<Desc/Clms Page number 1>
Hochdmckdampferzeuger.
Die Erfindung betrifft einen Hochdruckdampferzeuger. Die Schaffung eines solchen Dampferzeugers bedingt die Lösung von Aufgaben, die wesentlich verschieden von denjenigen sind, die sich bei der Herstellung von Kesseln für normale Drücke, d. h. Drücke bis zu etwa 25-30 Atm., stellen.
So sollte ein Hochdruckkessel, damit er betriebssicher ist, keine grossen, gemeinsamen Wassertrommeln und Dampftrommeln in den von den heissen Feuergasen bestrichenen Räumen aufweisen, da die von den hohen Temperaturen in den Trommeln hervorgerufenen Spannungen immer Schwierigkeiten bereiten.
Da ferner vernietete und selbst geschweisste Trommeln für Drücke von über 60 Atm. kaum noch in Betracht kommen können und nahtlos geschmiedete Trommeln sehr teuer sind, so lassen sich billige Hochdruckkessel so lange nicht herstellen, als nahtlos geschmiedete Trommeln zur Verwendung kommen müssen. Das Vorsehen von Trommeln bedingt zudem das Vorsehen von Wasserrücklaufrohren, wobei nicht nur die Einwalzstellen der Rohre, sondern auch die Wasserzirkulation und das Reinhalten der Rohre Schwierigkeiten bereiten. Wasserzirkulationsrolire bedingen zudem besondere Einbauten zur Führung der Feuergase.
Vorliegende Erfindung löst, unter Vermeidung all der angeführten Nachteile, die Aufgabe, einen betriebssicheren, billigen und wirtschaftlich arbeitenden Dampfkessel grosser Leistung für hohe Drücke zu schaffen. Zu diesem Behufe verdampft das Wasser in an sich bekannten geraden steilen Rohren ohne Umlauf.
Wenn im Kesselbau gerade steile Rohre mit einem oberen Dampfsammelraum auch schon zur Anwendung gekommen sind, so hat einer solchen Anwendung bisher doch nie die Erkenntnis, auf die sich vorliegende Erfindung stützt, zugrunde gelegen, nämlich die Erkenntnis, dass solche Rohre eine richtige Dampferzeugung nur ermöglichen, wenn in ihnen hohe Dampfdrücke zur Anwendung kommen, indem nur dann die Verdampfungsoberfläche zur Heizfläche der Rohre in ein solches Verhältnis gebracht werden kann, dass noch mit nicht zu teuren Rohren von überhaupt herstellbarer Länge auszukommen ist und selbst bei Erzeugung einer grossen Dampfmenge per Flächeneinheit eine ruhige Verdampfung ohne Mitreissen von Wasser gewährleistet ist.
Die erwähnten Vorteile werden in besonders hohem Masse erreicht, wenn Siederohre vorgesehen werden, die sich von unten nach oben konisch oder stufenförmig erweitern.
Um die Sicherheit zu erhöhen, kann zweckmässig jedes der senkrechten Rohrelemente durch absperrbare Einzelrohrleitungen an Wasserverteilungs- und Dampfsammelrohre angeschlossen sein, welche ausserhalb des Heizraumes liegen.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise
EMI1.1
Leitungen der Deutlichkeit halber weggelassen ist, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie III-111 der Fig. 4 durch einen Kassel, dessen Siederohre in parallelen Reihen zu beiden Seiten des Rostes ange- ordnet sind, und Fig. 4 zeigt in der oberen Hälfte einen waagrechten Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 und in der unteren Hälfte einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3. In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 senkrechte Siederohre, die sich von unten nach oben konisch erweitern und in grosser Anzahl in zwei konzentrischen Reihen angeordnet sind. Jedem Siederohr 1 wird unten durch eine eigene, enge
Leitung 2 Wasser aus einer Verteilungskammer 3 bzw. 4 zugeführt.
Die Kammern 3, 4 sind an einen
Speisewasservorwärmer 5 angeschlossen, dem durch eine Leitung 6 Frisehwasser zufliesst und der durch die abziehenden Feuergase erhitzt wird. Der Kessel ist mit einer Kohlenstaubfeuerung 7 ausgerüstet, i um welche die zwei Reihen von Siederohren 1 im Kreis angeordnet sind. Die Heizfläche der Siederohre 1 ist so bemessen und der Durchflussquerschnitt der engen Speiseleitungen 2, sowie die Geschwindigkeit des darin strömenden Wassers sind derart gewählt, dass das unten in die Siederohre 1 einströmende Wasser bereits beim einmaligen Durchgang völlig zur Verdampfung kommt.
Durch passende Wahl der Konizität der Siederohre 1 hat man es ferner in der Hand, die Verdampfungsoberfläche a zur Heizfläche jedes einzelnen Rohres so gross zu bemessen, dass die Verdampfung verhältnismässig ruhig vor sich geht. Der oberste Teil der Siederohre 1 ist zylindrisch ausgestattet und nur zum kleineren Teil mit Wasser gefüllt, so dass ein Raum b vorhanden ist, der als Wasserabscheider und Dampfraum dient.
Der obere Teil der
Siederohre 1 ist durch eine Zwischenwand 11, die gleichzeitig zur Sicherung der Siederohre 1 in ihrer senkrechten Lage dient, von dem Feuerungsraum 12 getrennt, so dass der genannte Raum b gegen Wärme- ! aufnahme aus den Feuergasen geschützt ist, indem die Feuergase zum Raum 19 keinen Zutritt haben.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
in Richtung des Pfeiles B nach dem Vorwärmer 5.
Bei dem beschriebenen Kessel sind im Feuerungsraum 12 von den Wasserverteil-und Dampfsammeleinrichtungen nur die Siederohre 1 und die diesen
EMI2.2
Diese Sicherheit kann noch dadurch erhöht werden, dass in bekannter Weise in jede Leitung 2, 8 je eine Absperrvorrichtung eingebaut wird, so dass jedes Siederohr 1 sowohl in bezug auf die Wasserzuführung als in bezug auf die Dampfabführung einzeln absperrbar ist. Wenn daher irgendein Rohr 1 während des Betriebes eine Beschädigung erfährt, so lässt es sich ausschalten, ohne dass der ganze Kessel stillzulegen ist.
Als Absperrorgane für die Leitungen 2 und 8 können zweckmässig Sicherheitsventile zur Verwendung kommen ; die Bauart dieser Ventile kann eine solche sein, dass die in die engen Speiseleitungen 2 eingebauten Ventile beispielsweise bei einer unzulässig hohen Druckzunahme im Siederohr, die in die engen Dampfabführungsleitungen 8 eingebauten dagegen beim Auftreten eines zu hohen Druckes hinter dem zugordneten Siederohr geschlossen werden.
Wie erwähnt, ist es für die Erzielung einer ruhigen Verdampfung zweckmässig, dass die Siederohre 1 am oberen Ende wesentlich weiter sind als am unteren Ende, damit die Verdampfungsoberfläche im Verhältnis zur Heizfläche gross ausfällt. Das kann nicht nur dadurch erreicht werden, dass die Rohre 1 in der in Fig. 1 dargestellten Weise konisch ausgebildet werden, sondern beispielsweise auch dadurch, dass man die Siederohre sich von unten nach oben stufenförmig erweitern lässt. Gewünschtenfalls können die Rohre 1 bis ganz ans obere Ende konisch gestaltet sein. Ist der obere Teil der Siederohre 1, u. zw. vor allem der Teil, der den als Wasserabscheider und Dampfraum dienenden Raum b begrenzt, in einem
EMI2.3
überzogen sein.
Bei der Erzeugung von Dampf sehr hoher Spannung wird es infolge des kleinen spezifischen Dampfvolumens selbst bei durchwegs zylindrischer Ausbildung der Rohre 1 bereits möglich sein, eine Ver- dampfungsfläche von solcher Grösse zu erhalten, dass eine ruhige Verdampfung gewährleistet ist.
Die Anordnung der Siederohre 1 kann jedem Bedürfnis angepasst werden, so lange es möglich ist, von den Wasservorteil-und Dampfsammeleinrichtungen höchstens die engen Speiseleitungen 2 und Dampfabführungsleitungen 8 im Feuerungsraum 12 anzuordnen. So sind die in grosser Anzahl vorgesehenen, senkrechten Siederohre 1 bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten zweiten Ausführung in parallelen Reihen zu beiden Seiten eines Rostes 13 angeordnet. Dabei ist der Speisewasservorwärmer 5, in der Strömungsrichtung der Feuergase betrachtet, hinter dem Überhitzer angeordnet, der seinerseits wieder
EMI2.4
Breitenabmessung.
In den Fig. 3 und 4 sind auch die Absperrorgane 14 und 15 angedeutet, die in die engen Speiseleitungen 2 bzw. engen Dampfabführungsleitungen 8, von denen je eine jedem Siederohr 1 zugeordnet ist, eingebaut sind. Sämtliche Leitungen 2 bzw. 8 einer Reihe sind je an eine gemeinsame Hauptleitung 16 bzw. 17 angeschlossen, die aber auch noch verhältnismässig eng sind, da mit kleinen Strömungsgeschwindigkeiten auszukommen ist.
Dabei sind die Absperrorgane 14 und die Hauptleitungen 16, sowie die Wasserverteilkammern 18, wie in Fig. 4 gezeigt, ganz ausserhalb der Kesselmauerung 20 gelegen, was weiter zur Sicherung des Betriebes beiträgt, indem hier die innerhalb des Feuerungsraumes 12 gelegenen Wasser-und Dampfräume auf ein Minimum begrenzt sind, da ja auch die Leitungen 8 und 17 in dem von den Feuergasen nicht durchströmten Raum 19 gelegen sind.
Da das Wasser bei den beschriebenen Ausführungen bereits beim einmaligen Durchgang durch die Siederohre 1 völlig zur Verdampfung kommt, so werden keine Wasserumlaufpumpen benötigt, was weiter zur Erhöhung der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Kesselbetriebes beiträgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hochdruckdampferzeuger, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in an sieh bekannten steilen und je mit einem Dampfsammelraum versehenen Rohren ohne Umlauf verdampft.
EMI2.5