Dampferzeuger mit zwangmässigem Wasserumlauf. Dampferzeuger mit. zwangmässigem Was serumlauf sind bekannt, sie zeigen unter an derem den Vorteil, dass die Verdampferrühre sehr lang ausgeführt und auch in jeder belie bigen Lage angeordnet, werden können.
el Bei den Dampferzeugern mit zwa-ngmä.ssi- gem Wasserumlauf tritt die Notwendigkeit auf, das umgewälzte Wasser auf die einzel- iien Heizfläclien <B>je</B> nach der Wärmeaufnahme zu verteilen.
Während bei einem Dampf erzeuger mit natürlichem Umlauf mit stäx- kerer Beheizung zunächst auch ein stärkerer Auftrieb erfoI"t und demgemäss mehr Was ser in dieser Heizfläche umläuft, tritt bei einem Dampferzeuger mit zwangmässigem Wasserumlauf das Umoekehrte ein, denn die stärker beheizte Heizfläche hat dureli die grössere Dampferzeugung einen höheren Widerstand,
und es wird bei derselben um gewälzten Wassermenge bei pa.rallel geschal teten Heizflächendie Wassermenge der stä.r- ker beheizten H#eizfläeliengruppen geringer werden und durch die weniger stark beheiz ten Heizflächen mehr Wasser strömen, da der Widerstand dieser Heizflächen verhält nismässig geringer geworden ist.
Besonders unangenehm wirkt sich diese Tatsache bei Dampferzeugern mit Zwang- umlauf aus, deren Heizungsfläehe aus Strah- lungs- und Berührungsheizfläclie bestehil wobei erstere und letztere parallel geschaltet sind, da die verhäItnismässige Wärmeauf nahme der Strahlungsheizfläche und der Be rührungsheizfläche sich mit der Belastung ändert,
und zwar fällt normalerweise be- kauntlich die anteilmässige Wärmeaufnahnie der Strahlungsheizfläc'he mit der Belastung des Kessels, während die anteilmässige Wärmeaufnahme der Berührungsheizfläche mit der Belastuno, steigt.
Nach vorliegender Erfindun werden<U>pa-</U> rallel geschaltete Rohre, durch die Wasser zwangmässig gefördert wird, so angeordnet. dass sie in einer Reihe liegend unter Bildung der Strahlungsheizfläche mindestens einen Teil des Feuerraumes umschliessen, wobei im weiteren Verlauf dieser Rohre durch ein- oder mehrmaliges Biegen derselben ein Heiz- rohrbündel geschaffen ist, das den Berüh rungsverdampfer bildet.
Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, dass durch die Hintereinander- schaltung von Strahlungs- und Berührungs teil die Summe ihrer Wärmeaufnahme bei veränderter Kesselleistung in angenähert demselben Verhältnis zur Gesamtwärmeauf- nahme des Kessels bleibt und demgemäss. eine bessere Verteilung des umzuwälzenden Was sers erfolgen kann. Da zudem relativ lange Rohre benutzt werden können, kann auch die Zahl der Verbindungsstellen herabgesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mit der grösseren Gesamtwärmeaufnahme bezw. Dampferzeugung der Rohre auch die Geschwindigkeit des Dampfwassergemisches in letzteren vergrössert wird, weil entspre,- chend der grösseren Dampfleistung der Rohre auch eine grössere Wassermenge in ihnen um gepumpt wird.
Wenn in einem Dampferzeuger beschrie bener Bauart der Dampf überhitzt wer den soll, so ist es, zweckmässig, die Über- hitzerrohre zwischen den Verdainpferrohren anzuordnen, wobei die Überhitzerrühre, als Straklungsheizfläche mit den Verdampfer- rohren in einer Reihe liegen und im weiteren Verlauf durch ein odermehrmaliges Biegen ein als Berührungsüberhitzer dienendes Heiz- flächenbündel 'bilden.
Die Wärmeaufnahme des, Überhitzers kann somit bei allen Be lastungen proportional der Wärmeaufnahme des Verdampfers gemacht werden. Die Überhitzungstemperatur muss demnacli auch bei allen Belastungen konstant bleiben. Je nach der Zahl der Überhitzerrohre zwischen den Verdampferrohren wird sich die Höhe der Überhitzung einstellen.
Es ist besonders vorteilhaft, den Dampf strom im Überhitzer im Gegenstrom zu den Rauchga.sen zu führen, und zwar nicht nur <B>Z,</B> im BerührungsieiL wie es an sich behannt ist, sondern auch im Strahlungsteil.
Die letztgenannte Ausbildung bietet wei terhin den Vorteil, dass durch Anordnung der Überhitzerrohre zwischen den Verdampfer- rohren, wie sie an sich schon bei Berüh- rungsüberhitzern bekannt ist, ein Schutz der Überliitzerrohre gegen Ausglühen gegeben wird.
Die Erfindung ist durch die BeispielE nach den Fig. <B>1</B> bis<B>5</B> näher erläutert.
In Fig. <B>1</B> ist beispielsweise dem Feuer raum 2 eine Wanderrostfeuerung zugeordnet. Die Dampferzeugungsro-hre werden von dem Verteiler<B>1</B> als Decke über den Feuerraum gezogen. Die Rohre liegen nebeneinander in einer E bene, so dass die Wärmeaufnahme durch Strahlung für jedes Rohr annähernd gleich wird. Die Rohre werden dann ein- oder mehrere Male Ufürmig gebogen und münden in den Dampfraum der Trommel<B>3</B> ein.
Durch die U-förmigen Biegungen 4 wird ein Heizflächenbündel geschaffen, das die Rauellga-se durchströmen und in dem sie ihre Wärme soweit abgeben, dass sie unmittelbar in den hier nachgeselialteten Überhitzer <B>5</B> eingeleitet werden können. Die Rauehgasi, können von hier in senkrechtem Zuge nach unten oder auch unmittelbar nach oben ab geleitet werden.
-Es ist vorteilhaft, die von den Ver- dampferrohren gebildete Decke so auszu führen, dass die Rohre möglichst eng anein ander gelegt werden, so dass, unmittelbar hin ter den Rohren eine Befestigung<B>6</B> für die ver hältnismässig, langen Rohre angebracht wer den kann. Wenn die Rohre in der Decke direkt nebeneinander gelegt werden, so können diese Rohre durch rückseitig angeseliweisste Bol zen oder ähnliches mit einem Tragbalken verbunden werden, ohne dass eine zu hohe Erwärmung dieser Befestigungsteile erfolgt.
Die Halterung wird zweckmässig so ange bracht, dass sie sich kurz vor dem Abbiegen der Verdanipferrohre befindet, damit eine gute Befestigung des Heizilächenbündels er folgt. Fig. 2 zeigt eine Ausbildung für ein' Kohlenstaubfeuerung, Ölfeuerung oder der gleichen. Die Verdampferrohre der Seiten wand<B>9</B> werden oben U-förmig gebogen und in die Trommel<B>3</B> eingeleitet.
Die Rohr-- der Seitenwand<B>10</B> werden entweder unmittelbar in die Trommel übergeführt; oder noch ein oder mehrere Male gewunden, um die Heiz fläche unter Umständen züi vergrössern. Die Rauehgase werden bei der Anordnung nach Fi--. 2 nicht. um elenkt, sondern in einem einzigen Zuge nach oben geleitet.
#n Fig. <B>3</B> zeigt einen Schnitt durch ein Bei spiel mit horizontal liegendem Feuerraum., dessen Ummantelung innen durch die Ver- dampfeiTohre <B>11</B> ausgekleidet ist. Die Rohre werden dann in ein- oder, wie gezeichnet, mehrmali"en Windungen 12 gebogen und in die in der Mitte liegende Trommel eingeführt. Die Rauehgase durchströmen den liegenden Feuerraum<B>13</B> in Rivhtung seiner Längsachse und treten am Ende des Feuerraumes in die rechts und links neben der Trommel liegen den Rauchgaszüge 14,<B>15</B> ein.
Andernfalls können die Rauehgase auch nur in einen der beiden Rauchgaszüge, zum Beispiel 14, ein geleitet werden und nach Durchströmen die <B>n</B> ses Zuges zum andern Zug <B>15</B> umgelenkt und in diesem Zug wieder zurückgeführt werden.
en Fig. 4 zeigt den Längsschnitt, und Fig. <B>5</B> den Querschnitt eines Dampferzeugers mit Strahlungs- und Berührungsüberhitzer. Die Strahlungsfläche der Heizfläche des Dampf erzeugers wird durch an der Decke verlegte Rohre cebildet. Die Rohre werden dann aus- einandergezogen und im vorliegenden Fall mehreremal sehlangenförmig gebogen.
Diese, Winduno-en bilden den Berührungsheizteil <B>26.</B> Die an der Decke verlegten Rohre bestehen aus Verdampferrohren <B>16</B> und Überhitzerrohren <B>17.</B> Im vorliegenden Beispiel wird das Wa2ser von dem Wasserverteiler<B>1</B> mittelst Zwang- umlauf durch die Rohre gefördert. Das ent standene Dampfwassergemisch wird in die Trommel<B>3</B> eingeleitet. Es trennt sich hier Dampf und Wasser.
Der Dampf strömt durch die Überhitzerrohre in seiner Gesamt- richtung im Gegenstrom zu den Rauchgaseii <B>-</B> so-wohl in der Berührungsfläche, als auch Strahlungsfläche<B>-</B> zu dem Sammelkasten <B>18,</B> von, wo er zu seiner Verwendungsstelle abgeleitet werden kann. Die durch das aus den Verdampfer- und Überhitzerrohren ge bildete Heizflächenbündel tretenden Rauch gase können zur weiteren Abkühlung in den Speisewasservorwärmer <B>19</B> eingeleitet wer den, dem eventuell noch ein Luftvorwärmer 20! angeschlossen sein kann.
Es ist zweck mässig, die Überhitzerrohre unmittelbar an den Dampfraum der Trommel anzuschliessen, da hierdureh einerseits eine praktische Ver einfachung entsteht und auch die Dampfent nahme auf der ganzen Länge der Dampf- wassergemischeinführung durch die Ver- dampferrohre <B>16</B> erfolgt.
Eine Kühlung der Überhitzerrohre beim Anheizen des Kessels oder für die Betriebszeit, in der kein Dampf durch die Überhitzerrohre strömt, eine Be- heizung der Fläche aber doch stattfindet, kann ohne weiteres mittelst der Umwälz- pumpe des Dampferzeugersdurch Förderung von Wasser durch die Überhitzerrohre durch geführt werden. Der Umwälzpumpe 21, Fig. 4, läuft Wasser von der Trommel<B>3</B> ,durch die Leitung 22 zu.
Die Pumpe drückt bei normalem Betrieb das Wasser durch die Leitung<B>23</B> in den Wasserverteiler<B>1.</B> Wenn kein Dampf durch die Überhitzerrohre strömt, so wird das Ventil 24 geöffnet und Wasser über den Sammelkasten<B>18</B> durch die Überhitzerrohre <B>17</B> gedrückt. Die Über- hitzerfläche wirkt in diesem Fall als Ver dampfer, so dass eine zuverlässige Kühlung gewährleistet bleibt.
Steam generator with forced water circulation. Steam generator with. Forced water circulation are known, they show, among other things, the advantage that the evaporator stirrers are very long and can be arranged in any position.
el In the case of steam generators with compulsory water circulation, it is necessary to distribute the circulated water to the individual heating surfaces <B> depending </B> according to the heat absorption.
While a steam generator with natural circulation with more intense heating initially also has a stronger buoyancy and accordingly more water circulates in this heating surface, the reverse occurs with a steam generator with forced water circulation, because the more strongly heated heating surface has the duration greater steam generation a higher resistance,
And with the same amount of water circulated around with heating surfaces connected in parallel, the amount of water of the more strongly heated groups of heating surfaces will be lower and more water will flow through the less strongly heated heating surfaces, since the resistance of these heating surfaces has become proportionally lower .
This fact is particularly unpleasant in the case of steam generators with forced circulation, the heating surface of which consists of radiation and contact heating surfaces, with the former and the latter being connected in parallel, since the relative heat absorption of the radiant heating surface and the contact heating surface changes with the load,
In fact, the proportional heat absorption of the radiant heating surface normally falls remarkably with the load on the boiler, while the proportional heat absorption of the contact heating surface increases with the load.
According to the present invention, pipes connected in parallel through which water is forcibly conveyed are arranged in this way. that they lie in a row, forming the radiant heating surface, enclose at least part of the combustion chamber, and in the further course of these tubes, by bending them one or more times, a heating tube bundle is created that forms the contact evaporator.
The advantage of the subject matter of the invention is that by connecting the radiation and contact part in series, the sum of their heat absorption with changed boiler output remains in approximately the same ratio to the total heat absorption of the boiler and accordingly. a better distribution of the water to be circulated can take place. Since relatively long pipes can also be used, the number of connection points can also be reduced.
Another advantage is that with the greater total heat absorption respectively. Steam generation of the pipes also increases the speed of the steam-water mixture in the latter because, corresponding to the greater steam output of the pipes, a larger amount of water is pumped around them.
If the steam is to be superheated in a steam generator of the type described, it is advisable to arrange the superheater tubes between the evaporator tubes, with the superheater tubes, as a radiant heating surface, lying in a row with the evaporator tubes and then through one or multiple bending to form a heating surface bundle serving as a contact superheater.
The heat absorption of the superheater can thus be made proportional to the heat absorption of the evaporator for all loads. The overheating temperature must therefore remain constant even with all loads. Depending on the number of superheater tubes between the evaporator tubes, the amount of superheating will adjust.
It is particularly advantageous to lead the steam flow in the superheater in countercurrent to the smoke gases, and not only in the contact area as it is known, but also in the radiation part.
The last-mentioned design also offers the advantage that the superheater tubes are protected against burnout by arranging the superheater tubes between the evaporator tubes, as is already known in the case of contact superheaters.
The invention is explained in more detail by the examples E according to FIGS. <B> 1 </B> to <B> 5 </B>.
In Fig. 1, for example, the fire chamber 2 is assigned a traveling grate furnace. The steam generating pipes are drawn from the distributor <B> 1 </B> as a ceiling over the combustion chamber. The pipes are next to each other in one plane, so that the heat absorption by radiation is approximately the same for each pipe. The tubes are then bent one or more times U-shaped and open into the steam space of the drum <B> 3 </B>.
The U-shaped bends 4 create a bundle of heating surfaces through which the Rauell gases flow and in which they give off their heat to such an extent that they can be introduced directly into the superheater 5, which is located downstream here. The Rauehgasi can be directed vertically downwards from here or directly upwards.
-It is advantageous to design the ceiling formed by the evaporator tubes in such a way that the tubes are placed as close to one another as possible, so that an attachment <B> 6 </B> directly behind the tubes for the relative, long pipes who can. If the pipes are placed directly next to each other in the ceiling, these pipes can be connected to a support beam by means of bolts welded to the back or the like, without the fastening parts heating up too much.
The bracket is expediently placed in such a way that it is just before the turning of the Verdanipferrohre, so that a good fastening of the heating surface bundle it follows. Fig. 2 shows a design for a 'pulverized coal firing, oil firing or the like. The evaporator tubes of the side wall <B> 9 </B> are bent into a U-shape at the top and introduced into the drum <B> 3 </B>.
The pipe - the side wall <B> 10 </B> are either transferred directly into the drum; or twisted one or more times in order to enlarge the heating surface under certain circumstances. The rough gases are in the arrangement according to Fi-. 2 not. around but headed up in a single move.
#n Fig. <B> 3 </B> shows a section through an example with a horizontally lying combustion chamber, the casing of which is lined on the inside by the evaporation tube <B> 11 </B>. The tubes are then bent in one or, as shown, multiple turns 12 and introduced into the drum located in the middle. The raw gases flow through the lying furnace 13 in the direction of its longitudinal axis and occur at the end of the combustion chamber in the right and left of the drum are the flue gas passages 14, 15.
Otherwise, the rough gases can only be directed into one of the two flue gas flues, for example 14, and after flowing through the <B> n </B> of this flue they can be deflected to the other flue <B> 15 </B> and again in this flue to be led back.
4 shows the longitudinal section and FIG. 5 shows the cross section of a steam generator with radiant and contact superheater. The radiant surface of the heating surface of the steam generator is formed by pipes laid on the ceiling. The tubes are then pulled apart and, in the present case, bent several times to form a string.
These, Winduno-s form the contact heating part <B> 26. </B> The pipes laid on the ceiling consist of evaporator pipes <B> 16 </B> and superheater pipes <B> 17. </B> In the present example this is Water from the water distributor <B> 1 </B> is conveyed through the pipes by means of forced circulation. The resulting steam-water mixture is fed into drum <B> 3 </B>. Steam and water separate here.
The steam flows through the superheater tubes in its overall direction in countercurrent to the flue gas elements <B> - </B> both in the contact area and the radiation area <B> - </B> to the collecting box <B> 18, </B> From where it can be derived to its point of use. The flue gases passing through the bundle of heating surfaces formed by the evaporator and superheater tubes can be fed into the feed water preheater <B> 19 </B> for further cooling, to which an air preheater 20! can be connected.
It is advisable to connect the superheater tubes directly to the steam space of the drum, as this results in a practical simplification on the one hand and steam is also extracted along the entire length of the steam-water mixture inlet through the evaporator tubes 16 .
A cooling of the superheater pipes when heating up the boiler or for the operating time in which no steam flows through the superheater pipes but the surface is heated can easily be carried out by means of the circulation pump of the steam generator by pumping water through the superheater pipes will. The circulation pump 21, FIG. 4, runs water from the drum <B> 3 </B> through the line 22.
During normal operation, the pump pushes the water through the line 23 into the water distributor 1. If no steam flows through the superheater tubes, the valve 24 is opened and water via the collecting tank <B> 18 </B> pressed through the superheater tubes <B> 17 </B>. In this case, the superheater acts as an evaporator, so that reliable cooling is guaranteed.