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Heißwasserrohrkessel für Zwangumlaufheizungsanlagen Die Erfindung
betrifft einen Heißwasserrohrkessel für Zwangumlaufheizungsanlagen, die mit Wassertemperaturen
von 160 bis 204° C betrieben werden und ausgestattet sind mit Heizflächen aus den
Feuerraum begrenzenden, stark beheizten Rohrgruppen und im Heizgasweg nachgeschalteten,
schwach beheizten Rohrschlangen, mit Deckenrohren, die an der Kesselvorderseite
nach unten gezogen, in Vorderwandrohre übergehen, mit oberen und unteren Längssammelrohren
für senkrechte Seitenwandrohre des stark beheizten Kesselteiles, waagerechten Quersammelrohren
oben und unten zwischen den Längssammelrohren, mit an Quersammelrohre anschließenden
Zwischenwandrohren, einem Rücklaufwasserverteiler und einem quer zur Kessellängsachse
angeordneten Vorlaufwassersammler, wobei das Kesselwasser zunächst durch die schwach
beheizten, im rückwärtigen Teil des Kessels untergebrachten Rohrschlangen nach oben,
anschließend nach unten und durch die Seiten- und Zwischenwandrohre wieder nach
oben strömt. Die, am stärksten hitzebeanspruchten Deckenrohre finden bei diesem
bekannten Heißwasserrohrkessel keine ausreichende Kühlung.
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Daher sind nach der Erfindung die Vorderwandrohre an den Rücklaufwasserverteiler
derart angeschlossen, daß das hier eintretende Rücklaufwasser über die Vorderwandrohre
zu den Deckenrohren strömt, von wo es in die im Wasserumlauf den Deckenrohren nachgeschalteten,
schwach beheizten Rohrschlangen gelangt. Diese Führung des Kesselwassers durch die
der Feuerraumwärme stark ausgesetzten Deckenrohre gewährleistet eine die Lebensdauer
dieser Deckenrohre fördernde Kühlung.
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Die Deckenrohre können in Weiterbildung des Erfindungsgedankens an
der Rückseite des Kessels nach unten gezogen sein und hier in ein Quersammelrohr
einmünden.
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In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Heißwasserrohrkessel
im Aufriß, Fig.2 einen waagerechten Schnitt durch diesen Kessel nach der Linie 2-2
in Fig. 1.
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Der dargestellte Heißwasserrohrkessel umfaßt eine in ihrem unteren
Teil feuerfeste Vorderwand 11 mit einer oder mehreren Öffnungen 12 für Ölbrenner
13. Der Kessel kann auch mit gasförmigen Brennstoffen ohne wesentliche Abänderung
betrieben werden. Sollen feste Brennstoffe verheizt werden, so sind kleine Änderungen
der Bodenkonstruktion erforderlich, damit eine Schürvorrichtung angebracht werden
kann. Der obere Teil der Vorderwand 11 ist aus Vorderwandrohren 14 und feuerfestem
Baustoff gebaut; diese Vorderwandrohre gehen von einem waagerechten, entlang der
Vorderwandaußenseite angeordneten Rücklaufwasserverteiler 15 aus. Am oberen Ende
der Vorderwand biegen die Vorderwandrohre ab, um waagerecht unmittelbar unterhalb
der Decke als Deckenrohre 16 zu verlaufen. Im rückwärtigen Teil des Heißwasserrohrkessels
sind die Wasserrohre nach unten gebogen und bilden dort einen Teil der Rückwand
17, wo sie in ein Quersammelrohr 18 am unteren Ende der Rückwand einmünden. Das
Quersammelrohr 18 in der Rückwand ist an seinen Enden durch waagerecht verlaufende
Wasserkammern 20 und 21 abgeschlossen. Die aus dem Quersammelrohr
und den Wasserkammern bestehende Baugruppe ist zwischen unteren Längssammelrohren
22 und 23 angeordnet. Diese Längssammelrohre verlaufen nach vom bis über die Vorderwund
11 hinaus. Unmittelbar über den Deckenrohren 16 verlaufen an deren beiden Seiten
obere Längssammelrohre 24, die nach Querschnitt und Länge mit den unteren Längssammelrohren
22 und 23 übereinstimmen. Zu den oberen und unteren Längssammelrohren gehören senkrechte
Eckrohre 25 und 26 außerhalb der Vorderwand 11. Das Eckrohr 25 verbindet das untere
Längssammelrohr 23 mit dem oberen Längssammelrohr 24, während das Eckrohr
26 das untere Längssammelrohr 22 mit einem
weiteren oberen Längsammelrohr
verbindet. Der Rücklaufwasserverteiler 15 ist an seinen Enden. abgeschlossen, aber
aus statischen Gründen mit den Eckrohren 25 und 26 z. B. durch Verschweißung verbunden.
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Die Wasserkammern 20 und 21 stehen beide in Verbindung mit Rohrschlangen
27, die quer durch den zwischen den Seitenwänden eingeschlossenen Raum liegen und
mit ihren oberen Enden in die rückwärtigen Teile der oberen Längssammelrohre münden.
In den oberen Längssanmelrohren sind nächst der vordersten Rohrschlange 27 Zwischenwände
29 vorgesehen, die im rückwärtigen Teil der oberen Längssammelrohre Kammern 28 bilden.
An diese Kammern 28 sind Seitenwandrohre 30 angeschlossen, welche
die oberen Kammern 28 mit den unteren Längssammelrohren verbinden. Das in das Quersammelrohr
18 abgegebene Wasser strömt also in die Wasserkammern 20 und 21 und
durch die Rohrschlangen 27 nach oben in die oberen Längssammelrohre und kehrt in
die unteren Längssanmelrohre 22 und 23 über eine Reihe von Seitenwandrohren 30 zurück.
Hierauf strömt das Wasser in Richtung auf die Vorderwand hin in den unteren Längssammelrohren,
um schließlich durch Seitenwandrohre 31 und 33 und Zwischenwandrohre nach
oben geleitet zu werden. An den Seitenwandrohren 31 sind Platten angebracht, welche
zusammen mit den Seitenwandrohren sowie feuerfesten und wärmedämmenden Stoffen die
Seitenwände bilden.
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Das durch die Seitenwandrohre 31, 33 an die oberen Längssammelrohre
abgegebene heiße Wasser kommt in einen waagerechten Vorlaufwassersammler 35, der
quer über die Deckenrohre 16 verläuft und einen Vorlaufsanschlußfiansch 36 besitzt;
der Vorlaufwassersammler 35 ist an seinen Enden mit den oberen Längssammelrohren
durch Winkelrohre 37 und durch mehrere Verbindungsrohre 38 in Abständen voneinander
mit den oberen Längssammelrohren verbunden.
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Zwischen den unteren Längssammelrohren 22 und 23 ist ein Quersammler
40 an diese angeschlossen. Dieser Quersammler ist Ausgangspunkt einer Reihe von
Zwischenwandrohren 41, die eine Zwischenwand im mittleren Teil des Kessels bilden.
Diese Zwischenwandrohre sind an ihren oberen Enden abwechselnd so aus ihrer zunächst
gemeinsamen Ebene abgebogen, daß sie Rohrgitter 41 A und 41 B mit
verdoppelten Rohrabständen bilden; die Zwischenwandrohre beider Rohrgitter münden
in den Vorlaufwassersammler 35. An die Zwischenwandrohre 41 sind in deren
unterem Abschnitt Platten angeschweißt, die eine gasdichte Zwischenwand bilden;
die Zwischenräume zwischen den Zwischenwandrohren im Bereich der Rohrgitter
41 A und 41 B sind offen, so daß ein Heizgasdurchtritt
42 gebildet ist.
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Neben den von den unteren Quersammler 40 aus senkrecht nach
oben verlaufenden Zwischenwandrohren 41 verlaufen weitere Zwischenwandrohre
43 und 44 zunächst als zwei Rohrgitter schräg nach rückwärts und oben, um dann in
der gleichen Ebene zusammenzulaufen und in senkrechter Richtung nach oben gehend
schließlich ebenfalls in den Vorlaufwassersammler 35 zu münden. An die Zwischenwandrohre
43 und 44 sind Platten angeschweißt, welche eine im großen und ganzen gasdichte
Zwischenwand 45 bilden, die sich von einigem Abstand über dem Boden 46 nach oben
bis zu den Deckenrohren 16 erstreckt. Die Spalte zwischen den Zwischenwandrohren
43 und 44 bleiben offen und bilden einen Heizgasdurchtritt 47 zwischen dem
unteren Teil der Zwischenwand 45 und dem Boden 46. Im rückwärtigen,
oberen Teil des Kessels sind die feuerfeste Verkleidung und -die Zwischenplatte
der Rohre 14 weggelassen, so daß die Heizgase durch die Rohrzwischenräume, die einen
oberen Heizgasdurchtritt 48 bilden, abziehen können.
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Die in dem Feuerraum 50 erzeugten Heizgase strömen durch den Heizgasdurchtritt
42 in einen Sturzzug 51 zwischen der Zwischenwand 41 und der Zwischenwand
45, verlassen diesen durch den unteren Heizgasdurchtritt 47, um dann zwischen der
Zwischenwand 45 und der Rückwand 17 nach dem Heizgasaustritt 48 oben zu strömen.
Während ihres Durchgangs durch den letzten Heizgaszug 52 sind vorwiegend die Heizgase
im Konvektionswärmetausch mit den Rohrschlangen 27.
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Das Rücklaufwasser wird durch eine eigene Umwälzpumpe des Kessels
in den Rücklaufwasserverteiler 15 unter Druck eingeführt. Dabei wird das Wasser
durch die Vorderwand-, Decken- und Rückwandrohre 16 nach dem unteren Quersammelrohr
18 getrieben. Die Wasserströmung durch die Zwischenwand- und Seitenwand-Längssammelrohre
24 und von diesen nach dem Vorlaufwassersammler 35 erfolgt weitgehend unter Zwang;
daneben findet auch natürlicher Wasserumlauf durch die Rohre statt, zu der auch
die Strömung durch die nicht erhitzten Eckrohre 25 und 26 gehört. Der Heißwasserkessel
wird mit Vorteil als Ganzes mit niedrigen Herstellungskosten gebaut und aufgestellt.
Der aus Rohren bestehende Aufbau ist in an sich bekannter Weise selbsttragend und
erfordert keine äußere Tragkonstruktion.
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Der Heißwasserrohrkessel nach der Erfindung kann auch mit anderen
Wärmeträgern als Wasser, beispielsweise mit Quecksilber betrieben werden.
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Über den Wortlaut der Ansprüche hinausgehende Teile der Beschreibung
und des Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dienen nur zur Erläuterung und sind
nicht Gegenstand der Erfindung.