196089. lajstromszámú szabadalom • Keresztáramú konvektív csőnyalábbal rendelkező vízcsöves kazán
1 2 A találmány keresztáramú konvektiv csőnyalábbal rendelkező optimális fűtőfeliiletelrendezésű vízcsöves kazán, amelynél a konvektiv fűtőfelület, mint csőnyaláb a kazán második huzamának hátsó falánál elrendezett ejtőcsövekből kiindulva a füstgázáramra közel merőlegesen keresztáramban helyezkedik el és a tűzteret a második hazamtól elválasztó fal csövei között átvezetve a tűztérben — szintén keresztáramban — folytatódik és a tűztér mennyezeti csöveibe bekötve, vagy ezek között áthaladva gyűjtőkamrák közvetítésével, cirkulációs kört alkotva, a kazándobba csatlakozik, amely elrendezés a legkedvezőbb konvektiv hőátadás és a tűztéri szakasz sugárzásos hőfelvétele révén az egységnyi termelt gőzre vonatkoztatott fűtőfelület -- egyúttal a beépítendő tömeg - kedvezően alacsony, továbbá lehetővé teszi a tűzteret határoló besugárzott forrcsőrendszerek és a keresztáramú konvektiv csőnyaláb felületarányának optimális megválasztása révén a kazán befoglaló méreteinek csökkentését. Ismeretes, hogy a korszerű kazánok tűzterét úgy alakítják ki, hogy tűztér határoló falait alkotó forrcsövek az elgőzölögtetéshez szükséges hőmennyiség lehető legnagyobb hányadát felvegyék. Különösen a középnyomású kazánoknál - amelyeknél a hőmenynyíség túlnyomó része párolgáshő — a tűztér felületét a kedvező sugárzásos hőátadás ellenére nem lehet elegendően nagyra méretezni, ezért a második hozamba további nagyméretű elgőzölötető felületet kell beépíteni. A természetes cirkuláció kötöttségei miatt a második huzamban elrendezett forrcsövek csak közel függőlegesen, azaz a füstgázáramlással párhuzamosan építhetők be, amelyek a legkedvezőtlenebb hőátadási tényező miatt sok anyagfelhasználással nagyra méretezendők. Ezt a hátrányt némileg csökkenti, ha a függőleges csőnyalábba szükségszerűen olyan terelőlemezeket építenek be, amelyek a füstgázokat S alakú áramlásra kényszerítvén javítják a hőátadást, ezek viszont áramlási holtterek és a széntüzelésű kazánoknál keletkező pemyelerakódás miatt szintén hátrányosak. Az ismert legkorszerűbb kazánok — amelyeknél a tűztér és a második huzam membránfalakból dobozszerűén van kiképezve - statikailag elegenső szilárdságúak, és külön acélszerkezetű tartószerkezetet nem igényelnek. Az ilyen önhordó kazánoknál hátrányos, hogy az elgőzölögtetéshez szükséges hő felvétele céljából a tűztér viszonylag nagy méretű és hogy a második huzamot nagy méretű konvektiv elgozölögtetőfelületek foglalják cl, úgy hogy a járulékos fűtőfelületekct tini. tápvízelőmelegítő, léghevítő már nem lehet a dobozszerűén kiképzett kazántesten belül elhelyezni. Ugyancsak hátrányos, ha a tűzteret olyan nagyra méretezik, hogy a teljes elgőzölögtetési hőt felvegye, mert ez a kazán méreteit, elsősorban a magasságát növeli, ami statikai szempontból is kevezőtlen. A találmány célja olyan vízcsöves kazán megvalósítása, amely kiküszöböli a fenti hátrányokat, azaz az elgő/.ölögletcs céljára szolgáló besugárzott és konvektiv fűtőfelületek optimális elrendezése révén a lehető legkedvezőbb anyagfelhasználás mellett a lehető legkisebb befoglaló méretű kazán építését teszi lehetővé. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a konvektiv fűtőfelület legkedvezőbb hőátadást biztositó keresztáramű elrendezés megvalósítható, ha a konvektiv csőnyaláb a második huzam hátsó falánál kiképzett ejtőcsövekből kiindulva a füstgázáramlásra közel merőlegesen vezetve, a második huzamot és a tűzteret elválasztó falon áthaladva a tűztérben folytatódik és a tűztéri mennyezet csöveibe, vagy azok felett elhelyezett kamrákba bekötve, a kazándobba bevezetve, önálló cirkulációs körként van kialakítva. A találmányt részletesen kiviteli példa kapcsán a rajzok alapján ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés és oldalnézete. A 3. ábra a találmány szerinti kazánberendezés függőleges metszete. A 3. ábra a találmány szerinti berendezés vízszintes metszete. A 4. ábra a találmány szerinti berendezés keresztáramú konvektiv csőnyalábja egy elrendezési változatának kiviteli példája. Amint az 1 —3. ábrákból látszik a vízcsöves kazán 12 tűzterét besugárzott forresőrendszer határolja éspedig a 7 mellső fali csőfal, a 10 oldalfali csőfal és a 13 hátsó csőfal. A cirkulációt az 1 kazándobból levezetett 2 ejtőcsövek és a 6 leágazó ejtőcső biztosítja a 3 oldalfali alsó gyűjtőkamra, a 4 mellsőfali gyűjtőkamra, az 5 hátsófali gyűjtőkamra, valamint a 8, 11, 15 felső gyűjtőkamrák és 9, 16 bekötőcsövek közvetítésével. A 12 tűztér mögött a 14 második huzam van kiképezve, amelyet a 13 hátsó csőfal választ el a 12 tüztértől. A 14 második huzam hátsó falánál a 20 gyűjtőkamrával alul összefogott és a 18 gyűjtőkamrán és 19 bekötőcsövön táplált 17 ejtőcsövek vannak kiképezve, amelyekből a füstgázáramlásra közel merőlegesen keresztáramban a 21 konvektiv csőnyaláb indul lei és ez a 21csőnyláb a 12 tűztérben szintén keresztáramban folytatódik, majd a 7 melisőfali csőfal felső csövei között átvezetve a 22 gyűjtőkamrán és 23 bekötőcsöveken át van csatlakoztatva az 1 kazándobba. A 4. ábrából láthatóan egy lehetséges megoldásként a konvektiv 21 csőnyalába 12 tűztér mennyezetét képező 24 felszálló forresövekbe van bekötve és a 25 gyűjtőkamra és 26 bekötőcső közvetítésével csatlakozik az 1 kazándobba. A találmányhoz fűződő előnyös hatás abban nyilvánul meg, hogy az elgőzölögtetéshez szükséges konvektiv futófelület, mint csőnyaláb a lehető legkedvezőbb hőátadás: feltételeket teremtő keresztáramban helyezkedik el a második huzamban és a tűztéri hátsó fal csövei között áthaladva a tűztérben szintén keresztáramban folytatódik - ahol a hőátadás a tűztérből kapott sugárzás révén még tovább javul - és az ismert kazánoknál alkalmazott konvektiv fűtőfelületekhez képest lémyegesen, mintegy 15-20%-al kisebb fűtőfelület alkalmazásával is el lehet érni a kívánt eredményt. További előny származik abból, hogy a keresztár ramú konvektiv csőnyaláb igen kedvező hőfelvétele révén a besugárzott tűzteret sem kell a tüzeléstechnikailag indokolt méreteknél nagyobbra kialakítani, azaz az elgőzölögtetési hő felvételére szolgáló besugárzott tűztéri fűtőfelület és a keresztáramú konvektiv fütőfelülat aránya úgy optimalizálható, hogy az ismert kazánokhoz képest a lehető legkisebb befoglaló méretekkel rendelkező kazán valósítható meg a lehető 96.089 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
