen worden gemaakt dan die van de vlammen van de brander, waardoor volledi- 10 ge verbranding van de gassen wordt bereikt.6. The combustion space is arranged in the longitudinal direction of the boiler, so that the dimensions of the combustion space can be made larger than those of the flames of the burner, thereby achieving complete combustion of the gases.

7. De verbrandingsruimte en de gaskanalen worden gevormd door de koelwaterwand in de ketel, en de stoom- en waterkamers zijn geconstrueerd van steunende frames, zodat de afmetingen van een drukgedeelte kunnen worden bepaald door eenvoudige berekeningen met betrekking tot de 15 sterkte, zodat de druk gemakkelijk kan worden gewijzigd.7. The combustion space and the gas channels are formed by the cooling water wall in the boiler, and the steam and water chambers are constructed of supporting frames, so that the dimensions of a pressure section can be determined by simple calculations regarding the strength, so that the pressure can be easily changed.

Hoewel hierboven een bepaalde uitvoeringsvorm van de hulp-scheepsketel volgens de uitvinding is beschreven is het duidelijk dat de uitvinding niet door deze uitvoeringsvorm is beperkt en dat verschillende wijzigingen binnen het kader van de conclusies mogelijk zijn.Although a particular embodiment of the auxiliary ship's boiler according to the invention has been described above, it is clear that the invention is not limited by this embodiment and that various modifications are possible within the scope of the claims.

20 Bijvoorbeeld is de verbrandingsruimte excentrisch aangebracht in het cilindrische huisdeel van de ketel in de nabijheid van een zijde daarvan, of kan de wervelende gassfroom in twee trappen worden toegepast.For example, the combustion space is arranged eccentrically in the cylindrical housing part of the boiler in the vicinity of one side thereof, or the swirling gas stream can be used in two stages.

25 30 35 40 840357425 30 35 40 8403574

Claims

- 6 - w Λ 1 Boiler, consisting of a combustion space, constructed of an annular pipe assembly as a screen and placed eccentrically in a cylindrical housing part of the boiler, such that this space is located near one side thereof, of an annular cooling water pipe assembly, which defines gas channels which are arranged in the longitudinal direction of and near the inner wall of the cylindrical housing part and connected to the combustion space, which is arranged near one side of the cylindrical housing part, wherein a steam pipe assembly and a heating down pipe assembly are arranged in the same direction 10 in a space bounded by the cooling water wall and the combustion space, and a gas wall is arranged in the steam pipe assembly, which divides this assembly into two sections, the upper and lower gas channels being interconnected via the heating downcomer assembly, the lower gas duct being connected to the combustion chamber e, while the upper gas channel is connected to a gas discharge opening. 20 25 30 35 8 403 574