<Desc/Clms Page number 1>
Hochdruckdampfkessel.
Die Erfindung betrifft einen Kessel, in dem unter voller Sicherheit gegen Explosionen in einer sehr whtschaftliehen und billigen Weise Dampf von sehr hohem Druck und hoher Überhitzung erzeugt werden kann.
Bei der Erfindung ist der bekannte Grundsatz eines besonderen Wärmeübertragungsmitteis zwischen dem eigentlichen Kessel und dem Teil der Kesselanlage, der die Wärme von den Feuergasen aufnimmt, verwertet. Die bisher bekannten Bauarten derartiger Kessel mit besonderem übertragung-
EMI1.1
übertragungsmittels beheizt wird. Die Rohrschlange ist zweckmässig fortlaufend und mit so wenig Fugen und Verbindungen als möglich versehen. Die Schlange kann auch bei Kesseln mit sehr grossen Heizflächen und kleinen Abmessungen und infolgedessen mit sehr grosser Sicherheit gegen Explosion sowie mit besonders guter Wärmeübertragung ausgeführt werden. Sie besteht aus Stahl, Eisen, Kupfer oder anderem geeigneten : Metall.
Dem einen Ende dieser Schlange wird Wasser zweckmässig entsprechend der augenblicklich erforderlichen Dampfmenge mittels einer Pumpe zugeführt, und aus dem anderen Ende der Schlange strömt der Dampf von dem gewünschten Druck und mit einer Überhitzung aus, die durch die Temperatur des Übertragungsmittels bestimmt wird. Als Wärmeübertragungsmittel werden vorteilhaft Metalle, wie Zink, Blei, Aluminium, leichtschmelzbare Metallegierungen, Öle mit hohem Siedepunkt, Lösungen von Salzen in Wasser od. dgl., auch Schwefel verwendet. Das Wärmeübertragungsmittel kann bei Atmosphärendruek oder bei einer Temperatur verwendet werden, die dem höchsten Druck entspricht, für den der mit den Feuergasen in Berührung stehende Teil des Kessels gebaut ist.
In dem Kessel mit Wärmeübertragungsmittel herrscht somit ein verhältnismässig niedriger Drrck, der höchstens dem Kesseldruek entspricht, während der hohe Dampfdruck auf die Schlange beschränkt ist.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt.
Der Kessel K (Fig. 1 und 2) wird bis auf die Höhe h-h mit dem Wärmeübertragungsmittel gefüllt und in gewöhnlicher Weise befeuert. Die Feuergase werden von dem Roste des Kessels zunächst durch die Flammrohre e, dann eventuell in der einen oder anderen Weise um die Mantelfläche des Kessels sowie um den vorderen und hinteren Boden herumgeleitet. Durch die Feuerung wird die Übertragungsflüssigkeit im Kessel, z. B. auf 400 C, in gewissen Fällen viel mehr, bis auf 600 bis 700 erhitzt. Im folgenden wird angenommen, dass die Flüssigkeit auf einer Temperatur von 400'gehalten wird.
Im Dampfraum des Übertragungsmittels ist der eigentliche Hochdruckkessel angeordnet, der aus der Wärmeschlange S besteht, der Wasser durch die Pumpe P zugeführt wird. Das der Schlange zugeführte Wasser hat einen wenig höheren Druck als der Dampf, der aus dem Kessel entnommen werden soll, entsprechend den Leitungsverlusten in der Schlange. Aus dem entgegengesetzten Ende der Schlange wird Dampf von gewünschtem Druck, z. B. 100 bis 200 Atm. und von etwa der Temperatur des Dampfes des Wärmeübertragungsmittels, in diesem Falle also etwa 400 , entnommen. Die Pumpe P entnimmt das Wasser einer beliebigen Quelle, zweckmässig in bereits vorgewärmtem Zustand.
<Desc/Clms Page number 2>
Gemäss der Erfindung wirkt der Dampfraum des Kessels wie ein Oberflächenkondensator und der eigentliche Hochdruckkessel wie eine Kühlschlange. Das sich an der Aussenwand der Kühlschlange bildende Kondensat des Heizdampfes fliesst in die Wärmeübertragungsflüssigkeit zurück.
Die Berechnung einer derartigen Anlage ergibt, dass die Oberfläche der Schlange viel kleiner als diejenige des Kessels wird, weil die Wärmeübertragung von dem Dampf des Wärmeübertragungsmittels durch die Schlangenwand zum Wasser in der Schlange viel vorteilhafter ist, als die Wärmeübertragung von den Heizgasen zum Kessel. Die Oberfläche der Schlange beträgt somit in den meisten Fällen nur wenige Prozente der Heizfläche des Kessels, so dass die Schlange aus einem einigemale gebogenen Rohr bestehen kann. Weil die Heizfläche der Schlange so klein ausfällt, wird es möglich, die Schlange in einem Stück aus einem Rohre von sehr kleinem Durchmesser herzustellen, das auch dem höchsten Druck leicht widersteht.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Wasserrohrkessel. Die Figur stellt einen
Längsschnitt durch Kessel dar ; S ist wiederum die Wärmeschlange, P die Hochdruekpumpe, E ein
Speisewasservorwärmer und P die Pumpe, die das Speisewasser dem Behälter C entnimmt. Der Druck, für den der Vorwärmer und der Kessel ursprünglich gebaut sind, wird somit beibehalten, während die
Pumpe P den Druck bis auf den gewünschten Druck vermehrt um die Leitungsverluste erhöht.
Die Erfindung kann auch besonders bei schon vorhandenen Anlagen Verwendung finden. Bei der
Beurteilung dieses Umstandes ist nicht zu vergessen, dass bei derartigen Anlagen grosse Kapitalien für
Feuerungsanlagen, wie Kettenroste oder mechanische Roste, für Speisewasservorwärmer, Vorrichtungen für künstlichen Zug, Bauten, Schornsteine usw. aufzuwenden sind, wozu noch die schon vorhandenen, teuren Kessel hinzutreten.
Ein Beispiel hiefür zeigt Fig. 4. In dieser ist B die Kesselbatterie. Ein Kessel ist im Längsschnitt dargestellt. Es sei angenommen, dass die Kessel für einen Druck von 16 Atm. gebaut sind und dass durch die Leitung Li Dampf den Turbinen T und T2 zugeführt wird, von denen Ti beispielsweise eine Kon- densationsturbine und T2 eine Gegendruckturbine ist, die ihrerseits die Papiermaschine 111 od. dgl. mit
Dampf versieht. Das Kondensat des Kondensators N der Kondensationsturbine und der Papiermaschine 111
EMI2.1
wärmer E sowie die Leitung L4 in den Kessel P befördert.
Diese Anlage wird nun gemäss der Erfindung in folgender Weise abgeändert : Der Kessel, wie auch die anderen Kessel oder mehrere von ihnen, werden ganz oder teilweise mit einem geeigneten Wärme- übertragungsmittel, beispielsweise Zink, gefüllt. Die Leitung L4 wird entfernt und das Wasser wird statt dessen von E durch die Pumpe P und die Leitung Ls in die Wärmeschlangen S eingeführt, die in
EMI2.2
werden und der Turbine Dampf als zusätzlichen Dampf liefern.
Das ganze Druckgefälle kann auch in einer einzigen Turbine ausgenutzt werden. Falls die Kesselund Turbinenanlage in dieser Weise geändert wird, wird die Leistung der Zentrale um etwa ein Viertel bei demselben Kohlenverbrauch erhöht, oder es kann bei derselben Leistung eine Brennstoffersparnis von etwa ein Viertel erreicht werden.