DE2032891B2

DE2032891B2 - Dampferzeugerrohr mit schraubenförmigen Innenzügen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2032891B2
Application number: DE19702032891
Authority: DE
Inventors: Hisahi Ibaragi; Tanaka Masatoshi Nishinomiya; Nakamura (Japan)
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1972-11-09
Also published as: GB1290588A; FR2050447A1; JPS4931863B1; DE2032891A1; US3734140A; ZA704552B; CH510847A; SE358720B; FR2050447B1

Description

linienförmigen Nuten versehen ist, in ein glattes Eine gewisse Abhilfe gegenübe·· diesen gefährlichen

Rohr, das als Mutterrohr dient, eingeschoben Vorgängen ist bei den bereits erwähnten bekannten

wird, wobei durch freie Drehung des" Stempels Dampferzeugerrohren durch die einsinnig verlaufen-

an der Rohrinnenwand mehrere Schraubenlinien- der schraubenförmigen Innenzüge, die den Vorgang

förmige Felder ausgeformt werden, von denen 40 des Blasensiedens begünstigen, bereits erreicht worden,

in einer zweiten Fertigungsstufe durch Verwendung Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe

eines zweiten Stempels jeweils Teile niedergepreßt zugrunde, ein Dampferzeugerrohr zu schaffen, bei

werden, so daß eine Vielzahl von schraubenförmig welchem die kritische Wärmestromdichte gegenüber

regelmäßig hintereinanderliegenden erhabenen Vor- einem Rohr mit einsinnig verlaufenden schrauben-

sprüngen stehenbleibt. 45 förmigen Innenzügen dadurch wesentlich erhöht ist,

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- daß das Auftreten von Siedekernen in der durch zeichnet, daß für die zweite Fertigungsstufe ein das Rohr strömenden Flüssigkeit noch weiter geStempel verwendet wird, der an seiner Außen- fördert wird. Dabei soll unter kritischer Wärmestromfläche mit mehreren schraubenlinienförmigen dichte diejenige Heizflächenbelastung gemeint sein, Nuten mit zu den Nuten des ersten Stempels 5° bei welcher das sprunghafte Ansteigen der Rohrwandentgegengesetztem Anschnittwinkel versehen ist temperatur die Blasenverdampfung in Filmverdamp- und der beim Ziehvorgang frei rotiert. fung umschlagen, läßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstellung Gelöst wird diese Aufgabe erfindimgsgemäß daeines Dampferzeugerrohres nach Anspruch 4, da- durch, daß das Dampferzeugerrohr mit zwei einander durch gekennzeichnet, daß für die zweite Fer- 55 kreuzenden Systemen pegensinnig schraubenförmig tigungsstufe ein Stempel verwendet wird, der an verlaufender Innenzüge ausgestattet wird, durch deren seiner Außenfläche mit mehreren geraden Nuten Überschneidungen schraubenförmig hinterciiiandcrvom Anschnittwinkel Null versehen ist und der liegende Vorsprünge von parallelogrammartigcr, insin das Rohr eingeführt ii'ul gerade gezogen wird. besondere von rhombischer Form gebildet werden.

60 Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der bekannten Anordnung nach der genannten USA.-Pa-

Dic Erfindung geht aus von einem Dampferzeuger- tcntschrift 3 088 494 beruht in erster Linie darauf:

lir mit schraubenförmigen Inncnziigen für den Bei der bekannten Anordnung muß der Aiischnitl-

Mricb mit hoher Wärmestromdichte unterhalb des winkel (d. h. der Winkel, den die Züge mit der Rohr-

■itischen Drucks. 65 ;;chsc bilden) ziemlich groß sein, um den gewünschten

Dampferzcugerrohrc dieser Art sind bereits bekannt. Effekt in hinreichendem Maße eintreten zu lassen: er

ie beispielsweise die USA.-Patentschrift 3 088 494 beträgt bei tier bekannten Anordnung etwa 80". Das

igt. Ihnen liegt —wie zum Teil auch in der genannten bcdertet eine merkliche Durchfliißbehmderung und

hat außerdem fertigungstechnische Schwierigkeiten zur Folge. Nach der Erfindung dagegen können die Anschnittwinkel wesentlich kleiner sein (sie liegen vorzugsweise zwischen 20 und 80°), weil auch bei der daraus resultierenden, fertigungstechnisch günstigen hohen Steilheit der Züge durch die Vorsprunabildung der gewünschte Effekt der Aufrechterhaltung des Blasensiedens in noch höherem Maße eintritt" und zwar trotz geringeren Durchflußwiderstandes.

Zum Stand der Technik ist noch auf die deutsche Offenlegungsschrift 1 451 280 und die Patentschrift 24 204 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin hinzuweisen. Beide Vorveröffentlichungen befassen sich jedoch mit gewöhnlichen Wärmeaustauscherrohren, denen die Problematik der Dampferzeugerrohre völlig fremd ist. Es handelt sich bei diesen bekannten Anordnungen daher nicht um die Beeinflussung von Siedeprozessen, sondern um die Begünstigung des Strömungsverlaufs und um die Vergrößerung der Wärmeübertrittsflächen. Zu diesem Zwecke ist bei dem Wärmeaustauscherrohr nach der an erster Stelle genannten Patentschrift im Inneren ein Bandwickel mit schraubenförmig verlaufenden Nocken angeordnet, und bei dem Wärmeaustauscherrohr nach der zweiter Stelle genannten Patentschrift ist zwischen zwei konzentrischen Rohrwandungen eir. System aus einander kreuzenden schraubenförmigen Kanälen angeordnet, zwischen denen rhombische Prall- oder Leitkörper stehengeblieben sind Diese Körper haben aber — sowenig wie die Nocken bei dem Wärmeaustauscherrohr nach der an erster Stelle genannten Patentschrift — mit der Beeinflussung von Siedevorgängen irgend etwas zu tun.

Der gewünschte Effekt der erfindnngsgemäßen Anordnung ist besonders dann sehr groß, wenn die an der Rohrinnenwand ausgebildeten Vorsprünge folaende Abm^sungsverhältnisse aufweisen: pjh — 5 bis 40, ItId₁ = 0,005 bis 0,08, b/p = 0,2 bis 0,8, wobei i/, der kleinste Innendurchmesser des Rohres, Ii die Höhe der Vorsprünge, b die Breite der Vorsprünge im Längsschnitt durch das Rohr und ρ die Steigung bedeutet.

Zweckmäßig beträgt die Summe der Anschnittwinkel λ und ß, die zwischen den die Vorsprünge bildenden gegensinnigen Innenzügen und der Rohrachse eingeschlossen sind, 20 bis 80⁼.

Eine fertigungstechnisch besonders günstige Situation ergibt sich, wenn der eine der beiden Anschnittwinkel i\ oder β kleiner als 43° und der andere 0° ist.

Im Zuge der erfinderischen Gesamtkonzeption liegt ferner ein bestimmtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dampferzeugerrohre, das die Erfindung insofern ergänzt, als es die Ausformung und Anordnung der erfindungsgemäßen Vorsprünge sicherstellt. Danach wird in einem Kaltziehverfahren in einer ersten Fertigungsstufe ein Stempel, der an seiner Außenfläche mit mehreren schraubenlinienförmigen Nuten versehen ist, in ein glattes Rohr, das als Mutterrohr dient, eingeschoben, wobei durch freie Drehung des Stempels an der Rohrinnenwand mehrere schraubenlinienförmige Felder ausgeformt werden, von denen in einer zweiten Fertigungsstufe durch Verwendung eines zweiten Stempels jeweils Teile niedergepreßt werden, so daß eine Vielzahl von schraubenförmig regelmäßig hintereinanderliegenden erhabenen Vorsprüngen stehenbleibt.

Zweckmäßig wird für die zweite Fertigungsstufe ein Stempel verwendet, der an seiner Außenfläche mit mehreren schraubenlinienförmigen Nuten mit zu den Nuten des ersten Stempels entgegengesetztem Anschnittwinkel versehen ist und der beim Ziehvorgang frei rotiert.

Handelt es sich um die Herstellung eines Rohres, bei dem einer der beiden Ansc'-iittwinkel χ oder β kleiner als 43^: und der andere 0' ist, dann wird für die zweite Fertigungsstufe ein Stempel verwendet, der an seiner Außenfläche mit mehreren geraden Nuten versehen ist und der in das Rohr eingeführt und gerade gezogen wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung genauer beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Beispiels für ein erfindungsgemäßes kreuzgezogenes Dampferzeugerrohr,

F i g. 2 ein anderes Beispiel für ein kreuzgezogenes Rohr im Schnitt,

F i g. 3 ein Diagramm, das einen Vergleich der Innenwandtemperaturen eines glatten und eines erfindungsgemäß kreuzgezogenen Rohres für einen Druck von 210 kg/cm² und eine »Massengeschwindigkeit« von 700 bis 710 kg/m² Sekunde zeigt,

F i g. 4 ein Diagramm, das einen Verg >h der Maximalwerte der Innenwandtemperaturen in Abhängigkeit von der Wärmestromdichte für ein glattes Rohr und ein erfindungsgemäß kreuzgezogenes Rohr im Fall eines Druckes von 210 kg/cm² veranschaulicht,

F i g. 5 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Fertigung eines erfindungsgemäß kreuzgezogenen Rohres,

F i g. 6 eine Schnittansicht eines Arbeitsteils für die erste Fertigungsstufe,

F i g. 7 einen Schnitt durch ein Rohr nach der ersten Fertigungsstufe,

F i g. 8 eine Schnittansicht durch die Lagerung eints Dorns,

F i g. 9 eine Schnittansicht, die das Rohr und das Werkzeug in der zweiten Fertigungsstufe für ein kreuzgezogenes Rohr gemäß F i g. 1 zeigt,

F i g. 10 eine Schnittansicht, die das Rohr und das Werkzeug in der zweiten Fertigungsstufe bei der Herstellung eines kreuzgezogenen Rohres gemäß F i g. 2 zeigt.

Tabelle

Chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften der kreuzgezogenen Rohre

nach der Erfindung

Chemische Bestandteile in Gewichtsprozent

60,0
68,0

Tabelle Abmessungen der kreuzgezogenen Testrohre

	Λ-2	Tcstrohrc	Ii-I	15-2
A-I	20,16		20,09	20,06
20,27	9,54		13,27	13,18
9,66	0,64		0,47	0,52
0,55	12		12	12
12	3,16		3,75	3,75
3,16	22°20'		21°48'	21°48'
22°20'	18°45'		18°37'	18°37'
18°45'	41°05'		40°25'	40°25'
41°05'	7,32		11,20	11,20
7,32	6,88		8,65	8,65
6,88	11,42		23,80	21,60
13,30	lü,78		18,40	16,65
12,50	0,067		0,036	0,040
0,057	0,432		0,335	0,335
0,432	0,459		0,433	0,433
0,459

Außendurchmesser D₁ in mm

Kleinster Innendurchmesser </, in mm

Höhe h der Vorsprünge in mm

Anzahl der Gänge der Züge (Zahl pro Querschnitt)

Breite b der Vorsprünge in mm

Anschnittwinkel λ

Anschnittwinkel β

Anschnittwinkel λ ■+■ β

Steigung ρ in mm (Ganghöhe in mm · Gangzahl)

re

Ii

Verhältniszahlen p/h re

Ii

Ψι

b\p re

i

Das erfindungsgemäße kreuzgezogene Rohr weist zahlreiche erhabene Vorsprünge 18 oder 20 an der Rohrinnenwand auf, wie in den F i g. 1 und 2 zu sehen ist.

In den vorstehenden Tabellen 1 und 2 sind Zahlenbeispiele für die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften und die Abmessungen der Versuchsrohre aufgeführt.

In F i g. 3 sind die Innenwandtemperaturen des glatten Rohres und des erfindungsgemäß kreuzgezogenen Rohres für einen Druck von 210 kg/cm² und eine »Massengeschwindigkeit« (Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch die Einheit des Rohrquerschnitts) von 700 bis 710 kg/m² Sekunde als Kurven für eine mittlere spezifische Enthalpie mit der Wärmestromdichte als Parameter dargestellt. In dem selben Diagramm ist die Wärmestromdichte q in dem Bereich von 10 · 10* bis 50 · 10⁴ kcal/m² · h gewählt; die Testwerte für die Innenwand des glatten Rohres sind mit ausgezogenen Linien gezeichnet, diejenigen des erfindungsgemäß kreuzgezogenen Rohres zum Vergleich der Wirksamkeit mit gestrichelten Linien; außerdem ist an der Abszisse auch noch ein Qualitätsmaßstab des Dampfgehalts angegeben. Aus dem Diagramm geht eindeutig hervor, daß sowohl im Einphasenbereich wie auch im Zweiphasenbereich die Innenwandtemperatur des kreuzgezogenen Rohres viel niedriger ist als diejenige des glatten Rohres υπ Λ daß die Wärmeübertragung günstig beeinflußt wird. Das heißt: Sogar in dem Bereich, wo bei dem glatten Rohr die Wand tempera tür steil ansteigt, wird bei dem kreuzgezogenen Rohr die Blasenverdampfung bis in den Hochqualitätsbereich beibehalten. Daher ist die Wandtemperatur des kreuzgezogenen Rohres viel niedriger als diejenige des glatten Rohres.

Wie weiter aus dem Diagramm der F i g. 3 hervorgeht, beginnt der rasche Anstieg der Wandtemperatur bei dem glatten Rohr bei einem Dampfgehalt von 50%. Hieraus kann man schließen, daß das Ausbrennen ein sogenanntes rasches Ausbrennen ist, verursacht durch den Übergang vom Blasensieden zum Filmsieden.

Der Maximalwert (T₁₀ max) der Wandtemperatur ist in F i g. 4 gegen die gleichzeitig herrschenden Wärmestromdichte aufgetragen mit der »Massengeschwindigkeit« als Parameter. In diesem Diagramm werden das glatte Rohr und das erfindungsgemäß kreuzgezogene Rohr miteinander bei drei Zuständen der »Massengeschwindigkeit«, nämlich bei 900, 700 und 400 kg/m² Sekunde, verglichen. Bei dem kreuzgezogenen Rohr ist der obige Maximalwert (T_w max) der Wandtemperatur viel niedriger als bei dem glatten Rohr. Also ist auch in dieser Hinsicht die Wirksamkeit des kreuzgezogenen Rohres beachtlich.

Es ist gezeigt worden, daß das erfindungsgemäß kreuzgezogene Rohr ein Ausbrennen bei einer Wärmestromdichte von 60 · 10⁴ kcal/m² · h selbst unter so strengen Bedingungen wie einer »Massengeschwindigkeit« von 400 kg/m² Sekunde gut aushalten kann. Da die maximale lokale Wärmestromdichte eines Kessels mit Ölfeuerung 50 bis 60 · 10⁴ kcal/m² · h beträgt, besteht bei Verwendung eines solchen kreuzgezogenen Rohres in den Teilen mit hoher Wärmestromdichte bei einem herkömmlichen mit einem fossilen Brennstoff arbeitenden Kessel überhaupt keine Gefahr eines Ausbrennens. Das erfindungsgemäße Rohr trägt viel zur Konstruktion eines Kessels mit unterkritischem Druck bei.

Die Überlegenheit des kreuzgezogenen Rohres kann schon aus den Resultaten des Tests mit der zweiphasigen Luft-Wasser-Strömung bei normaler Temperatur und normalem Druck bewiesen werden. Nach dem Strömungstest konzentrieren sich nämlich im Fall einer blasenhaltigen Strömung in dem kreuzgezogenen Rohr die Blasen viel eher im mittleren Teil des Rohres als in dem glatten Rohr und in dem bisher bekannten gerippten Rohr, und im Fall einer Ringströmung wird die Dicke der Wasserschicht größer. Daraus folgt, daß das erfindungsgemäß kreuzgezogene Rohr den Rohren anderer Art und

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Form sowohl he/iiglich des raschen Ausbrennens als Mutterrohr für die zwciic Fertigungsstufe. Fin

als auch des langsamen Ausbrennens überlegen ist hierzu verwendbarer Stempel 17 ist mit schrauben-

und die kritische Wärmestromdichte heraufsetzt. linicnförmigcn Nuten verschen, die einen Anschnitt-

l^;erner ist noch besonders zu beachten, daß der winkel/^ in der entgegengesetzten Richtung haben.

Druckabfall in dem kreu/ge/ogcnen Rohr in einer 5 als der für die erste Fertigungsstufe verwendete

ein; ■ asigcn Strömung und in einer zweiphasigen Stempel. Dieser /weite Stempel wird nun auf den

Strömung gering ist. Dies stellt einen beachtlichen Dorn IO aufgesteckt, und das Rohr 3' wird wieder

Vorzug gegenüber dem gerippten Rohr mit einem unter Rotieren gezogen. Auf diese Weise werden die

großen Anschnittwinkcl dar. bei der ersten Fertigungsstufe geformten Züge 13

Das erfindungsgemäß kreuzgezogenc Rohr wird 10 teilweise plastisch nicdcrgcprcßt durch die an der in einem Kaltziehverfahren mit Hilfe einer Form Außenseite des Stempels 17 angebrachten schraubcn- und eines Stempels hergestellt. Zunächst wird in förmigen Vorsprünge 16, und es entstehen viele einer ersten Fertigungsstufe ein Stempel, auf dem schraubenförmig angeordnete erhabene Vorspriinge mehrere schraubenförmige Nuten ausgebildet sind, 18 an der Rohrinnenwand, die eine rhombische oder in ein glattes Rohr, das als Mutterrohr dient, cinge- 15 parallelogrammartige Form mit den beiden Anführt, und durch Drehen des Stempels werden an schnittwinkeln ν und β haben. Auch für diese zweite der Innenwand des Mutterrohres mehrere schrauben- Fertigungsstufe (Rohr 23) ist der den Stempel 17 förmigc Züge und Felder geformt. In einer zweiten tragende Dorn genauso glatt drehbar gelagert wie Fcrtignungsstufc wird ein zweiter Stempel, auf dem für den ersten Arbeitsgang.

mehrere schraubcnlinienförmige Nuten mit dem um- 20 Wie schon erwähnt, werden an der Rohrinnenwand

gekehrten Anschnittwinkel oder auch gerade Nuten durch die beiden Fertigungsstufen viele erhabene

angebracht sind, in das Rohr eingeschoben, und durch Vorspriinge ausgeformt. Die Form dieser Vorsprünge

Drehen bzw. gerades Ziehen dieses Stempels wird hängt von der Form des verwendeten Stempels oder

ein Teil der schraubenförmigen Felder in diesem der Kombination von Abmessungen, wie der prozcn-

Rohr plastisch niedergepreßt, so daß viele Vorspriinge 25 tualcn Oberflächenverringerung ab. F i g. 10 zeigt

rhombischer odei anderer Form gleichmäßig und eine abgewandelte Ausführung, bei der viele pa-

einzeln an der Innenwand des Rohres stehenbleiben. rallclogrammförmigc Vorspriinge 20 dadurch cnt-

I i g. 5 ist eine Seitenansicht des Hauptteils einer standen sind, daß mit einem Stempel 19. der Nuten

Kaltzichbank vom Kelten typ, die zur Herstellung unter einem Anschnittwinkel β =--. 0 hat. das sind

des Erfindungsgegenstandes dient. Ein Mutterrohr 3 30 gerade, zur Rohrachse parallele Nuten, in der zweiten

wird von einem in Bett 1 der Bank verankerten Fertigungsstufe (Rohr 24) ein gerader Ziehvorgane

Arbeitsteil 2 und einem von einer endlosen Kette 6 vorgenommen wurde.

geschleppten Einspannschlitten 4 kontinuierlich ge- Die Ergebnisse breiler Versuche haben erwiesen, zogen. Das Kopfende des Mutterrohres 3 wird vor daß die Form und Anordnung der erhabenen Vordem Ziehen gepreßt und in dem Einspannschlitten 35 sprünge des erfindungsgemäß krcuzgczogcncn Rohres eingespannt. Eine Klinke 5 des Schlittens wird in sehr vorteilhaft für den Wärmeübergang sind. Als die endlos umlaufende Kette 6 eingehängt, so daß ein Ergebnis hat sich herausgestellt", daß ein erder Schlitten 4 mitgezogen wird. findungsgemäß kreuzgezogenes Rohr, um das Blasen-

Wie in F i g. 6 dargestellt, gehört zum Arbeitsteil 2 sieden vom Bereich geringen Dampfgchalts bis zu ein Formhalter 7, der am Bett 1 der Bank befestigt 40 dem hohen Dampfgchalts unter den vorgegebenen ist und eine Form 8 enthält. Er hat eine Öffnung 9, Bedingungen des Druckes, der Wärmestromdichte deren Durchmesser etwas größer ist als der Innen- und der »Massengeschwindigkeit« erhabene Vordurchmesser der Form in der Mitte des Formhalter. sprünge haben muß, die folgenden Bedingungen ge· Ein an einem Dorn 10 sitzender Stempel 11 wird in niigcn:
das Mutterrohr 3 eingeschoben, uH in diesem Zu- 45 ,, _
stand wird das Rohr gezogen. Der Stempel II ist '/' _«^l_Sw η ns
mit mehreren schraubengangartigen Vorsprüngen 12 J "· ~ J 5 hun * ,i„'i
versehen, die feste Abmessungen und einen festen 7. «Im· «n·
Anschnittwinkcl haben. Während das Rohr3 zwi- *+/)-^ms8U,

sehen dem Stempel 11 und der Form 8 gezogen wird, 50 worin ρ die Steigung darstellt, die durch die Anzah

werden von den an der Stempelaußenseite angebrach- der schraubenlinienförmigen Zü"e bestimmt ist, sowie

ten schraubengangförmigcn Vorsprüngen an der Rohr- durch die Anschnittwinkel \ und β und den Quer

innenwand schraubenförmige Züge 13 mit einem schnitt. /; stellt die Höhe der Insel dar, </, ist dei

Anschnittwinkel \ plastisch gepreßt und geformt. kleinste Innendurchmesser des Rohres und h ist dit

So entsteht beispielsweise in dieser ersten Fertigungs- 55 Breite der Vorspriinge im Längsschnitt durch da:

stufe das in F i g. 7 gezeigte Rohr 3' mit schrauben- Rohr. Zweckmäßig sollen jedoch Form und An

förmigen Zügen. Hierzu ist an der Lagerstelle des Ordnung der Vorsprünge, um das Blasensieder

Dorns 10, der den erwähnten Stempel Il trägt, eine möglichst gut aufrechtzuerhalten, folgende Bedin

Drehvorrichtung, etwa ein Axialdrucklager 14, vor- gungen erfüllen:

gesehen, wie in F i g. 8 dargestellt, so daß sich der 60 „ _„,. ₂₅

Stempel 11 ungehindert und gleichförmig drehen kann. V₁. _ _n _ni ,. '

Am Hinterende des Be'tes 1 auf der Seite der Dorn- V'.*¹ ~ "'"^L, ?^{IS L}'^u/·

halterung ist eine Justiervorrichtung 15 für den < a I^ -r»

Stempel bekannter Art angebracht, die in F i g. 5 ^a+p - JU 01s ο .

angedeutet ist. 65 Für obige Grenzwerte der verschiedenen Größer

Im nächsten Schritt, der in F i g. 9 veranschaulicht ist die Zahl der Schraubenlinien auf einem Quer

ist, dient das Rohr 3' der F i g. 7 mit den an seiner schnitt, die bequem zu fertigen ist: 6, 12, 18 ode

Innenwand ausgeformten schraubenförmigen Zügen 24 Züge. Für das erfindungsgemäße' Rohr sine

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9 10

ied· Kh '.2 '..no >/;.;·; οΐί π;-::^;:ι W er'.e. In . · ρ ι l: c r kreu/jc/ogjiicn Ruhr, die die maximale kritische TaΚ:!ie 2 mho c.ä e::Npr^hi:'de:i ^λ·"erhältni^ahlen W ärme-iromdicHe hervorbringen, sind je nach dem fur >icr ·.er-chii'cerie Te »!rohre ^!'^»chneren. V. ic verwendeten Druck unterschiedlich, l·.·» hat sich die»e TiSeüe «i;:. -ino d;.¹ Te»·.roh:-; ::" Bereich jedoch hcsiätigi. daß m der obenerwähnten Ausjile: Verhähr i-wcrü jno Anordnungen /i:fr:eden- 5 iuhrung fur einen unterkritischen Druck von 21ukg -telienJ. Mj- »'el!', m de- Prüfjngicrjerin^cr. diener cm-' gemäß der llauptaufyabe der F-lrlindiinc für den R .ihre uberi",.ii.r; λοιγ:·;-"· grv'ben L r.tcr^c'";ed fe·-;. lall einer Ma«ciigeseh\vmdigkeil« \υη 7ÜO kg in^J So-Unter den obigen Bedingungen ist nur die zuletzt künde und einer Wärniestromdichte von 60 · 10⁴ kcal/ erwähnte Anordnung von ·. -- ,-i = 20 bis 80 eine m¹ · h das Blascnsieden bis zu einem Dampfgchalt Bedingung, die durch das Kaltziehen bei freier io von 7O⁰J₁CrIIaItCn blieb. Bei einer »Massengeschwindig-Rotation des Stempels festgelegt ist. das ist eine keit« von 400 kg/m² Sekunde ist es selbst bei einer durch die Herstellung gezogene Grenze. Das An- so schweren Voraussetzung, wie einer Warmes'rombringen der schraubenförmigen Züge an der Rohr- dichte von 60 · 10* kcal/m* · h möglich, die erlaubte innenwand durch freie Rotation des Stempels wird Temperatur eines üblichen Kesselrohres unter 5(X) C durch die Reibung zwischen dem Stempel und der 15 zu halten. Durch die Verwendung eines ertindungs-Form und dem Rohr begrenzt, und der maximale gemäß kreuzgezogenen Rohres werden fast alle Grenzwert sowohl für χ als auch für β beträgt 43". Probleme bei der Konstruktion des Kesselrohres Form und Anordnung der Vorsprünge in dem gelöst.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuncen

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Claims

ι 2 Patentschrift ausgeführt ist — folgende Problematik Patentansprüche: , . H zugrunde:

1. Dampferzeugerrohr mit schraubenförmigen Die Betriebssicherheit der Dampferaeugerrohre eines Innenzügen für den Betrieb mit hoher Wärme- Dampfkessels hängt von der Wandtemperatur des stromdichte unterhalb des kritischen Drucks, 5 Rohres ab. Das bedeutet: Sie ist so eng mit dem gekennzeichnet durch zwei einander Wärmeübergangskoeffizienten an der Innenflache des kreuzende Systeme gegensinnig schraubenförmiger Rohres, ferner mit der Temperatur des Arbeitsmittels Innenzüge, durch deren Überschneidungen schrau- (beispielsweise eines Dampf-Wasser-Oemiscnes) und benförmig hintereinanderliegende Vorsprünge (18, mit der Wärmestromdichte verknüpft daß man der 20) von parallelogrammartiger, insbesondere von io Wandfläche, die im Betneb einer starken I- ammenrhombischer Form gebildet sind. strahlung ausgesetzt ist, stets größte Aufmerksamkeit

2. Dampferzeugerrohr nach Anspruch 1, da- schenken muß. Durch die vermehrte Einfuhrung von durch gekennzeichnet, daß die an der Rohrinnen- Ölfeuerungen und die allgemeine Verbreitung von wand ausgebildeten Vorsprünge (18, 20) folgende Zwangdurchlaufkesseln hat sich die Gefahr erhöht, Abmessunasverhältnisse aufweisen: p/h = 5 bis 15 daß lokal ein Zustand auftritt, bei dem die kritische 40, ItId₁ = 0,005 bis 0,08, b/p = 0,2 bis 0,8, wobei Wärmestromdichte überstiegen ist und der zu einem d, der kleinste Innendurchmesser des Rohres, /; Ausbrennen und damit zu einem Bruch des Dampfdie Höhe du Vorsprünge b die Breite der Vor- erzeugerrohres führt.

Sprünge im Längsschnitt durch das Rohr und ρ Die Erscheinung des Ausbrennens eines Dampi-

die Steigung bedeutet. 20 erzeugerrohres, das einer hohen Wärmestromdichte

3. Dampferzeugerrohr nach Anspruch 2, da- ausgesetzt ist und unterhalb des kritischen Druckes durch sekennzeichnet. daß die Summe der An- arbeitet, beruht auf zwei Faktoren, nämlich einmal schnittwinkel \ und ß, die zwischen den die Vor- dem raschen Ausbrennen in einem Bereich niedrigen Sprünge bildenden geeensinnig^n Innenzüaen und Dampfgehalts, und zweitens einem langsamen Ausder Rohrachse eingeschlossen sind, 20 "bis SO" 25 glühen in einem Bereich hohen Dampfgehalts. Der beträgt. an erster Stelle genannte Effekt wird durch den Uber-

4. Dampferzeugerrohr nach Anspruch 3, da- gang vom Blasensieden zum Filmsieden verursacht. durch gekennzeichnet, daß der eine der beiden der an zweiter Stelle genannte dagegen durch die Anschnittwinkel λ oder β kleiner als 43° und der ringförmige Strömungsverteilung des Dampf-Flüssigandere 0° ist. 30 keitsgemisches. Man muß also, um die kritische

5. Verfahren zur Herstellung eines Dampf- Wärmestromdichte in einem Dampferzeugerrohr sicher erzeugerrohres nach einem der . .nsprüche 1 bis 3 abzugrenzen, diese kritische Wärmestromdichte durch durch" Kaltziehen, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeüb-rtrittsversuche erfassen und andererseits in einer ersten Fertigungsstufe ein Stempel, der das Strömungsbild durch Strömungstests kennenan seiner Außenfläche mit mehreren schrauben- 35 lernen.