DE1000027B

DE1000027B - Pipe steam generator, formed from individual pipe sections with self-contained water circulation

Info

Publication number: DE1000027B
Application number: DEP6418A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Piel
Original assignee: KURT PIEL DIPL ING
Current assignee: KURT PIEL DIPL ING
Priority date: 1951-11-02
Filing date: 1951-11-02
Publication date: 1957-01-03

Description

Röhrendampf erzeuger, gebildet aus einzelnen Röhrengliedern mit in sich geschlossenem Wasserumlauf Die meisten der heute gebrauchten Dampferzeuger benötigen eine große Trommel als Umlaufwasserspeicher und Dampfwasserentmischer, womit sich auch meist ein eckiger Grundriß für den ganzen Kessel ergibt. Auch die bisherigen Rostfeuerungen passen sich fast sämtlich dieser rechteckigen GrundriMorm an. Das Festhalten an diesen erstarrten Formen erscheint für die Weiterentwicklung der Dampferzeuger das größte Hindernis. Das Ziel der Weiterentwicklung muß vor allem eine Baukostenerniedrigung, Montagevereinfachung und Wirtschaftlichkeitserhöhung sein. Eine Baukostenerniedrigung z. B. könnte durch Vermeidung der schweren Ober-und Untertrommeln und damit auch eine Verkleinerung des Gerüstgewichtes erfolgen (vgl. Bensonkessel), eine Montagevereinfachung durch Zergliederung der Heizflächen in kleinere montagefertige, leicht zusammenfügbare Einzelteile und eine Wirtschaftlichkeitserhöhung, z. Bauch durch Einführung einer Druckfeuerung, d. h. beträchtliche Erhöhung des Drucks im Feuerraum, um nicht nur einen Saugzug oder hohen Schornstein als Zugverstärker am Kesselende zu vermeiden, sondern auch die Feuerraumgröfle zu vermindern. Ansätze in dieser Richtung sind bereits verschiedentlich gemacht worden.Tubular steam generator, formed from individual tubular sections with in closed water circulation Most of the steam generators used today need a large drum as a circulating water storage tank and steam water separator, which usually results in a square plan for the entire boiler. Also the Previous grate firing systems almost all fit this rectangular basic shape at. Clinging to these frozen forms appears to be for further development the steam generator is the biggest obstacle. The goal of further development must above all a reduction in building costs, simplification of assembly and an increase in profitability be. A building cost reduction z. B. Could be done by avoiding the heavy top and bottom Lower the drum and thus also reduce the weight of the scaffolding (cf. Benson boiler), a simplification of assembly by dividing the heating surfaces into smaller, ready-to-assemble, easy-to-assemble individual parts and an increase in profitability, z. Belly by introducing pressurized firing, d. H. considerable increase in the Pressure in the combustion chamber to not only use an induced draft or a high chimney as a draft amplifier at the end of the boiler, but also to reduce the size of the combustion chamber. approaches various have already been made in this direction.

So gibt es bereits Röhrendampferzeuger, die aus einer Vielzahl von einzelnen selbständigen Umlaufgliedern zusammengesetzt sind, wobei letztere aus je einem Fallrohr und einem oder mehreren Steigrohren bestehen. Letztere sind mit den Fallrohren durch je ein Zwischenglied verbunden, mit dessen Hilfe der im Steigrohr entwickelte Dampf aus dem durchströmenden Dampfwassergemisch ausgeschieden wird, während das nicht verdampfte Wasser zu den Fallrohren weiterströmt, so daß geschlossene Einzelkreisläufe gebildet werden. Der abgeschiedene Dampf wird gesammelt und eventuell nach entsprechender Überhitzung in den Nachheizflächen den Verbrauchern zugeführt.There are already tube steam generators that consist of a large number of individual independent circulation members are composed, the latter from each consist of a downpipe and one or more risers. The latter are with connected to the downpipes by an intermediate link, with the help of which the in the riser pipe evolved steam is separated from the steam-water mixture flowing through, while the non-evaporated water continues to flow to the downpipes, so that closed Individual circuits are formed. The separated steam is collected and eventually after corresponding overheating in the after-heating surfaces supplied to the consumers.

Diese einzelnen kleinen Umlaufsysteme lassen sich nun besonders wirkungsvoll in einer zylindrischen Form um den Feuerraum anordnen, wozu dann auch ein Rundrost als Feuerungsart gehört.These individual small circulation systems can now be particularly effective Arrange in a cylindrical shape around the combustion chamber, including a round grate heard as a type of combustion.

Die Einführung dieser Kesselbauart scheiterte bisher hauptsächlich an dem Fehlen einer einfachen, sicheren und wirkungsvollen Dampfabscheidung in den vorgenannten Zwischengliedern.The introduction of this type of boiler has mainly failed so far the lack of simple, safe and effective vapor deposition in the aforementioned intermediate links.

Erfindungsgemäß erfolgt diese Trennung des Dampfwassergemisches unter Ausnutzung der Strömungsenergie des kontinuierlich umlaufenden Dampfwassergemisches durch Ausbildung des Zwischengliedes zwischen Steig- und Fallrohr als Zentrifugalabscheider, z. B. durch Verlängerung des oberen Steigrohres in einen kreisrunden Bogen, der dann z. B. an seiner untersten Stelle sich mittels einer tangential oder ähnlich angesetzten Abzweigung gabelt, wodurch eine wirksame Trennung von Wasser und Dampf ermöglicht wird. Die genannte Abzweigung mündet dann direkt in das Fallrohr, während die Verlängerung des kreisbogenförmigen Rohres an einem Dampfsammelrohr angeschlossen ist. Die wirkungsvolle Spaltung des Dampfwassergemisches kann noch mittels einer entsprechend ausgebildeten Sattelzunge gefördert werden sowie dadurch, daß der lichte Rohrdurchmesser vor der Sattelzunge des Rohres in radialer Richtung vergrößert wird und quer dazu verkleinert wird, so daß das Rohr einen ovalen Querschnitt annimmt mit schmaler Strömungsoberfläche des rückfließenden Umlaufwassers.According to the invention, this separation of the steam-water mixture takes place under Utilization of the flow energy of the continuously circulating steam-water mixture by designing the intermediate link between the ascending and descending pipe as a centrifugal separator, z. B. by extending the upper riser in a circular arc, the then z. B. at its lowest point by means of a tangential or similar attached branch forks, creating an effective separation of water and steam is made possible. The branch mentioned then opens directly into the downpipe while the extension of the circular arc tube connected to a steam collecting pipe is. The effective splitting of the steam water mixture can still be achieved by means of a appropriately trained saddle tongue are promoted as well as the fact that the light Tube diameter is increased in the radial direction in front of the saddle tongue of the tube and is reduced across it, so that the tube assumes an oval cross-section with a narrow flow surface of the returning circulating water.

Die Erfindung ist in folgenden Zeichnungen in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt. Hierin bedeutet Abb. i den erfindungsgemäßen Kessel im Längsschnitt, Abb. a einen Querschnitt durch den Kessel (Fallrohre nicht eingezeichnet), Abb.3 ein Wasserumlaufsystem mit im Steigrohr liegendem Fallrohr.The invention is shown in some exemplary embodiments in the following drawings shown. Herein Fig. I means the boiler according to the invention in longitudinal section, Fig. A a cross-section through the boiler (downpipes not shown), Fig.3 a water circulation system with a downpipe in the riser.

In Abb. i bis 3 bedeutet a eine Ringleitung, von der das Speisewasser in die einzelnen kleinen Teilrohrsysteme bei c durch eine Verbindungsleitung b zugeführt wird.In Fig. I to 3, a means a ring main from which the feed water into the individual small sub-pipe systems at c through a connecting line b will.

Die Steigrohre e können leicht zylinderförmig um den Feuerraum m gruppiert werden, sie werden zweckmäßig von der feuerfesten Ausmauerung f umgeben, in deren feuerseitigem Schutz dann die Fallrohre d liegen. Über dem Feuerraum m liegen die Nachheizflächen n-o-p. r stellt den Rundrost dar und dazu s die Brennstoffaufgabe und t den Aschenfall.The risers e can be easily cylindrical grouped m to the combustion chamber, they are advantageously surrounded f of the refractory lining, the downcomers are in their d feuerseitigem protection. The after-heating surfaces are nop above the combustion chamber m. r represents the round grate plus s the fuel feed and t the ash fall.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel mündet das Steigrohr im oberen Teil in einen Bogen g mit zweck- -näßig sich verkleinerndem Biegeradius bzw. auch Ovalverformung des Rohrquerschnittes mit anschliei;ender Verzweigung des Gemischstroms, z. B. in einem Hosenrohr mit Sattelzunge oder einer sonstigen wirkungsvollen Abzweigevorrichtung 1a, worin die Trennung des Dampfflüssigkeitsgemisches stattfindet, wie bereits weiter obenstehend angegeben.In the present embodiment, the riser opens in the upper Part in a sheet g with -With decreasing bending radius or oval deformation of the pipe cross-section with subsequent branching of the Mixed flow, e.g. B. in a downpipe with saddle tongue or some other effective Branch device 1a, in which the separation of the vapor-liquid mixture takes place, as already stated above.

Von der Verzweigung h läuft die abgesonderte Flüssigkeit direkt in das Fallrohr d ab, während der abgeschiedene Dampf über die Verbindungsleitung i zur z. B. ringförmigen Sammelleitung k gelangt. Die vorbeschriebene Verzweigung muß zur sicheren Abführung aller aus dem Gemisch abgeschiedenen Flüssigkeit groß genug in bezug zum ursprünglichen Rohrquerschnitt sein, um dem Umlaufwasser einen genügend großen Abflußquerschnitt zu bieten.From branch h the separated liquid runs directly into the downpipe d from, while the separated steam via the connecting line i for z. B. annular manifold k arrives. The branch described above must be large for safe discharge of all liquid separated from the mixture be enough in relation to the original pipe cross-section to give the circulating water a to offer a sufficiently large drainage cross-section.

In Abb. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Umlaufsystems für den erfindungsgemäßen Kessel dargestellt. Es unterscheidet sich insbesondere durch Verlegung des Fallrohres d in das Steigrohr e mit seitlicher Einführung, wie dargestellt. Die Dampfflüssigkeitstrennvorrichtung ist abbildungsweise die gleiche wie vorbeschrieben, in der zeichnerischen Darstellung nur etwas deutlicher. Das Steigrohr e geht oben in den Bogen g über und weiter in die Trennvorrichtung lt. Die Flüssigkeitsspeisung mündet bei c in das Fallrohr d hinter der Sattelzunge der Trennvorrichtung. Bei dieser Anordnung ist die etwas umständliche Montage der feuerfesten Zwischenwand f zwischen Steigrohr und Fallrohr wie z. B. in Abb. i vermieden.In Fig. 3, another embodiment of a circulation system for the boiler according to the invention is shown. It differs in particular in the laying of the downpipe d in the riser pipe e with a lateral entry, as shown. The vapor-liquid separating device is shown in the same way as described above, only somewhat clearer in the drawing. The riser pipe e merges at the top into the bend g and continues into the separating device according to. The liquid feed opens at c into the downpipe d behind the saddle tongue of the separating device. In this arrangement, the somewhat cumbersome installation of the refractory partition f between the riser and downpipe such. B. avoided in Fig. I.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tube steam generator, formed from individual tube sections with self-contained water circulation, consisting of riser and downpipes with upper and lower connecting pieces, characterized in that the upper connecting piece (Intermediate piece) from the riser pipe to the downpipe designed as a centrifugal separator is used for the purpose of effective separation of the steam from the circulating water the kinetic flow energy of the steam-water mixture in the riser pipe.

2. Tube steam generator according to claim i, characterized in that the upper intermediate piece by a Pipe bend with subsequent Y-pipe bifurcation to the centrifugal separator is.

3. Röbrend steam generator according to claim i and 2, characterized in that the Pipe an oval in the pipe bend of the intermediate piece in front of the Y-pipe bifurcation or elongated cross section with the largest axis in the radial direction to a to cause a narrower flow surface for the circulating water at the Y-pipe bifurcation.

4. tubular steam generator according to claim i to 3, characterized in that the additional feed water is only fed into the downpipe after the junction.

5. Tubular steam generator according to claim i to 4, characterized in that the aforementioned circulating members enclose the furnace in a cylindrical arrangement and at the same time with their refractory rear wall are enclosed in a gas-tight manner by a cylindrical jacket in order to reduce the resistance through the downstream heating surface in connection with a pressure furnace To be able to overcome induced draft or chimney draft. Documents considered: German Patent Nos. 647 193, 596 661, 7 1 7 063, 500 934, 751 74i British Patent No. 29 04i / ig96.