DE2416648A1 - Natural circulation water tube boiler - has combustion chamber inclined to vertical with vertical second pass flue way - Google Patents
Natural circulation water tube boiler - has combustion chamber inclined to vertical with vertical second pass flue wayInfo
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Abstract
Description
Dampf- und Heißwassererzeuger Die Erfindung betrifft einen Dampf- und Heißwassererzeuger mit einer von geschweißten gasdichten Rohrwänden begrenzten, im Querschnitt etwa rechteckförmigen Brennkammer mit an die Rohrwände angeschlossenen Sammlern und mindestens einem der Brennkammer nachgeschalteten vertikalen Kesselzug und hat eine besonders zwecKmäßige Ausgestaltung zum Gegenstand, durch welche die Fertigung wesentlich vereinfacht wird.Steam and hot water generator The invention relates to a steam and hot water boilers with one bordered by welded gas-tight pipe walls, in cross-section approximately rectangular combustion chamber with connected to the tube walls Collectors and at least one vertical boiler pass downstream of the combustion chamber and has a particularly expedient design for the subject, through which the Manufacturing is significantly simplified.
Die Erfindung geht von den bekannten teilrohrkesseln aus, deren Brenner im Boden einer senkrecht angeordneten Verbrennungskammer angeordnet sind, um hierdurch die Höhe der Brennkammer für den Ausbrand der Flamme auszunutzen und eine Berührung der Flamme mit den Kesselwänden möglichst zu verhindern. Der Querschnitt der Brennkammer hat die Form eines Rechteckes oder Quadrates mit vertikal oder annähernd horizontal geführten Wandflächen. Bei diesen in der Regel mit Naturumlauf betriebenen, nur für flüssige oder gasförmige Brennstoffe geeigneten Steilrohrkesseln befinden sich die Brennereinrichtungen unterhalb der nahezu horizon-tal verlaufenden Bodenfläche. Sie sind deshalb für das Bedienungspersonal schlecht erreichbar und nur mit Hilse umständlicher Hilfseinrichtungen bedienbar (Unfallgefahr beim IIerausziehen der Brennerlanzen). Durch die konstruktionsbedingte schwache Steigung der Bodenrohre in solchen Brennkammern bes-teht die Gefahr eines zu geringen Wasserumlaufes, so daß an den Wandrohren Überhitzungserscheinungen auf-treten können, die zu einer frühzeitigen Korrosion der Rohre führen. Die bekannten Steilrohrkessel haben außerdem den Nachteil, daß die Brennkammer wegen ihrer Abmessung und des Anschlusses an nachfolgende Kesselzüge nur in Teilstücken hergestellt werden kann und der fertige Zusammenbau, insbesondere der Brenneranlage im Fertigungsbetrieb nicht möglich ist.The invention is based on the known partial tube boilers, their burners are arranged in the bottom of a vertically arranged combustion chamber to thereby to use the height of the combustion chamber for the burnout of the flame and a contact to prevent the flame with the boiler walls as much as possible. The cross section of the combustion chamber has the shape of a rectangle or square with vertical or approximately horizontal guided wall surfaces. With these usually operated with natural circulation, only There are steep-tube boilers suitable for liquid or gaseous fuels the burner equipment below the almost horizontal floor area. They are therefore difficult to reach for the operating personnel and can only be reached with help cumbersome auxiliary equipment can be operated (risk of accident when pulling out the Burner lances). Due to the construction-related weak slope of the floor pipes in such combustion chambers there is a risk of insufficient water circulation, see above that overheating phenomena can occur on the wall pipes, leading to a premature corrosion of the pipes. The well-known steep tube boilers also have the disadvantage that the Combustion chamber because of its dimensions and the Connection to subsequent boiler trains can only be made in sections and the finished assembly, in particular the burner system in the manufacturing plant not possible.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dampf- und Heißwassererzeuger zu entwickeln, welcher bei verbessertem natürlichem Wasserlamlauf und einfachem und Lconpaktem Aufbau die Herstellung einer vorgefertigten Brennkammer einerseits und eines nachgeschalteten ziesselzuges andererseits im Fertigungsbetrieb ermöglicht, welche am Standort auf einfache Art und Weise zusammenbaubar sind.In contrast, the invention is based on the object of providing a steam and to develop hot water generators that improve natural water flow and a simple and compact structure, the production of a prefabricated combustion chamber on the one hand and a downstream pulling train on the other hand in the manufacturing plant which can be easily assembled on site.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brennkammer mit ihrer Längsachse um etwa 450 ansteigend in den oberen Teil des vertikalen Kesselzuges mündet und die Feuerung aus am Boden der Brennkammer ein- oder mehrreihig angeordneten Brennern und/oder aus einer unterhalb der Brennkammer angeordneten Verbrennungseinrichtung für feste Brennstoffe besteht, welche über einen Verbindungsschacht mit der Brennszammer verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in that the combustion chamber with its longitudinal axis rising by about 450 in the upper part of the vertical boiler pass opens and the furnace is arranged in one or more rows at the bottom of the combustion chamber Burners and / or from a combustion device arranged below the combustion chamber for solid fuels, which are connected to the combustion chamber via a connection shaft connected is.
Diese Ausbildung des Dampf- und Heißwassererzeugers hat den wesentlichen Vorteil, daß alle Bereiche der Rohrwände eine große Steigung von etwa 450 aufweisen, so daß eine Behinderung des Naturwasserumlaufes in den hochbeheizten Brennkammerrohren nicht zu befürchten ist. Die im Brennkammerboden angeordneten Brenner sind in der Schräglage gut zu beobachten und erlauben eine einfache Bedienung sowie ein gefahrloses Ein- und Ausfahren. Durch diese Anordnung wird weiterhin erreicht, daI3 unterhalb des Bodens der BrennKammer Bedienungsbühnen so angeordnet werden können, daß die Brenner günstig erreichbar sind. Werden Brenner zwei- oder mehrreihig angeordnet, so können die Bedienungsbühnen auf einfache Art und Weise stufenförmig ausgebildet sein.This formation of the steam and hot water generator has the essential Advantage that all areas of the pipe walls have a steep slope of about 450, so that an obstruction of the natural water circulation in the highly heated combustion chamber tubes is not to be feared. The burners arranged in the combustion chamber floor are in the The inclination is easy to observe and allows easy and safe operation Moving in and out. This arrangement also ensures that below the bottom of the combustion chamber operating platforms can be arranged so that the Brenner are easily accessible. If burners are arranged in two or more rows, in this way, the operating platforms can be designed step-shaped in a simple manner be.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die untere Rohrwand der Brennkammer, welche sich an den vertikalen Kesselzug anschließt, als Ausbrandfläche für feste Brennstoffe, wie beispielsweise Ilolzspäne, Holzstücke o.dgl. verwendet werden kann, so daß in dieser Brennkammer neben flüssigen und gasförmigen auch feste Brennstoffe eingesetzt werden können, wenn am tiefsten Punkt der Brennkammer eine Ascheabzugsstelle vorgesehen ist, Darüber hinaus kann der Dampf- und Heißwassererzeuger sowohl mit Brennern für flüssige oder gasförmige Brennstoffe am Boden der Brennkammer bestücKt sein, gleichzeitig auch oder wahlweise für eine Verbrennung von Feststoffen hergerichtet werden. Für diesen Zweck befindet sich unterhalb der BrennKammer eine Verbrennungseinrichtung, beispielsweise ein Wanderrost, welcher die schrägliegende Brennkammer von unten her beheizt. Diese Anordnung wird dadurch ermöglicht, daß unterhalb der Brennkammer eine genügende Raumtiefe zur Verfügung steht.Another advantage is that the lower tube wall of the Combustion chamber, which connects to the vertical boiler pass, as a burnout area for solid Fuels, such as wood chips, pieces of wood or the like. can be used, so that in this combustion chamber, in addition to liquid and gaseous fuels, also solid fuels can be used if there is an ash extraction point at the lowest point of the combustion chamber is provided, In addition, the steam and hot water generator can be used with both Burners for liquid or gaseous fuels fitted at the bottom of the combustion chamber be, at the same time or optionally prepared for the combustion of solids will. For this purpose there is a combustion device below the combustion chamber, For example, a traveling grate, which the inclined combustion chamber from below heated here. This arrangement is made possible by the fact that below the combustion chamber sufficient room depth is available.
Als wesentlicher vorteil ist anzusehen, daß durch die kompakte Bauweise des Darrf- und Heißwassererzeugers Kessel mit einer großen Leistung in den Fertigungsbetrieben vorgefertigt werden können und einschließlich der Brennereinrichtung zum Standort transportierbar sind. Am Aufstellungsort ist lediglich die Brennkammer mit den vorgefertigten Kesselzügen zusammenzufügen. Die 1Srennkammer kann immer unabhängig von den Abmessungen der Rauchgaszüge in Länge, Breite und Höhe optimal der Flammenausbreitung angepaßt werden.A major advantage is that due to the compact design of the drying and hot water generator boilers with a large output in the manufacturing plants Can be prefabricated and including the burner equipment to the site are transportable. Only the combustion chamber with the prefabricated ones is at the installation site Join boiler trains. The 1 combustion chamber can always be independent of the dimensions The length, width and height of the flue gas passages are optimally adapted to the spread of the flame will.
Schließlich besteht auch der Vorteil, daß der Dampf- und Heißwissererzeuger besonders für eine Freiluftaufstellung geeignet ist, wobei die offenen Flächen mit einfachsten Mitteln und geringstem -ostenaufwand wetterfest verkleidet werden können.Finally, there is also the advantage that the steam and hot knowledge generator is particularly suitable for outdoor installation, the open areas with The simplest means and the lowest possible costs can be clad in a weatherproof manner.
Vorzugsweise sind die Rohre der unteren Rohrwand im Bereich der' MIschlußöffnung um vertikalen Kesselzug vertikal als gefäcb(1-te Rohrbündel geführt. Hierdurch wird eine l)estmögliche Erwärmung der der Brennkammer zugeordneten Rohrwände erreicht. Am Boden der Brennkammer sind Verteilerrohre für die Rohrwände angeordnet und diese sind über Zuleitungsrohre an eine Untertrommel des vertikalen Kesselzuges angeschlossen, während die Rohrwände der Brennkammer unmittelbar oder über ein Sammelrohr in eine Obertrommel des vertikalen Kesselzuges münden. Durch diese Ausbildung des Rohrsystems werden praktisch zwei Naturumlaufsysteme gebildet; einerseits im Bereich der Brennkammer und andererseits im Bereich des nachgeschalteten vertikalen Kesselzuges. Beide Umlaufsysteme sind an g-emeinsame Unter- und Obertrommeln angeschlossen.The tubes of the lower tube wall are preferably in the region of the connection opening around vertical boiler pass vertically as gefäcb (1st tube bundle l) as much warming as possible of the tube walls assigned to the combustion chamber achieved. Distribution pipes for the pipe walls are arranged at the bottom of the combustion chamber and these are via supply pipes to a lower drum of the vertical boiler pass connected, while the tube walls of the combustion chamber directly or via a manifold open into an upper drum of the vertical boiler train. Through this training of the Pipe system practically two natural circulation systems are formed; one hand in the area the combustion chamber and on the other hand in the area of the downstream vertical boiler pass. Both circulation systems are connected to common lower and upper drums.
In besonders vorteilhafter Weise lassen sich die Zuleitungsrohre für die Verteilerrohre als Stützrohre für die Brennkammer ausbilden. Hierdurch wird eine besonders einfache, stabile und raumsparende Abstützung der Brennkammer gewährleistet.In a particularly advantageous manner, the supply pipes for form the distribution pipes as support pipes for the combustion chamber. This will ensures a particularly simple, stable and space-saving support for the combustion chamber.
Weiterhin besteht der Vorteil, daß in dem Raum, der dachförmig zwischen der Brennkammer und dem vertikalen Kesselzug gebildet ist, Hilfseinrichtungen für den Dampf- und Heißwassererzeuger angeordnet sein können. So besteht insbesondere die Möglichkeit, dort das Verbrennungsluftgebläse anzuordnen, welche über Verbrennungsluftrohre an die Brenner angeschlossen sind. Weiterhin kann bei der Ausführung, wo eine Verbrennungseinrichtung für feste Brennstoffe vorgesehen ist, oberhalb der Brennkammer ein Brennstoffsilo angeordnet sein, dessen Boden etwa den Neigungswinkel der Brennkammern aufweist.There is also the advantage that in the space that is roof-shaped between the combustion chamber and the vertical boiler pass is formed, auxiliary equipment for the steam and hot water generator can be arranged. So there is in particular the possibility of arranging the combustion air fan there, which is via combustion air pipes connected to the burners. Furthermore, in the execution, where a combustion device for solid fuels is provided, a fuel silo above the combustion chamber be arranged, the bottom of which has approximately the angle of inclination of the combustion chambers.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, und zwar zeigt Figur 1 einen mittleren Querschnitt durch einen Dampf- und Heißwassererzeuger, Figur 2 den Gegenstand der Figur 1 in einer Vorderansicht, Figur 3 den untersten Punkt der Brennkammer mit einem zugeordneten As che trichter und Figur 4 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Verbrennungseinrichtung für feste Brennstoffe.The object of the invention is shown in the drawing with reference to two Embodiments explained in more detail, namely Figure 1 shows a central cross section by a steam and hot water generator, Figure 2 shows the subject of Figure 1 in a front view, Figure 3 the lowest point of the combustion chamber with an associated As che funnel and Figure 4 shows a cross section through another Embodiment with a combustion device for solid fuels.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine BrennKammer 1 derart schräg angeordnet, daß die Längsachse etwa eine Neigung von 450 aufweist. Die Brennkammer 1 schließt an einen vertikalen Kesselzug 2 an.In the embodiment shown in Figures 1 and 2 is a combustion chamber 1 arranged at an angle such that the longitudinal axis is approximately inclined of 450. The combustion chamber 1 connects to a vertical boiler pass 2.
Die Brennkammer wird aus den Rohrwänden 3 bis 5 gebildet. Die Rohre der unteren Rohrwand 5 sind im Bereich der Anschlußöffnung zum vertikalen Kesselzug 2 vertikal als gefächerte Rohrbündel 6 geführt. Auf beiden Seiten der Brennkammer 1 befinden sich seitliche Rohrwände 7. Wie Figur 1 zeigt, sind die oberen und unteren Rohrwände 3 bis 5 an ein unteres Verteilerrohr 8 angeschlossen, während für die seitlichen Rohrwände 7 untere Verteilerrohre 9 vorgesehen sind. Im oberen Bereich der Brennkammer münden die Rohre der Rohrwand 4 und der Rohrbündel 6 unmittelbar in eine dem vertikalen Kesselzug 2 zugeordnete Obertrommel 12. Die seitlichen Rohrwände 7 hingegen sind an Sammelrohre 10 angeschlossen, welche ebenfalls über Verbindungsrahre 11 in die Obertrommel 12 münden.The combustion chamber is formed from the tube walls 3 to 5. The pipes the lower pipe wall 5 are in the area of the connection opening to the vertical boiler pass 2 guided vertically as a fanned tube bundle 6. On both sides of the combustion chamber 1 are side tube walls 7. As Figure 1 shows, the upper and lower Pipe walls 3 to 5 connected to a lower manifold 8, while for the lateral pipe walls 7 lower manifold pipes 9 are provided. In the upper area the tubes of the tube wall 4 and the tube bundle 6 open directly into the combustion chamber into an upper drum 12 assigned to the vertical boiler pass 2. The side tube walls 7, however, are connected to manifolds 10, which are also connected via connecting pipes 11 open into the upper drum 12.
Der vertikal angeordnete Kesselzug 2 ist außerdem mit einer Untertrommel 13 und Rohrbündeln 14 versehen, welche Ober- und Untertrommel 12 bzw. 13 verbinden. Die Untertrommel 13 ist über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Leitung mit den Zuleitungsrohren 15 verbunden, durch welche die unteren Verteilerrohre 8, 9 in der Brennkammer 1 mit Wasser gespeist werden.The vertically arranged boiler pass 2 is also equipped with a lower drum 13 and tube bundles 14 which connect the upper and lower drum 12 and 13, respectively. The lower drum 13 is connected via a line not shown in the drawing connected to the supply pipes 15 through which the lower distribution pipes 8, 9 are fed in the combustion chamber 1 with water.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel suld zur Befeuerung zwei Brenner 16 am Boden der Brennkammer 1 angeordnet. Diese mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff beheizbaren Brenner 16 sind über ein \Terbrennungsluftrohr 17 an ein Verbrennungsluftgeblase 18 angeschlossen. Das Verbrennungsluftgebläse 18 befindet sich in raumsparender Weise in dem dachförmigen Raum, der zwischen Brennkammer 1 und vertikalem Wresselzug 2 gebildet wird. In vorteilhafter Weise läßt sich dieser Raum leicht mit einer schalldämmenden Verkleidung versehen. Unterhalb des Verbrennungsluftgebläses 18 können außerdem Kesselzubehörteile 22 angeordnet sein.In the embodiment shown in Figures 1 and 2 suld two burners 16 are arranged on the bottom of the combustion chamber 1 for firing. This with Burners 16, which can be heated with liquid or gaseous fuel, are via a combustion air pipe 17 connected to a combustion air blower 18. The combustion air fan 18 is located in a space-saving manner in the roof-shaped Space, which is formed between combustion chamber 1 and vertical Wresselzug 2. In advantageous This room can easily be provided with a sound-absorbing cladding. Boiler accessories 22 can also be placed below the combustion air fan 18 be arranged.
Wie Figur 1 erkennen läßt, sind die Brenner 16, welche nebeneinander am Boden der Brennkammer 1 angeordnet sind, mittels einer Bedienungsbühne 19 vom Bedienungspersonal leicht erreichbar. Die Bedienungsbühne kann unmittelbar an der Brennkammer angehängt sein.As Figure 1 shows, the burners 16, which are side by side are arranged at the bottom of the combustion chamber 1, by means of an operating platform 19 from Operating personnel easily accessible. The operating platform can be directly attached to the Be attached to the combustion chamber.
Bei größeren Kesselausführungen, wo zwei oder mehr Brennerreihen übereinander angeordnet sind, läßt sich die Bedienungsbühne auch stufenfõrmig ausbilden. Der gesamte Raum unterhalb der Brennkammer 1 und der Brenner 16 kann durch leichte Wandverkleidungen 20, 21 auf einfache Art und Weise wetterfest gemacht werden.For larger boiler designs, where two or more rows of burners are on top of each other are arranged, the operating platform can also be designed in a stepped manner. Of the entire space below the combustion chamber 1 and the burner 16 can be achieved by light wall coverings 20, 21 can be made weatherproof in a simple manner.
Selbstverständlich ist die Brennkammer 1 wie auch der vertikale Kesselzug 2 in bekannter Weise mit einer Blechverkleidung und einer Isolierung 23 versehen.It goes without saying that the combustion chamber 1 is like the vertical boiler pass 2 is provided with sheet metal cladding and insulation 23 in a known manner.
Figur 3 zeigt in Verbindung mit Figur 1, daß an der unteren Stelle der Brennkammer 1 ein Asche trichter 24 angebaut sein kann. Die darüber befindlichen Rohre der unteren Rohrwand 5 sind aufgelockert.Figure 3 shows in conjunction with Figure 1 that at the bottom the combustion chamber 1 an ash funnel 24 can be grown. The ones above Pipes of the lower pipe wall 5 are loosened.
Außerdem ist etwa in dem Knickbereich der unteren Rohrwand 5, wo die vertikale Abknickung der Rohrbündel 6 beginnt, eine Blaseinrichtung 30 vorgesehen, mit deren Hilfe Asche oder andere Ablagerungen zum tiefsten Punkt der Brennkammer 1 geführt werden, an der sich der vorgenannte Asche trichter 29 befindet.In addition, is approximately in the kink of the lower pipe wall 5, where the vertical bend of the tube bundle 6 begins, a blowing device 30 is provided, with their help, ash or other debris to the lowest point of the combustion chamber 1 are performed, on which the aforementioned ash funnel 29 is located.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsöeispiel ist der Brennkammer 1 eine Verbrennungseinrichtung für feste Brennstoffe zugeordnet. Diese besteht aus einem unterhalb der Brenmçammer 1 angeordneten Verbrennungsrost 25, vorzugrsweise einem Sianderrost.In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the combustion chamber is 1 assigned a combustion device for solid fuels. This consists of a combustion grate 25 arranged below the combustion chamber 1, preferably a Sianderrost.
Über diesem befindet sich ein jerbindiin?sschacht 26, der in den unteren Bereich der Verbrennungskalmer 1 einmündet. Dieser*Verbindungsschacht 26 ist, wie Figur 4 erkennen läßt, vorzugsweise mit den Rohrwandungen 3, 5 und außerdem mit den seitlichen Rohrwänden bekleidetO Die Verteilerrohre 8 sind entsprechend weiter unten angeordnet. Für den festen Brennstoff ist ein Brennstoffsilo27 vorgesehen, dessen Boden etwa dem Neigungswinkel der Brennkammer entspricht, so daß der Brennstoff leicht über eine Schurre 28 auf den Verbrennungsrost 25 gelangt. Insgesamt ist durch diese Ausbildung eine besonders kompakte Bauweise gewährleistet.Above this there is a connection shaft 26, which is inserted into the lower Area of the combustion chamber 1 opens. This * connection shaft 26 is how Figure 4 shows, preferably with the pipe walls 3, 5 and also clad with the side pipe walls O The distribution pipes 8 are accordingly arranged below. A fuel silo27 is provided for the solid fuel, whose bottom corresponds approximately to the angle of inclination of the combustion chamber, so that the fuel easily reaches the combustion grate 25 via a chute 28. Overall is through this training ensures a particularly compact design.
Die Erfindung bleibt nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind zahlreiche Änderungen durchführbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Brennkammer sowohl mit Brennern für flüssige oder gasförmige Brennstoffe entsprechend Figur 1 wie auch mit einer Verbrennungseinrichtung für feste Brennstoffe entsprechend Figur 4 auszurüsten, so daß wahlweise die eine oder die andere Brennstoffart verwendet werden kann oder mehrere Brennstoffarten. gemeinsam. Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstelle von zwei Brennern mehrere Brenner in verschieden hohen Reihen am Boden der Brennkammer 1 anzuordnen. Desgleichen können die Anschlüsse der Rohre von den Rohrwänden in der Brennkammer verschiedenartig an die Ober- und Untertrommel angeschlossen werden. Die üblichen Fallrohre, welche von der Obertrommel zur Untertrommel des vertikalen Kesselzuges führen, können an der Rückwand des Dampf-und Heißwassererzeugers angeordnet sein.The invention is not limited to the exemplary embodiment numerous changes can be made without departing from the scope of the invention is exceeded. For example, it is possible to use both the combustion chamber with burners for liquid or gaseous fuels according to Figure 1 as well to equip with a combustion device for solid fuels according to Figure 4, so that either one or the other type of fuel can be used or several types of fuel. together. There is also the option of instead from two burners several burners in rows of different heights at the bottom of the combustion chamber 1 to be arranged. Likewise, the connections of the pipes from the pipe walls in the combustion chamber can be connected to the upper and lower drum in various ways. The usual downpipes, which from the upper drum to the lower drum of the vertical Lead boiler can be arranged on the rear wall of the steam and hot water generator be.
Claims (8)
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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Free format text: IN HEFT 22/83, SEITE 4214, SP. 2: DIE VEROEFFENTLICHUNG IST ZU STREICHEN |
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