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Verfahren zur Erzeugung von Hochdruckdampf.
Es ist bekannt Wasser in einem Kessel dadurch zu verdampfen, dass in das Kesselinnere als Heizmittel dem Kessel entnommener Dampf zwangsläufig eingeleitet wird, der vorher in einer Heizvorrichtung mit äusserer Beheizung überhitzt wurde.
Eriindungsgemäss wird dieses durch die britische Paen1schrift Nr. 9368 vom Jahre 1901 bekannt- gewoidene Verfahren für Hochdiuekdampferzeugung, nämlich für Dampf von über 30 Atm., insbesondere von 80-150 Atm. Spannung, nutzbar gemacht.
Die Anwendung des für Niederdruekdampferzeugung bekannten, aber unbrauchbaien Verfahlens zur Erzeugung von Hochdruckdampf und seine Ausbildung zu einem brauchbaren Hochdruckdampferzeugungsverfahren stellt einen erheblichen technischen Fortschritt dar : Bei hohem Druck ist das spezifische Volumen des Dampfes kleiner als im Niederdruckgebiet. Ausserdem ist der Wärmeübergang von den beheizten Rohrwänden nach dem dichten Hochdruckdampf wesentlich besser, als bei Nieder- druekdampf. Auch kann mit kleineren Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden und der Leistungsbedarf der Dampfumlaufpumpe wird erheblich kleiner. Bei Niederdruckbetrieb wird der
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des Kessels.
Daher ist das neue Verfahren mit den besonderen Merkmalen nur bei Hochdruckdampfanlagen d. i. Dampfanagen für mehr als etwa 30 Atm. Dampfpressung, mit wirtschaftlichem Vorteil anwendbar.
Wird zur Hoehdruckdampferzeugung ein Teil des Wasserinhalts dem trommelartigen Kessel entnommen und nach Wärmeaufnahme und Überführung in überhitzten Dampf durch eine Pumpe dem Wasserinhalt des Kessels wieder zugeführt, dann ist eine Menge umzupumpen, die kleiner ist als die Speisewassermenge. Hiedurch ist der Unterschied gegenüber den üblichen Wasserumlaulkesseln, wie Steilrohrkesseln od. dgl. gekennzeichnet, bei denen in der Regel ein Vielfaches der Kesselspeisewassermenge zum Umlauf gebracht werden muss, um eine Entblössung der Heizrohre von Wasser unter allen Umständen zu verhüten.
Das neue Verfahren ermöglicht in bekannter Weise die Anordnung des Kessels an beliebiger Stelle, unabhängig von der Lage der Heizvorrichtung, im Gegensatz zu den heutigen Kesselbauarten, wo die Kesseltrommeln zumeist an höchster Stelle des Kessels auf schweren Gerüsten aufgebaut werden müssen, damit die Dampfentwicklung an höchster Stelle sicher erfolgen kann.
Gemäss der Erfindung wird auch der gesamte Sattdampf dadurch erzeugt, dass Wärme in Form von überhitztem Dampf unmittelbar dem Kesselinnern zugeführt wird. Die bekannte Trennung des Kessels von der Heizvorrichtung hat zur Folge, dass ein ausserordentlich sicherer Betrieb erzielt wird, denn die Wandungen des Kessels werden bei dem entsprechenden hohen Druck höchstens die Temperatur des Sattdampfes annehmen können. Abscheidung von Verunreinigungen an den Innenwandungen des Kessels hat auf die Dampferzeugung keinerlei ungünstigen Einfluss. Im Gegenteil, sie vermindert den Abstrahlungsverlnst, der im übrigen bei diesem Kessel in einfacher Weise durch aussen aufgebrachte Wärmeschutzmittel verhindert wird.
Ferner ist der Kessel weniger empfindlich gegen Veränderung des Flüssigkeitsstandes als die üblichen Kessel mit Aussenfeuerung.
Die Trennung des Kessels von der Heizvorrichtung ermöglicht es auch, die zur Verdampfung erforderliche Wärme in der Heizvorrichtung mit äusserer Beheizung in Rohren von nur kleinen Ab-
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messungen (Rohrschlangen, Rohrbündeln) aufnehmen zu lassen, die auch bei hohem Druck mit Leichtigkeit betriebssicher ausgeführt werden. Ein unzulässiger Wärmestau in den Rohrwandungen wird durch die zwangläufige Bewegung des Heizmediums, welches in der Hauptsache aus Dampf besteht, mittels Umlaufpumpe od. dgl. mit Sicherheit vermieden.
Um die erste Dampferzeugung einzuleiten und den Betrieb des Kessels zu beginnen oder um zeitweise die Dampferzeugung zu erhöhen, können eine Reihe von Hilfseimiehtungen verwendet werden.
Beispielsweise ist die Anordnung eines besonderen Hilfskessels mög ; ich mit besonderer Feuerung, durch welchen Niederdruekdampf erzeugt wird, oder eines als Erstdampferzeuger betriebenen elektrischen Kessels usw.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dargestellt. Hiebei wird beispielsweise der im Kessel k
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nach einer besonderen, unabhängig vom Kessel angeordneten Heizvorrichtung, die von einer Feuerung f durch beispielsweise auf dem Wanderrost r verbrannte Kohle beheizt wird. Von der Umlaufpumpe M gelangt der dem Kessel entnommene Inhalt zunächst nach der Heizschlange hl, wo er in überhitzten
Dampf umgewandelt und als solcher am einfachsten bei d unter Vermittlung eines durchlochten Rohres a' in die Kesselflüssigkeit übergeführt wird, die bei 1-1 ihren Flüssigkeitsspiegel besitzt.
Die Heizgase gelangen nach Passieren der Heizschlange hl zu Heizschlangen ?, in denen der aus dem Kessel bei b entnommene Verbrauchssattdampf auf seinem Wege zur Maschine entsprechend überhitzt wird. Sodann bestreichen die Heizgase die Heizschlangen h3, an denen sie ihre Restwärme abgeben, um das von einer
Kesselspeisepumpe s bei a in den Kessel gedrückte Speisewasser zu erwärmen. Schliesslich gelangen die Heizgase bei e in den Schornstein.
Der zur Dampferzeugung im Kessel zwangläufig in diesem eingedrückte überhitzte Dampf kann auch zunächst in einer geschlossenen Rohrleitung, Rohrschlange od. dgl. durch den Wasserraum des
Kessels geführt werden, um nachher an einer beliebigen Stelle des Dampfraumes überzutreten, oder es kann ein Teil des Heizmediums in den Wasserraum des Kessels und der übrige Teil an einer beliebigen
Stelle des Dampfraumes, sei es im Kessel oder in der angeschlossenen Dampfleitung, beispielsweise zwecks Trocknung des zur Pumpe zu leitenden Dampfes, austreten.
Zur Regelung der Dampferzeugung ist es zweckmässig, die Wirkung der Umlaufpumpe für das
Heizmedium und auch der Heizvonichtung zwangläufig der Verbrauehsdampfentnahme aus dem
Kessel anzupassen, indem beispielsweise das Zuführungsventil der Dampfmaschine, die den Dampf verarbeitet, derart mit der Förderpumpe für das dem Kessel entnommene Heizmedium verbunden wird, dass diese beispielsweise beim Drosseln des Zuführungsventils langsamer läuft ; ebenso soll dabei die Heizung des Ofens, wenn sie beispielsweise durch Öl oder Gas erfolgt, durch Abdrosselung des Heizöl- oder Gaszustroms verringert werden. Auf diese Weise wird eine sehr einfache und betriebssichere Regelung der Dampferzeugung ereicht.
Bei der beschriebenen Ausführung ist angenommen, dass der Verbrauchsdampf unmittelbar dem
Kessel entnommen wird ; er kann jedoch auch aus der Leitung des Heizmediums von der Umlaufpumpe zum Kessel als überhitzter Dampf etwa bei b'entnommen werden.
Das beschriebene Verfahren lässt sich mit gleich grossem Vorteil sowohl für ortsfeste als für orts- bewegliche Anlagen (Lokomotivbetriebe, Sehiffsbetriebe usw. ) verwenden.
Erwähnt sei noch, dass dem Kesselinnern statt Dampf oder Flüssigkeit auch ein Gemisch beider entnommen werden könnte, um wiederum das Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf ausserhalb des Kessels entsprechend zu überhitzen und als überhitzten Dampf für die Sattdampferzeugung zu benutzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von Hochdruckdampf, nämlich Dampf von über 30 Atm. Spannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Kesselinhaltes ausschliesslich durch eine dem Kessel entnommene, ausserhalb des Kessels entsprechend überhitzte und zwangläufig durch eine Pumpe dem
Kesselinnern wieder zugeführte Dampfmenge erfolgt.