NO773857L

NO773857L - STANDING STEAM BOILER.

Info

Publication number: NO773857L
Application number: NO773857A
Authority: NO
Inventors: Nils Oestbo
Original assignee: Nils Oestbo
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-05-12
Also published as: SE7612551L; SE402634B; FI773413A; DK501377A

Description

"Stående dampkjel" "Standing Steam Boiler"

Foreliggende oppfinnelse angår en stående dampkjel av detThe present invention relates to a standing steam boiler thereof

slag som omfatter en konveksjonsdel som omslutter et flamrør og ett i forlengelsen av dette anordnet vendekammer, der konveksjonsdelen er utformet som en sylindrisk beholder med plane endevegger, i hvilken minst to grupper røkrør er anordnet konsentrisk omkring flamrøret, og rager mellom beholderens endevegger, og vendekammerets vannkjølte sidevegger er tilsluttet beholderens nærliggende endevegg, mellom de to gruppene av røkrør. type that includes a convection part that encloses a flame tube and a turning chamber arranged as an extension of this, where the convection part is designed as a cylindrical container with flat end walls, in which at least two groups of smoke pipes are arranged concentrically around the flame tube, and project between the end walls of the container, and the turning chamber water-cooled side walls are connected to the container's nearby end wall, between the two groups of smoke pipes.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem'til en forenklet og billig utførelse der kjelens damprom befinner seg inne i konveksjonsdelens trykkjel, hvorved det er lagt særlig vekt på å oppnå en effektiv kjøling av den del av flamrøret som befinner seg inne i damprommet. The purpose of the invention is to come up with a simplified and cheap design where the steam room of the boiler is located inside the pressure boiler of the convection part, whereby particular emphasis is placed on achieving an effective cooling of the part of the flame tube that is located inside the steam room.

Det som kjennetegner oppfinnelsen er at kjelens damprom befinner seg inne i beholderen, hvorved vannivåét ér et stykke ned på flamrøret, samt at en i det vesentligé horisontal, ringformet skive er anordnet under vannivåét,. slik at det er dannet en spalt mellom den indre kant av skiven og flamrøret, henholdsvis What characterizes the invention is that the steam room of the boiler is located inside the container, whereby the water level is a little below the flame tube, and that a substantially horizontal, ring-shaped disc is arranged below the water level. so that a gap is formed between the inner edge of the disc and the flame tube, respectively

.mellom den ytre omkrets av skiven !og beholderens mantelvegg, idet skiven ved sin indre kant er utstyrt med en oppover- .between the outer circumference of the disk !and the container's mantle wall, the disk being equipped at its inner edge with an upward

rettet skjerm som er hovedsakelig parallell med flamrøret og rager nesten opp til den øvre beholder-endeveggen. directed screen which is substantially parallel to the flame tube and projects almost to the upper container end wall.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisningThe invention shall be described below by reference

til den vedføyde tegning, som viser et vertikalsnitt gjennom en dampkjel i henhold til oppfinnelsen. to the attached drawing, which shows a vertical section through a steam boiler according to the invention.

Kjelen vist på tegningen er av i og for seg kjent type,The boiler shown in the drawing is of a known type per se,

og omfatter en øvre, sylindrisk del 10 og et undre etter-forbrenningskammer 11. Sentralt i den øvre delen finnes et flamrør 12 med en brenner 13 montert i den øvre ende. Flam-rørets øvre ende er innsnevret ved hjelp av et innsatselernent 14 av ildfast material, som er utstyrt med en utløpspassasje 15. and comprises an upper, cylindrical part 10 and a lower post-combustion chamber 11. Centrally in the upper part is a flame tube 12 with a burner 13 mounted at the upper end. The upper end of the Flam pipe is narrowed by means of an insert 14 of refractory material, which is equipped with an outlet passage 15.

I deler av flammen som har strøket langs veggene i flamrøret 12, og derved er nedkjølt slik at forbrenningen ikke blir full-stendig, tvinges på grunn av den øvre flate 16 på innsats-elementet 14, hvilken flate forløper på skrå fra veggene og . In parts of the flame which have traveled along the walls of the flame tube 12, and thereby cooled down so that the combustion is not complete, the upper surface 16 is forced on the insert element 14, which surface extends obliquely from the walls and .

inn mot passasjen 15, ut i selve kjerrieflammen og oppvarmes derved kraftig, samt blandes med de øvrige gasser, slik åt towards passage 15, out into the carriage flame itself and is thereby heated strongly, as well as mixed with the other gases, so

det kan oppnås en effektiv sliittforbrehning i etterforbrenningsrommet 11.. an effective wear combustion can be achieved in the afterburner chamber 11..

Den øvre sylindriske del 10 inneholder et stort antall røkgass-rør inndelt i to ringformede grupper. En indre gruppe 18 for-løper mellom etterforbrenningsrommet 11 og et øvre vendekammer 19, og en ytre gruppe 20 av røkrør forløper fra dette kammer til et undre oppsamlingskammer 21,' som er tilsluttet en ikke vist skorsten. Antall røkrør i hver gruppe er slik valgt at gassenes strømningshastighet, til tross for nedkjølingen, holdes i det vesentlige konstant. The upper cylindrical part 10 contains a large number of flue gas pipes divided into two annular groups. An inner group 18 extends between the afterburning chamber 11 and an upper turning chamber 19, and an outer group 20 of smoke pipes extends from this chamber to a lower collection chamber 21, which is connected to a chimney not shown. The number of flue pipes in each group is chosen in such a way that the flow rate of the gases, despite the cooling, is kept essentially constant.

Etterforbrenningsrommet 11 avgrenses utover av en vannkappeveggThe post-combustion chamber 11 is bounded outwards by a water jacket wall

22, som hengér sammen med den øvre del 10, mellom de to gruppene av røkrør 18, 20. Bunnen 23 i etterforbrenningsrommet er her utført av ildfast material, men kan ved større enheter, eller ved høyt belastede kjeler, utføres vannkjølt. 22, which hangs together with the upper part 10, between the two groups of smoke pipes 18, 20. The bottom 23 in the afterburner is here made of refractory material, but can be water-cooled in the case of larger units, or in the case of highly loaded boilers.

Kjelens damprom 24 er anordnet inne i.den sylindriske be-The boiler's steam room 24 is arranged inside the cylindrical be-

holderen 10, og omgir således flamrørets øvre del. Normalt the holder 10, and thus surrounds the upper part of the flame tube. Normally

vannivå er antydet ved 25; water level is indicated at 25;

Kjeler av den ovenfor beskrevne type er kjent, og har en helt akseptabel forbrenningsvirkningsgrad. Innsnevringen ved flam-.rørets utløp er dannet av platematerial fra flamrøret, hen- . holdsvis i den undre endevegg av delen 10. Av hensyn til dette meget sterkt varmebelastede parti er det tilstrebet en effektiv vannkjøling. Denne motvirker i en viss grad den tilstrebede virkning å øke temperaturen i de gasser som strømmer ned langs flamrørets vegger. For å forbedre blandingen av de utstrømmende gassene og skape turbulens i etterforbrenningsrommet 11 er;det foreslått anordnet særskilte styre-organer i passasjen 15. Begge disse forholdsregler fordyrer kjelkonstruksjonen. Boilers of the type described above are known and have a completely acceptable combustion efficiency. The narrowing at the outlet of the flame tube is formed by sheet material from the flame tube, respectively in the lower end wall of part 10. In consideration of this very heat-stressed part, effective water cooling is sought. This counteracts to a certain extent the intended effect of increasing the temperature of the gases which flow down along the walls of the flame tube. In order to improve the mixing of the flowing gases and create turbulence in the afterburner chamber 11, it is proposed to arrange special control bodies in the passage 15. Both of these precautions make the boiler construction more expensive.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse utføres flamrøret som en enkel, sylindrisk mantel, som lett kan tilkobles den undre endevegg. I flamrørets undre ende innsettes istedet et element av kjeramisk material, som danner endeveggen 14 og avgrenser passasjen 15., Avhengig av kjelens størrelse kan dette element utformes i et stykke, eller bygges opp på stedet av passende formede stener, eller eventuelt støpes i en form. According to the present invention, the flame tube is made as a simple, cylindrical jacket, which can easily be connected to the lower end wall. In the lower end of the flame tube, an element of ceramic material is instead inserted, which forms the end wall 14 and delimits the passage 15. Depending on the size of the boiler, this element can be designed in one piece, or built up on site from suitably shaped stones, or possibly cast in a mold .

Et slikt kjeramisk element tåler meget' høye temperaturer utenSuch a ceramic element can withstand very high temperatures without it

å behøve å kjøles, og det er velkjent at kjeramiske innsatser av denne type gir gode forutsetninger for en effektiv for-brenning . to need to be cooled, and it is well known that ceramic inserts of this type provide good conditions for efficient combustion.

En ringformet skive 28 er innmontert i det vesentlige horisontalt i kjelens vannrom, så meget under det normale vannivå 25 at den selv ved lav vannstand er dekket med vann. Skiven er slik utformet at det er dannet en spalt 29 mellom skiven og mantelveggen av beholderen, henholdsvis en spalt 30 mellom skiven og flamrøret. An annular disc 28 is installed essentially horizontally in the water space of the boiler, so much below the normal water level 25 that it is covered with water even at a low water level. The disk is designed in such a way that a gap 29 is formed between the disk and the casing wall of the container, respectively a gap 30 between the disk and the flame tube.

En oppover rettet skjerm 31 er tilsluttet skiven ved den indre kant av denne, og danner en fortsettelse av spalten 30. Denne skjerm rager neisten helt opp til don øvre endevegg av beholderen. An upwardly directed screen 31 is connected to the disc at its inner edge, and forms a continuation of the slot 30. This screen projects right up to the upper end wall of the container.

En ringformet styreplate 32 er festet til den øvre endeveggAn annular guide plate 32 is attached to the upper end wall

av beholderen, og rager fra dénne nedover, parallelt med skjermen 31, til et stykke ovenfor vannivåét 25. of the container, and projects from this downwards, parallel to the screen 31, to a distance above the water level 25.

Den blanding av vann og damp som stiger opp i konveksjonsdelens beholder fanges opp av skiven 28, og tvinges inn mot spalten 30, der blandingen med høy hastighet presses opp i spalten mellom flamrøret 12 og skjermen 31., Flamrørets øvre parti blir således ikke direkte berørt av dampen i damprommet, The mixture of water and steam that rises in the container of the convection part is captured by the disk 28, and is forced into the slot 30, where the mixture is pushed up at high speed into the slot between the flame tube 12 and the screen 31. The upper part of the flame tube is thus not directly touched of the steam in the steam room,

men bestrykes av en blanding av vann og damp.som sikrer kjøling. For å lette strømningen inn mot flamrøret kan skiven gjøres svakt buet. but is coated with a mixture of water and steam.which ensures cooling. To facilitate the flow towards the flame tube, the disc can be made slightly curved.

Styreplaten 32 bidrar til å skille damp og vann, og en resirkulasjon av dette til det store vannrommet skjer gjennom den ytre spalten 29. The guide plate 32 helps to separate steam and water, and a recirculation of this to the large water space takes place through the outer slot 29.

For å oppnå gode sirkulasjonsforhold inne i konveksjonsdelenTo achieve good circulation conditions inside the convection section

er en styreanordning for vannet anordnet i det undre parti av beholderen 10. is a control device for the water arranged in the lower part of the container 10.

En annen ringformet skive 3 3 er anordnet parallelt med og i en viss avstand over.den undre endevegg av beholderen. Også her er dannet en spalt 34 ved skivens ytre omkrets, og en spalt 35 ved dens indre kant. En nedover rettet skjerm 36 er festet til . skiven 33, og rager et stykke rled i vannkappen 22 , omtrent til midten av denne. Another ring-shaped disc 33 is arranged parallel to and at a certain distance above the lower end wall of the container. Here, too, a gap 34 is formed at the disc's outer circumference, and a gap 35 at its inner edge. A downwardly directed screen 36 is attached to . the disc 33, and protrudes a little way into the water jacket 22, approximately to the middle of this.

Det er anordnet en tilførselsledning 37 for vann. Til skivenA supply line 37 for water is arranged. To the disc

33 er festet to sirkulære flater 38 og 39 som rager et stykke oppover, og som omgir de undre partier av røkrørene i gruppen 33, two circular surfaces 38 and 39 are attached which project a little way upwards, and which surround the lower parts of the smoke pipes in the group

20. Platen 39 er noe høyere enn platen 38, og en lokkplate20. Plate 39 is somewhat higher than plate 38, and a cover plate

40 dekker de to platene oventil, hvorved det dannes et lukket rom omkring røkrørendene i gruppen 20. Dette- rom står via en spalt 41 i forbindelse med vannrommet forøvrig. 40 covers the two plates above, whereby a closed space is formed around the smoke pipe ends in the group 20. This space is connected via a gap 41 to the rest of the water space.

Vann som tilføres gjennom ledningen 37 kommer inn i dette rom, forvarmes ved varmeopptak fra røkrørene i gruppen 2 0 samt strømmer ut gjennom spalten i nær tilslutning til beholderens mantelvegg. På denne måte kan det oppnås en meget kraftigere kjøling av de utgående røkgasser enn hvis vannet i beholderen hadde kommet i berøring med disse partier. Water which is supplied through the line 37 enters this room, is preheated by heat absorption from the smoke pipes in the group 20 and flows out through the slot in close connection to the casing wall of the container. In this way, a much stronger cooling of the outgoing flue gases can be achieved than if the water in the container had come into contact with these parts.

Det vann som strømmer ut av spalten 41 er stadig kaldereThe water that flows out of slot 41 is increasingly cold

enn vannet i kjelen, og har en tendens til å synke ned i passasjen mellom beholderens mantelvegg og platen 38. than the water in the boiler, and tends to sink into the passage between the vessel's jacket wall and plate 38.

Det passerer deretter inn under skiven 3 3 og styres av platen 36 nedover langs ytterveggen i vannkappen 22. Innerveggen av denne er utsatt for stråling fra etterforbrenningsrommet 11,, og her skjer en kraftig oppvarming av vann. Det oppstår derved en sirkulasjon i skikt inne i vannkappen, hvorved det oppvarmede vannet føres oppover og av styreplaten 36 bringes mot det indre parti av skiven 33, og kan stige opp gjennom den indre spalten 35. It then passes under the disc 3 3 and is guided by the plate 36 downwards along the outer wall of the water jacket 22. The inner wall of this is exposed to radiation from the afterburner 11, and here a strong heating of water takes place. Thereby, a layered circulation occurs inside the water jacket, whereby the heated water is carried upwards and brought by the guide plate 36 towards the inner part of the disc 33, and can rise up through the inner gap 35.

Som tidligere nevnt, strømmer vann ned gjennom den ytre spalten 29 ved den øvre skiven 28, og det dannes ved hjelp av disse to skiver gode forutsetninger for en effektiv sirkulasjon av vann inne i det store vannrommet. Utstrømningen av vann under skiven 33 og gjennom spalten 35 medfører dessuten en god kjøling av det undre endeveggpartiet rundt inn irinfestningén av den indre gruppen 18 av røkrør. As previously mentioned, water flows down through the outer gap 29 at the upper disc 28, and with the help of these two discs, good conditions are created for an efficient circulation of water inside the large water space. The outflow of water under the disk 33 and through the gap 35 also causes a good cooling of the lower end wall part around the inner attachment of the inner group 18 of smoke pipes.

Uttaket av damp fra damprommet 24 skjer gjennom to tilkoblinger 42, 4 3 som er anordnet diametralt motsatt av hverandre. Innen-for tilkoblingene finnes en ringformet styreplate 44. På denne måte oppnås en meget jevn strømning av damp i damprommet og, en tilfredsstillende varmefordeling. The withdrawal of steam from the steam room 24 takes place through two connections 42, 4 3 which are arranged diametrically opposite each other. Inside the connections there is an annular guide plate 44. In this way, a very even flow of steam in the steam room and a satisfactory heat distribution is achieved.

Claims

1. Upright steam boiler of the kind comprising a convection part which encloses a flame tube (12). and a turning chamber (11) arranged in the extension of this, where the convection part•is designed as a cylindrical container with flat end walls <g> ger, in which at least two groups of smoke tubes (18, 20) are arranged, concentrically around the flame tube ( 12), and which project between the end walls of the container, and the water-cooled side walls in

the chamber (11) is connected to the nearby end wall of the container, between the two groups of smoke pipes, characterized in that the boiler's steam chamber (24) is located inside the container, whereby the water level is a little below the flame chamber, and that an essentially horizontal, ring-shaped disc (28) is arranged below the water level, forming a gap between the inner edge of the disc and the flame tube, respectively between the outer circumference of the disk and the casing wall of the container, whereby the disk (28) is equipped at its inner edge with an upwardly directed screen (31) which is essentially parallel to the flame tube and projects almost up to the upper container end wall.

2. Standing steam boiler as stated in claim 1, characterized in that a similar ring-shaped disc (33) is arranged at a certain distance above the lower container end wall, and is equipped with a downwardly directed screen (36) located approximately in the middle of the water space, which projects into the upper part of the turning chamber wall's water space .