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Mittelbar beheizter Dampferzeuger Die Erfindung betrifft mittelbar
beheizte Dampferzeuger mit geschlossenem Kreislauf des in außen beheizten Rohren
verdampften und in Heizkörpern der Kesseltrommel kondensierenden Wärmeträgers. Es
ist bei derartigen Dampferzeugern üblich, in die Umlaufleitung des Wärmeträgers
einen als Flüssigkeitsabscheider dienenden Zwischenbehälter einzuschalten und die
hier abgeschiedene Flüssigkeit durch Fallrohre der Umlaufleitung an einer geeigneten
Stelle wieder zuzuführen. Auf diese Weise wird ein verstärkter Umlauf der Flüssigkeit
durch die außen beheizten Verdampfungsrohre der Umlaufleitung gesichert, so daß
diese Verdampfungsrohre gut gekühlt und gegen Verbrennen geschützt sind. Geht durch
Undichtigkeiten, etwa an Verbindungsstellen oder Armaturen der Umlaufleitung, Heizflüssigkeit
verloren, so kann es vorkommen, daß der Flüssigkeitsspiegel im Umlaufsystem so weit
absinkt, daB durch hochliegende oder besonders stark beheizte Teile der Verdampferschlangen
keine oder ungenügend Flüssigkeit strömt und infolgedessen diese Teile nicht mehr
ausreichend gekühlt werden. Um auch für derartige ungünstige Betriebsverhältnisse
eine wirksame Kühlung der hochliegenden oder auch sonstiger stark beheizter Teile
des Umlaufsystems sicherzustellen, sind gemäß - der Erfindung diese Kesselteile,
z. B. Feuerraumdeckenrohre, Feuerbrückenrohre, Rostkühlbalken u. dgl., im Rücklauf
des von den Heizkörpern der Kesseltrommel abfließenden Wärmeträgerkondensates der
übrigen Verdampfungsheizfläche des Wärmeträgers vorgeschaltet. Infolgedessen muß
das Wärmeträgerkondensat oder ein Teil desselben, falls die Anordnung nur für einen
Teil der Heizkörper getroffen ist, stets diese Kesselteile durchströmen, ganz unabhängig
von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Umlaufsystem, weil das sich bildende- Kondensat
in das Umlaufsystem, beispielsweise über den obenerwähnten Zwischenbehälter, erst
gelangen kann, nachdem es die vorgeschalteten hochbeanspruchtenKesselteile durchströmt
hat.
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Es sei erwähnt, daß es bereits bekannt ist, bei Wasserrohrkesseln
ein im Heizgaszug liegendes Verdampferrohrbündel den stärker beheizten Wandkühlrohren
des Brennraumes in der Speisewasserzuführung nachzuschalten, so daß der stärker
beheizte Teil der Kesselheizfläche stets zuerst mit Speisewasser versorgt ist. Es
handelt sich jedoch hierbei um unmittelbar beheizte Kessel, deren Betriebsbedingungen
nicht mit denen des geschlossenen Umlaufsystems nach der Erfindung zu vergleichen
sind. Auch bei mittelbar beheizten Kesseln mit geschlossenem Umlauf des Wärmeträgers
hat man bereits vorgeschlagen, einen Teil des Umlaufsystems dem übrigen Teil über
Zwischentrommeln vorzuschalten. Die Hintereinanderschaltung der beiden Teile des
Umlaufsystems erfolgt aber
dabei nicht mit Rücksicht auf die Kühlung
der Rohre durch das zufließende Wärmeträgerkondensat, sondern wegen einer -zweckmäßigen
Anordnung der Heizflächen und einer günstigen Ausnutzung der Wärme der Heizgase.
Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung wird das Kondensat nicht zunächst einem
hochliegenden oder stark beheizten Teile des Umlaufsystems zugeführt, sondern einem
schwach beheizten Teile, der tiefer als die auf die Zwischenbehälter folgende Verdampfüngsheizfläche
liegt und lediglich von bereits abgekühlten Heizgasen bestrichen wird.
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Die Schaltung nach der Erfindung kann so getroffen sein, daß die vom
Kondensat zuerst durchströmten Kesselteile an einen besonderen Zwischensammler angeschlossen
sind, der seinerseits mit dem Zwischensammler der übrigen Verdampfungsfläche in
Verbindung steht. Es kann aber auch für die gesamte Verdampfungsfläche ein gemeinsamer
Zwischensammler vorgesehen sein, in dem durch Überlaufwände ein Raum abgetrennt
ist. In diesen abgetrennten Raum münden dann die Steig- und Fallrohre der zuerst
vom Kondensat durchströmten Kesselheizfläche. Die Ausführungen gemäß der Erfindung
bieten für die stark beheizten Teile des Umlaufsystems ebenfalls den Vorteil, der
sich auch bei der Verwendung des eingangs erwähnten Zwischenbehälters bei den üblichen
mittelbar beheizten Dampferzeugern ergibt, d. h. daß im regelrechten Betrieb bei
entsprechend hohem Flüssigkeitsstand im Umlaufsystem außer dem Durchfluß des Kondensates
durch diese Kesselheizfläche auch noch ein kurzgeschlossener, vom Zufluß des Kondensates
unabhängiger Flüssigkeitsumlauf durch den Zwischensammler hindurch stattfindet.
Sinkt der Flüssigkeitsstand im Umläufsystem unter die Oberkante des Wasserüberlaufs
des abgetrennten Raumes bzw. die Verbindungsrohre bei getrennt angeordneten Zwischensammlern,
so bleibt die Kühlung durch das aus den Heizkörpern abfließende Kondensat erhalten,
weil dieses Kondensat dann einen geschlossenen Umlauf durch die am stärksten beanspruchte
Heizfläche ausführt.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform. Fig. 2
ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i. Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch
eine abgeänderte Ausführungsform. Fig. q. ist in der linken Hälfte ein Querschnitt
nach Linie IV L-IV L und in der rechten Hälfte ein Querschnitt nach Linie IV R-IV
R der Fig. 3.
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In Fig. i und 2 bezeichnet i die mittelbar beheizte Kesseltrommel,
2 die in dieser Kesseltrommel liegenden Heizkörper und 3 die außen beheizten Verdampferrohre,
welche mit ihren unteren Enden an Wasserkammern q. und mit ihren oberen Enden an
Zwischensammler 5 'angeschlossen sind. Von diesen Zwischenbehältern 5 führt eine
Steigleitung 6 zu den Heizkörpern 2. Es ist angenommen, daß die Verdampferrohre
3 die Seitenwandungen des Feuerraumes bilden. In diesem Feuerraum ist eine Feuerbrücke
8 angeordnet, welche auf gebogenen Rohren 9 ruht. Diese Rohre -sind mit ihren unteren
Enden an eine Wasserkammer io und mit ihren oberen Enden an einen Zwischensammler
12 angeschlossen. Die Wasserkammer io ist von den Wasserkammern q. getrennt. Der
Zwischensammler z2 steht mit den Zwischenbehältern 5 durch Rohrstutzen 13 in Verbindung,
so daß also auch der in den Feuerbrückenrohren 9 erzeugte Dampf durch die Steigleitung
6 den in der Trommel z liegenden Heizkörpern :2 zugeführt wird. Die Heizkörper 2
sind durch eine Kondensatabflußleitung 1q. mit der Wasserkammer io verbunden. Das
aus den Heizkörpern abfließende Kondensat strömt somit zunächst durch die Feuerbrückenrohre
9 und dann erst über den Zwischensammler i2 in die Zwischenbehälter 5, um von diesen
weiter in die Verdampferrohre 3 zu gelangen. Auf diese Weise ist eine wirksame Kühlung
der besonders hoch beanspruchten Feuerbrückenrohre durch das von den Heizkörpern
abfließende Kondensat gesichert.
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Die Zwischenbehälter 5 sind durch Fallrohre 15 mit den Wasserkammern
4 und der Zwischensammler 12 ist durch ein Fallrohr 16 mit der Wasserkammer io verbunden.
Auf diese Weise ist neben dem Hauptkreislauf des Wärmeträgers, welcher von den außen
beheizten Rohren, nämlich den Verdampferrohren 3 und den Feuerbrückenrohren g, über
die Zwischensammler 32 und 5 und die Steigleitung 6 zu den Heizkörpern 2 führt,
wie üblich noch je ein kurzgeschlossener Flüssigkeitsumlauf sowohl durch die Verdampferrohre
3 als auch durch die Feuerbrückenrohre 9 geschaffen. In das Fallrohr 16 ist in bekannter
Weise ein Rückschlagventil, eine Staudüse oder ähnliche Vorrichtung 18 eingeschaltet,
welche den Umlauf in dem kurzgeschlossenen Kreis io, 9, i2, 16 nur in'einer Richtung
zuläßt.
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In Fig. 3 und q. bezeichnet i wieder die mittelbar beheizte Kesseltrommel,
2 die in dieser Trommel liegenden Heizkörper und 3 die als Seitenwandrohre angeordneten
Verdampferrohre. Der durch diese Rohre 3 gebildeten Heizfläche sind im Rücklauf
des von den Heizkörpern abfließenden Wärmeträgerkondensats die an der I@ecke des
Feuerraumes
verlaufenden Rohre 2o vorgeschaltet. Diese Rohre 2o
sind mit ihren unteren Enden an eine Wasserkammer 21 und mit ihren oberen Enden
an einen Zwischenbehälter 22 angeschlossen. Die Kondensatrücklaufleitung 23 verbindet
die Heizkörper 2 mit der Wasserkammer 21. Die Einmündungen der Deckenrohre 2o in
den Zwischenbehälter 22 liegenauf einem mittleren Teil des Behälterinnenraumes,
welcher durch Zwischenwände 24 von den Seitenräumen 25 des Behälters abgetrennt
ist. Die Zwischenwände 24 erstrecken sich nicht über den gesamten Querschnitt des
Behälters 22, sondern ragen nur etwas über die waagerechte Mittelebene hinaus, dienen
also als Überläufe, über welche hinweg die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem mittleren
Teil des Behälters nach den Seitenräumen überfließen kann. In die Seitenräume 25
münden Sammelrohre 26 ein, an welche die Verdampferrohre 3 mit ihren oberen Enden
angeschlossen sind. Ferner gehen von diesen Seitenräumen 25 Fallrohre 28 aus, die
zu Wasserkammern 29 führen, an welche die Verdampferrohre 3 mit ihren unteren Enden
angeschlossen sind. Von dem mittleren Raum des Zwischenbehälters 22 führt ein Fallrohr
3o zur Wasserkammer 2i. In das Fallrohr 3o ist wiederum eine Vorrichtung 31 eingeschaltet,
welche den Flüssigkeitsumlauf nur in einer Richtung zuläßt. Durch eine Steigleitung
32, welche den Zwischenbehälter 22 mit den Heizkörpern 2 verbindet, wird der Hauptkreislauf
des Wärmeträgers geschlossen. Dieser Kreislauf führt von der außen beheizten Heizfläche,
nämlich den Seitenwandrohren 3 und den Deckenrohren 2ö, über den Zwischenbehälter
22, die Steigleitung 32, die Heizkörper 2 und die Kondensatrücklaufleitung 23 zur
Wasserkammer 21. Neben dem Hauptkreislauf des Wärmeträgers istwieder jeeinkurzgesclilossenerFlüssigkeitsumlauf
durch den Zwischenbehälter 22 hindurch für die Seitenwandrohre 3 und für die Deckenrohre
2o vorhanden, und zwar für die Wandrohre 3 über die Fallrohre 28 und die Wasserkammern
29 und für die Deckenrohre 2o über das Fallrohr 30 und die Wasserkammer 2i.
Da das aus den Heizkörpern 2 abfließende Kondensat zunächst die Deckenrohre 2o durchströmen
muß, ehe es zum Zwischenbehälter 22 und von diesem weiter zu den Verdampferrohren
3 gelangt, so ist stets eine ausreichende Kühlung dieser besonders stark beheizten
Deckenrohre gesichert.
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Bei den beschriebenen Beispielen ist angenommen, daß das Kondensat
der gesamten in der Trommel i liegenden Heizkörper zunächst den am stärksten beanspruchten
Rohren zugeleitet wird. Wenn die vorerst zu kühlende stark beheizte Heizfläche nur
einen sehr kleinen Teil der Gesamtheizfläche ausmacht, ist es natürlich auch angängig,
nur einen Teil-. strom des Kondensats hintereinander durch die besonders stark beheizte
und die übrige Heizfläche hindurchzuleiten und den anderen Teil des Kondensats,
der also von einem Teil der in der Trommel liegenden Heizkörper abfließt, unmittelbar
der weniger stark beheizten Heizfläche zuzuführen-