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Wasserrohrkessel mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen
in einen schmalen Kesselzug übergehenden Feuerung Die Erfindung betrifft einen Wasserrohrkessel
mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden
Feuerung.
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Bei den bisher bekannten Wässerrohrkesseln dieser Bauart werden nur
die beeiden vordersten Rohrreihen unmittelbar von den heißesten Gasen beaufschlagt,
so daß fast die gesamte Dampferzeugung des Kessels in diesen Rohrreihen stattfindet.
Diese Erscheinung ist dadurch bedingt, daß der gesamte erzeugte Gasstrom von vorn
in seiner ganzen Breite auf die vordersten Rohrreihen trifft und ein Zustrom heißester
Gase zu den dahinterliegenden dritten, vierten. fünften und folgenden Rohrreihen
nicht möglich ist.
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Gemäß der Erfindung werden bei einem Wasserrohrkessel mit einer breiten,
durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden Feuerung
die vorderen in Breite des Kesselzuges in den Feuerraum vorspringenden Rohrreihen
mit so großen Tiefenabständen voreinander verlegt, daß den hinteren Rohrreihen von
beiden Seiten her umgekühlte Verbrennungsgase zuströmen können. Hierdurch wird erzielt,
daß auch die hinteren Rohrreihen des Kessels stark beheizt werden und demzufolge
auch in diesen Rohren eine starke Dampferzeugung stattfindet.
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Bei Wasserrohrkesseln ist es allerdings an sich bekannt, einem an
zweiter Stelle im Kesselzug .angeordneten Rohrbündel frische Heizgase zuzuführen.
Hier handelt es sich jedoch nicht um Wasserrohrkessel nach Art des Erfindungsgegenstandes
mit einer breiten, durch schräge Übergangsflächen in einen schmalen Kesselzug übergehenden
Feuerung, sondern um Kessel mit zwei voneinander getrennten h.intereinanderliegen:den
Feuerräumen, welche die gleiche Breite wie die Rohrreihe des Kessels aufweisen.
Gegenüber diesen bekannten Kesseln weist der Erfindungsgegenstand folgende Vorteile
auf: I. Die von der Feuerung aufsteigenden Feuergasschichten werden bei dem ZusammenfÜhren
in dein schmalen Kesselteil günstig durchwirbelt. Diese Durchwirbelung ist bedingt
primär durch die über die gesamte Feuerbreite stets schwankende Gasentwicklung und
sekundär durch das Reflektieren dieser Strömungsimpulse durch die Schrägflächen
des Übergangsraumes quer zur Hauptstromrichtung der Gase, da infolge der sich stets
ändernden Gasentwicklungsverteilung der Strömungsdruck in den durch,die Schrägflächen
bedingten Nischen sich ständig wechselseitig ändert. Ferner wird die Durchwirbelurig
dadurch gefördert, daß in dem durch die Schrägflächen gebildeten Übergangsraum Stromfäden
mit verschiedener Geschwindigkeit in spitzem Winkel aufeinanderstoßen.
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Il# Die Wärmeaufnahme der Rohre wird wesentlich gefördert, einmal
weil die wirbelnden Heizgase beim Eindringen in die weiten Zwischenräume der Siederohrreihen
den
Wärmeübergang erhöhen, und weil durch die Nischen ztlsätzlibhe'
Gasräume hoher Temperaturen entstehen, welche durch Gasstrahlung an die Seitenflächen
des Kesselbündels in die Tiefe .desselben Wärme abstrahlen. Diese Verbesserung des
Wärmeüberganges durch Konvektion und durch Strahlung ergibt für die einzelnen Siederohre
eine gleichmäßigere Wärmebelastung über den Rohrumfang, als bisher bekannt war.
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III. Die mit großem Tiefenabstand voreinander verlegten, in den Feuerraum
vorspringenden Rohrreihen wirken sich im Gegensatz zu nur frontal durch die gesamte
Gasmenge beaufschlagte Röhrenbündel, wie die Erfahrung gezeigt hat, vermindernd
auf die Salz-und Schlackenablagerungen an den Siederohren aus.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt die Feuerung _ Abb. i in senkrechtem Längsschnitt, Abb.2 in
waagerechtem Querschnitt nach der Linie A-B dbr Abb. i und Abb. 3 in Vorderansicht.
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Der Kessel besteht aus einer Untertrommel i, einer Mitteltrommel 2
und einer Obertrommel 3 sowie aus einem unteren Rohrbündel 4 zwischen Untertrommel
i und Mitteltrommel 2, einem oberen Rohrbündel s zwischen Mitteltrommel a und Obertrommel
3 . und einem Fallrohrbündel 6 zwischen Untertrommel z und Obertrommel 3. Das untere
Rohrbündel 4 ist geneigt, und zwar zweckmäB.igerweise unter einem Winkel von etwa
45', während das obere Rohrbündel 5 zunächst senkrecht verläuft und dann in starker
Krümmung zur Obertrommel3 geführt ist, welche neben dem geraden Zweig des oberen
Rohrbündels 5 liegt. Das Fallrohrbündel 6 verläuft zunächst senkrecht nach unten,
um dann, etwa von der Höhe der Mitteltrommel 2 ab, parallel zum unteren Rohrbündel
4 zu verlaufen. Zwecks Führung der Heizgase in Richtung der in Abb. i einbezeichneten
Pfeile sind im Feuerraum Einbauten vorgesehen.
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Der gesamte Kessel mit seinem Stützgerüst ist vollkommen unabhängig
vom Feuerungsblock. Der Feuerungsblock besitzt eine wesentlich größere Breite als
der Kessel und enthält vier nebeneinanderliegende Feuerungen 7, 8, 9, 10. Infolgedessen
geht :der Federungsblock in das Stützgerüst für den Kessel mit schrägen Flächen
i i über, so daß zwischen beiden ein mittlerer Strahlraum 12 und an jeder Seite
ein Winkelraum 13 verbleiben. Die Winkelräume sind einerseits von einer schwachen
Schamottwand und andererseits durch die in den Strahlraum i2 vorspringenden Rohrreihen
5 begrenzt.
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Für Hochdruckkessel ist höchste Leistung Bedingung. D.a Braunkohle
sehr wärmearm ist, sind für Höchstleistungen große Rostflächen erforderlich. Daher
werden sämtliche, für Braunkohlenfeuerung bestimmte Kessel mit langen Trommeln gebaut,
deren Länge der Breite des Feuerraums entspricht. Die Kosten einer derartigen Feuerungsanlage
sind ganz erheblich, weil die Trommeln bekanntlich am teuersten sind. Im Gegensatz
zu den bekannten Feuerungsanlagen wird gemäß der Erfindung die Länge der Trommeln
absichtlich begrenzt und die Breite des Feuerraums vergrößert, so daß die erwähnten
Winkelräume 13 und der Strahlraum 12 entstehen. Durch diese Ausbildung der
Federungsanlage wird zunächst eine erhebliche Verbilligung derselben erzielt, dann
aber eine vollkommen neue und eigenartige Wirkung erreicht.
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Bekanntlich müssen bei sämtlichen bisherigen Feuerungsanlagen die
beiden vordersten Rohrreihen fast die ganze Dampfentwicklung übernehmen. Bisher
gab es kein Mittel, in den nächsthinteren Rohrreihen eine ähnliche hohe Dampfentwicklung
zu erzeugen, d. )j. diesen Rohrreihen gleichfalls genübend Warme zuzuführen. Das
Wärmegefälle geht daher bei allen bekannten Feuerungsanlagen im ersten Kesselanfangsteil
herunter, um unmittelbar danach gleichmäßig und allmählich nach unten zu verlaufen.
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Demgegenüber werden; durch .die Winkelräume 13 des Erfindungsgegenstandes
neue Strahlungs- und Strömungsfronten gebildet. Der Widerstand ist in ,diesen seitlichen
Winkelräumen kleiner als in der Mittelfront, und infolgedessen wird das Saugmoment
auf die beiden äußeren Feuer? und io verstärkt. Durch diese verstärkten Saugmomente
werden größere Mengen hochwertiger Gase aus den seitlichen- Feuern 7 und io in die
seitlichen Winkelräume 13 hineingesaugt. Dadurch werden frische hochwertige Gasbündel
unter Umgehung der beiden vorderen Rohrreihen von den Seiten in die hinteren Rohrreihen,
insbesondere in die dritte, vierte und auch fünfte Rohrreihe 5 hineingesaugt. Durch
die seitlichen rechten und linken Gasströme wird der mittlere Gasstrom in der Mitte
des gesamten Strahlungsbündels ganz besonders zur Pressung und Wirbelung gebracht.
Das Wärmegefälle zeitigt infolgedessen im ersten und wesentlichen Teil des Kessels
eine allmählichere, bei weitem gleichmäßigere Tendenz, als dies bisher der Fall
ist. Beim Erfindungsgegenstand ist also die erste und zweite Rohrreihe entlastet;
während die dahinterliegenden Rohrreihen belastet sind. Das Wärmegiefälle ist wesentlich
ausgeglichener als bei den bekannten Federungsanlagen.
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Rein federungstechnisch hat die neue Formgebung der Federungsanlage
noch einen nicht
zu unterschätzenden Vorzug. Bekanntlich sind die
mittleren Feuer allseitig von Weißglut umgeben und brennen infolgedessen heller
als die beiden seitlichen Feuer, welche stets und nicht unwesentlich nach außen
an Wärme verlieren. Diese äußeren Feuer erhalten durch die geschilderte Ausbildung
der. Feuerungsanlage einen erhöhten Zug, werden also gegenüber den mittleren Feuern
etwas bevorzugt, und es kommt somit ein härmonischer Ausgleich zwischen den äußeren
und mittleren Feuern zustande.