DE1928952C - Stehender Abhitzekessel, insbesondere zur Schwefel- oder Schwefelwasserstoff-Verbrennung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen stehenden Abhitzekessel, insbesondere zur Schwefel- oder Schwefelwasserstoff-Verbrennung mit quer zur Strömungsrichtung der Abgase gelegenen U-förmigen Auslauscherrohren, deren Enden in senkrechte, die Kesselwand bildende Verteiler- und Samme'.rohre münden.

Die bei der Schwefelverbrennung oder Schwefelwasserstoffverbrennung entstehenden Gase haben einen 10 bis 15° oigen Schwefeldioxydanteil und daher einen verhältnismäßig hohen Schwefeltaupunkt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abhitzekessel zu schaden, bei dem eine allseitige gleichmäßige Kühlung gegeben ist und damit örtliche Taupunklunterschreitungen vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Abhitzekessel der eingangs genannten Gattung vor, daß die Verteiler- und Sammelrohrc abwechselnd ncbcneinandcrliegende Steigrohre und Fallrohre sind und das eine Ende jedes Austauschcrrohrcs in ein Steigrohr, das andere Ende auf gleicher oder annähernd gleicher Höhe in ein Fallrohr mündet, wobei die Austauscherrohre parallel nebeneinander in mehreren horizontalen Ebenen übereinander angeordnet sind und die Austauscherrohre der einen Kessellängshälfte gegenüber den Austauscherrohren der anderen Kessellängshälfte in der Höhe deichmäßig gegeneinander versetzt sind.

Es ist em Abhitze-Wasserrohrkessel mit rundem Gaszu'-qu-TSchnitt bekannt (deutsche Gebrauchsrnusicrschrift 1915 138). bei dem U-fönrige Austauscherrohre quer zur Strömungsrichtung der AS-iiase vorgesehen sind, deren Enden in senkrechte, die kesselwänd bildende Verteiler- und Sammelrohre münden. Hierbei steht die Austauscherflächen-Ebene, die Ebene, in der die Schenkel und der Steg jedes der •J-förmigen Austauscherrohre angeordnet sind, senkrecht und die Verteiler- und Sammelrohre werden durch koaxiale und übereinandergelegene Rohrabschnitte gebildet. Eine Verteilung der Austauscher rohre derart, daß diese über ihre gesamte Länge uiul über den (iuszugquerschnitt gleichen oder annähernJ gleichen Abstand von ihren Nachbarrohren haben und damit gleiche Strömungsverhältnisse der Abga-,. über den Kesselquerschnitt bewirken, ist bei diesenbekannten Abhitzekessel nicht /u verzeichnen. Bei einem weiterhin bekannten Abhitzekessel (britische Patentschrift 4fö 247), bei dem im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Abhitzekessel, bei welchen-, die Austauscherrohre radial angeordnet sind, du· U-förmigen. gleichfalls in einer senkrechten Aiis-•auscherflüchenebene gelegenen Austauscherroh u von zwei gegenüberliegenden Seiten kammartig ineinandergreifen und sich über den Gaszugquerschnitt er strecken, ragen die Enden der Austauscherroh κ-durch die gemauerte Kesselwänd, was eine zusätzliche Ummantelung /ur Isolierung dieser aus dem Kessel ragenden Rohrenden und deren Überhit/ungsstüeke erforderlich macht. Mit den bekannten Abhitzekesseln ist eine allseitige gleichmäßige Kühlung zur Vermeidung einer Taupunktunterschreitung weder beabsichtigt noch erreichbar.

Ferner ist durch die USA.-Patentschrift 1 865 944 ein Dampfkessel mit an gegenüberliegenden Kessclhälften angeordneten Steigrohren als Verteilerrohre für parallel nebeneinander und in mehreren horizontalen Ebenen übereinander gelegene U-förmige Austauscherrohre bekannt, die quer zur Strömungsrichtiing der Rauchgase angeordnet sind, wobei die Austauscherrohre der einen KesseHängshälfte gegenüber den Austauscherrohren der anderen KesseHängshälfte ir. der Höhe gleichmäßig gegeneinander versetzt sind. Hierbei bilden jedoch weder die Steigrohre eine geschlossene Kesselwand noch stehen die Rohrköpfe aller Austauscherrohre mit Steigrohren und die Rohrenden aller Austauscherrohre mit Fallrohren in Verbindung, so daß der mit dem erfindungsgemäßen Abhitzekessel erreichbare stabile natürliche Umlauf des Wassers bzw. Dampfes und der gleichmäßige Wärmeübergang nicht zu verzeichnen ist.

Durch die Erfindung wird ein gasfester Druckmantel vorzugsweise in dem heißen Gasbereich durch Fall- und Steigrohre gebildet, so daß ein äußerst stabiler natürlicher Umlauf des Wassers bzw. Wasserdampfes entsteht, der einen gleichmäßigen Wärmeübergang gewährleistet.

Zu dem obengenannten Vorzug einer allseitig guten Kühlung des heißen Gasbereiches tritt bei dem erfindungsgemäßen Abhitzekessel die Möglichkeit hinzu, diesen insbesondere in seinem heißgehenden

Teil schnell und einfach auseinandernehmen zu können, um Steig- und Fallrohre wie Ausiauscherrohre auswechseln zu können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegen die Austauscherrohre der einen Kessellängshn'.fte mittel- oder unmittelbar auf den Rohren der zweiten Kess'.'lläneshälfte auf.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Erfindungscegenstandes sieht vor, daß die untersten Austauscherrohre mit ihrem U-förmig gebogenen Ende auf einem Ansatz, einer Nase od. dgl. des senkrechten Steig- und Fallrohre der zweiten Kessellängshälfte aufliegen. Ferner kann der durch die senkrechten Steig- und Fallrohre gebildete Kesselwandteil in Abschnitte unterteilt sein und d^;e Länge der Steig- und Fallrohre der Höhe dieser Abschnitte entsprechen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abhitzekessels daiscst-ilU. F-s zeigt

Fie.l den Abhitzekessel im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Querschnitt durch (\:n mit den Steig- und Fallrohren versehenen Teil des Kessels und

F i g. 3 eine Einzelheit der Anordnung der Austauscherrohre an den Steig- und Fallrohren.

Der Abhitzekessel 1 ist als stehender Kessel in Turmbauform ausgebildet und ruht auf den Füßen 2. Am unteren Kesselende treten die bei der Verbrennung des Schwefels oder des Schwefelwasserstoffs entstandenen Abhitzegase durch den Kanal 3 in den Kessel I ein und steigen in Richtung des Pfeil"; 4 auf wärts. um den Kessel in Pfeilrichtung 5 am oberen Ende zu verlassen.

Der Kessel ist in zwei Teile I und !I unterteilt, wobei der Teil II dem Abhitzegaseintrittskanal 3 zugekehrt ist. Der obere Teil I des Kesrds. dessen Mantel aus einem einfachen gasdichten Mantelblech 6 gebildet ist, weist die schlangenförmig verlegter Austauscherrohre 7 auf, die in Ringleitungen 8 münden, wobei der erzeugte Dampf bei 9 abgezogen wird.

Der untere Teil II des Kessels weist eine Ummantelung auf, die im wesentlichen aus senkrecht nebeneinander stehenden Fall- und Steigrohren 10.11 gebildet wird, wobei sich auf dem größten Teil des Umfangs des so gebildeten Mantels 12 die parallelen Steig- und Fallrohre abwechseln. Zur Verdeutlichung dessen sind in Fig. 2 die Steigrohre ohne Schraffierung belassen, während die Fallrohre 11 eine solche zeigen. Die Steig- und Fallrohre sind mit entsprechenden Ringverteiler- und Ringsammelleitungen 13,15° 14 verbunden, die über nicht dargestellte Leitungen mit einer V/asser-Dampf-Trommel verbunden sind.

Die Rohre 10,11 sind an ihren Längsaniagestellen miteinander verschweißt, so daß ein geschlossener Mantel entsteht, der eine allseitige Kühlung des Gases im Innenraum des Kessels und damit die Vermeidung einer örtlichen Taupunktunterschreitung gewährleistet.

Von jedem der in einem bestimmten Abstand von der Längsmittelebene M gelegenen Steigrohre 10 gehen übereinanderliegende haarnadelförmig gekrümmte Austauscherrohre 15 mit den Schenkeln 16, 17 aus, die in das dem Steigrohr benachbarte Fallrohr 11 münden,, wie dies in Fig. 2 zu erkennen ist.

Die äußeren Rohre ISa kör η hierbei eine Ausnahme machen und nicht in unmittelbar benachbartes Steigrohr bzw. Fallroh: münden, vielmehr ein solches Rohr überspringen. Die Anordnung Jer Rohre 15 ist somit derart, daß die Rohre im Abstand übereinander gelegene Rohrflächen aus im Abstand nebeneinanderliegenden Haarnadelrohren 15 bilden. Da die Rohre einer Kessellängshälfte höher liegen als die entsprechenden Rohre der auf gleicher Hohe iielceenen zweiten Längshälfte, können die Rohrilachen der gegenüberliegenden Kessellängshai!;,·;·, mit ihren Rohren kammartig ineinandergeschoKn werden, wie dies aus der Zeichnung zu erkennen im. wo in F ie. 2 die in ausgezogener Linie dargestellten Rohre 15 ""der KessellängshäTftc III zugeordnet sin,;. während die strichpunktierten Rohre 15 der links d .·.· Kessellängsmiitelebene gelegenen Kesselhälfte IV .-;.-aeordnct sind. Da die Rohre der beiden Hälften Ii' IV höhen- und seitenmatfig versetzt sind, ergibt m. ein zick-zack-förmiger Verlauf der Abhitze;.:.!-.■ durch den Teil II de> Kessels.

Das Eintrittsende 18 der haarnadelförmigcn Ai:- tauscherrohre in ein Steigrohr (Fi₁;. 2) kann eu\.i· höher lieeen als die Einmündung des Endes 19 d. Haarnadelrohr in das entsprechende Fallrohr. i^ä h die Rohre 15 sind gegenüber ihrer gemeinsamen horizontalen Ebene etwas geneigt, bilden dennoch ι in. geschlossene Fläche, wie s^;; in F i g. 2 dargestellt io

Zum Auseinandernehmen des Kesselteils II v.erden, absesehen \on den Ringleitungen 13, 14 an .Ln beiden Stellen 20. 21 (Fig. 2). die Verschweißtini:. ;i zwischen den benachbarten Rohren 22. 23 und 24. 25. die beidseitig der Längsmittelebene Λ/ gelegen sna. getrennt, so daß die Rohre 15 der Kesselhälfte 111 von denen der Kessellängshäifte IV getrennt werden können, indem die Austauscherrohre der Hälfte III in Richtung des Pfeils S aus ihrer kammartigen L age zwischen den Rohren der Kessellängshälfte IV herausgezogen werden. Nach Auswechseln der Ke^eI-iängshälfte III gegen eine neue Kessellängshiilfte werden die Teile in der Weise wieder miteinander verbunden, daß die Schweißstellen zwischen den Rohren 22. 23 und 24. 25 wieder hergestellt werden.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, können die Kessellängshälften III. IV in untereinanderliegende Abschnitte A, B und C unterteilt werden, die. wie gleichfalls aus Fig. 1 zu erkennen ist, eine ungleiche Anzahl von Austauscherrohren 15 aufweisen, wobei der Abschnitte, der dem Abhitzeeintrittskanal 3 am nächsten gelegen ist, die geringste Anzahl an Austauscherrohren aufweist. Das Auswechseln von Rohrpaketen dieser Abschnitte erfolgt dementsprechend dadurch, daß man jeweils die Längshälfte eines Abschnitts von der anderen Längshälfte des gleichen Abschnitts trennt. Die Steig- und Fallrohre 10, 11 sind bei dieser Ausführungsform in der Länge dieser Abschnitte A, B vorgesehen, an ihrem unteren Ende bei 26 und 27 abgeschlossen und bilden dort eine Abstützung für den nächsthöheren Abschnitt.

Die Steig- bzw. Fallrohre besitzen Ansätze oder Nasen 28, auf die sich die Rohre 15c der untersten Austauscherfläche abstützen können. Zwischen de-n Rohren 15 können ferner in bekannter Weise Abstützelemente 29 vorgesehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stehender Abhitzekessel, insbesondere zur Schwefel- oder SchwefelwasserstofT-Verbrenm'rifi, mit quer zur Strömungsrichtung der Abgase gelegenen U-förmigen Austauscherrohren. deren Enden in senkrechte, die Kesselwand bildende Verteiler- und Sammelrohre münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler- und Sammelrohre abwechselnd nebeneinanderliegende Steigrohre und Fallrohre sind und das eine Ende jedes Austauscherrohres in ein Steigrohr, das andere Ende auf gleicher oder annähernd gleicher Höhe in ein Fallrohr mündet, wobei die Austauscherrohre parallel nebeneinander in mehreren horizontalen Ebenen übereinander angeordnet sind und die Austau^cherrohre der einen Koselläniishälfte ge?'.'nüber den Austauscherrohren der anderen Kesscilänizshaltte in bekannter Weise in -o der Höhe gleichmüßig gegeneinander versetzt sind.

2. Abhitzekessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austauscherrohre (15) der einen Kessellängshälfte (III oder IV) mittel- oder unmittelbar auf den Rohren (15) der zweiten KesseHängshälfte (III oder IV) aufliegen.

3. Abhitzekessel nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die untersten Austauscherrohre (¹S c) mit ihren U-förmig gebogenen Enden, auf einem Ansät' (28), einer Nase od. dgl. der senkrechten Steig- und Fallrohre (10, 11) der zweiten Kessellängshäjf'e (III oder IV) aufliegen.

4. Abhitzekessel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die senkrechten Steig- und Fallrohre (10, 11) gebildete Kesselwandteil (II) in Abschnitte (A, B, C) unterteilt ist und die Länge der Steig- und Fallrohre (10, 11) der Höhe dieser Abschnitte entspricht.