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Heizelement für in einem Trommelbehälter untergebrachte Wärmeaustauschvorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf Heizelemente für in einem Trommelbehälter untergebrachte
Wärmeaustauschvorrichtungen mit haarnadelförmigen Rohrschleifen, die an einen Sammelkörper
mit durch eine Zwischenwand geschaffenen Ein- und Austrittskammern angeschlossen
sind. Derartige Wärmeaustauschelemente sind insbesondere zum Einbau in Trommelbehälter
eines mittelbar beheizten Dampferzeugers bestimmt. Das Heizmittel, in der Regel
Dampf, strömt von dem einen Raum des Sammelkörpers in die Rohrschenkel der Rohrschleifen
ein, und das Kondensat, das sich durch die Wärmeabgabe des Heizdampfes an den Wasserinhalt
der Trommel bildet, fließt in den anderen Raum des Sammelkörpers zurück und wird
aus diesem abgeleitet. Dabei können die Heizmittelzuleitung und die Kondensatableitung
in einem gemeinsamen Durchführungsstutzen durch die Behälterwand hindurchgeführt
werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Rohrschleifen der Heizelemente aus
Gabelrohren gebildet sind, die mit ihren Schaftrohren an den Sammelkörper in nebeneinanderliegenden
und in den etwas versetzt zueinander angeordneten Reihen angeschlossen sind. Bei
Verwendung derartiger Heizelemente ist es möglich, auf kleinem Raum eine große Heizfläche
unterzubringen und die einzelnen Sammelkörper mit geringer Breite auszuführen. Dadurch
wiederum wird eine besonders einfache und übersichtliche Anordnung der Heizelemente
innerhalb des Trommelbehälters möglich.
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Bei voller Ausnutzung des Trommeldurchmessers für die Unterbringung
der aus den Rohrschleifen gebildeten Heizfläche können die verhältnismäßig schmalen
Sammelkörper in einer Reihe nebeneinander angeordnet werden. Besteht dagegen die
gleiche Heizfläche, wie bisher üblich, aus einfachen Rohrschleifen,
deren
Schenkelrohre einzeln in die Sammelkörper einmünden, so ist entweder die doppelte
Anzahl Sammelkörper notwendig, oder aber die Sammelkörper, in welche zwei Gruppen
Rohrschleifen einmünden, werden so viel breiter, daß sie dicht nebeneinander angeordnet
werden müssen oder nicht mehr in einer Reihe nebeneinander unterzubringen sind,
sondern in zwei Reihen versetzt voreinander angeordnet werden müssen. Dieser größere
Raumbedarf bedingt aber größere Abmessungen der mittelbar beheizten Trommel. Demgegenüber
wird durch die Erfindung ermöglicht, den Innenraum der Trommel besonders gut auszunutzen
und somit an Herstellungskosten und auch an Einbaukosten zu sparen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Fig. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch die Trommel eines
Dampferzeugers mit den Wärmeaustauschelementen und Fig. 2 einen waagerechten Längsschnitt
nach Linie II-II der Fig. i.
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Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab einen Teilquerschnitt durch die Trommel
mit einem Heizelement in Stirnansicht und einem senkrechten Schnitt durch den Sammelkörper
des danebenliegenden Elementes.
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Fig, q. zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch den Sammelkörper
nach Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 einen waagerechten Querschnitt durch den
Sammelkörper nach Linie V-V der Fig. 3. Zur mittelbaren Beheizung der Trommel i
dienen bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel acht Heizelemente, die in Gruppen
zu je vier angeordnet sind. Die Sammelkörper 2 jeder Gruppe liegen in einer Reihe
nebeneinander. Die Heizelemente sind so eingebaut, daß die Sammelkörper der beiden
Gruppen in der Trommelmitte einander zugekehrt sind. Jede Rohrschleife wird durch
ein Gabelrohr gebildet. Die beiden Rohre des Gabelrohres sind U-förmig gebogen.
An Stelle der gezeichneten Rohrbögen könnten, um eine noch gedrängtere Anordnung
zu erhalten, bei den innenliegenden Rohren Umkehrenden vorgesehen werden. Die Rohrschenkel
3 der Gabelrohre sind zu dem Schaftrohr q. und seine Rohrschenkel 5 zu dem Schaftrohr
6 verbunden. Der Innenraum jedes Sammelkastens 2 ist durch eine Zwischenwand 7 in
einen Dampfeintrittsraum 8 und einen Kondensatableitungsraum g unterteilt. Auf der
einen Seite der Zwischenwand sind alle Anschlußrohre q. der Dampfeintrittsschenkel
3 der Rohrschleifen, auf der anderen Seite die Anschlußrohre 6 der Kondensatableitungsschenke15
angeschlossen. Sämtliche Eintritts- und Austrittsöffnungen der Änschlußrohrenden
liegen also frei zugänglich neben der Zwischenwand, so daß sie durch die Einwalzöffnungen,
die in üblicher Weise in der gegenüberliegenden Wand des Sammelkörpers vorgesehen
sind, zugänglich sind. Wie Fig. i erkennen läßt, verlaufen die Rohrschenkel 3 im
wesentlichen waagerecht, so daß die an die Umkehrbögen sich anschließenden Rohrschenkel
5 auch bei nicht zu großer Bauhöhe des Sammelkörpers ein verhältnismäßig großes
und gleichmäßiges Gefälle haben.
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Die Durchführungsstutzen io der Sammelkörper sind radial durch die
Trommelwand nach außen geführt. Zum Anschließen der Heizdampfzuleitung 12 und der
Kondensatableitung 113 dient ein Anschlußflansch 1q., dessen Hohlraum ebenfalls
durch die Zwischenwand 7 unterteilt ist.
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Im Innern der Trommel stützt sich der Durchführungsstutzen io mit
einem schulterförmigen Ansatz 15 gegen eine Anlagefläche 16 der Trommelwand. Zum
Anschließen des Stutzens dienen Druckbolzen 17 in Verbindung mit einem Befestigungsflansch
18, der auf dem aus der Trommel herausragenden Ende des Stutzens io aufgeschraubt
ist. Die Druckbolzen 17 sind durch Bohrungen ig des Anschlußflansches i¢ hindurchgesteckt
und in den Befestigungsflansch 18 eingeschraubt. Sie stützen sich gegen ein Widerlager
2o des -Trommelmantels, so daß beim Anziehen der Schraubenbolzen der schulterförmige
Ansatz 15 gegen die innere Anlagefläche i6 in der- Trommelwand gezogen wird. Mittels
Muttern 2i, die auf den Schraubenbolzen 17 sitzen, wird der Anschlußflansch 1q.
gegen das Ende des Anschlußstutzens io angepreßt.
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Der Hauptvorteil der Ausbildung der Rohrschleifen besteht darin, daß
die Sammelkörper wesentlich schmäler Werden, als dies beim Anschließen der Rohrschleifen
aus einfachen Rohren der Fall sein könnte. Auch wenn die Sammelkörper der Heizelemente
einer Trommelhälfte in einer Reihe nebeneinander angeordnet werden, bleiben zwischen
den Sammelkörpern noch Gassen frei, durch die das zu verdampfende Wasser zu den
Rohrschleifen hindurchströmen kann. In der Längsrichtung der Trommel muß zwischen
den einander gegenüberstehenden beiden Reihen der Sammelkörper ein so großer Raum
frei bleiben, daß von diesem Raum aus die Einwalzverschlüsse der Sammelkörper zugänglich
bleiben und ein Nachwalzen der Rohranschlüsse vorgenommen werden kann. Es ist ohne
weiteres ersichtlich, wieviel an Trommellänge durch die Erfindung, bei welcher sämtliche
Sammelkörper in zwei Reihen liegen, gespart wird gegenüber einer Ausführung, bei
welcher die Sammelkörper in der Längsrichtung der Trommel gegeneinander versetzt
werden müssen, weil sie wegen ihrer größeren Breite nicht nebeneinander Platz haben.