<Desc/Clms Page number 1>
Engrohriger Wasserrohrkessel zur Erzeugung von hochgespanntem und hochüberhitztem Dampf.
EMI1.1
schaften, der hochüberhitzten Dampf von hoher Spannung (bis 60 Atm. und darüber) zu erzeugen vermag.
Bei den erstrebten Spannungen ist die Siedetemperatur des Wassers erheblich höher als bei den bisher üblichen Spannungen. Sie beträgt beispielsweise bei 60 Atm. 2730 C gegenüber 2000 C bei 15 Atm. Dazu kommt, dass sich bei den hohen Spannungen der Wasserumlauf bedeutend verringert. Der Wasserumlauf wird bekanntlich hauptsächlich durch die bei der Verdampfung aufsteigenden Dampfbläschen hervorgerufen. Das Volumen dieser Dampfbläschen wird aber bei der gleichen Gewichtsmenge des verdampften Wassers infolge der Zusammondrückbarkeit des Dampfes mit steigender Spannung bedeutend geringer. Damit nimmt naturgemäss auch der Ein- nuss der Dampfbläschen auf den Wasserumlauf ab.
Bei 60 Atm. ist der Wasserumlauf nur noch etwa halb so gross wie bei 15 Atm. Die höhere Temperatur des Dampfwassergemisches und die
EMI1.2
wandungen auf. Man muS daher, um die Rohre nach Möglichkeit zu schonen, im ersten Huizzug. wo auch die strahlende Wärme wirksam ist, die Beheizung sehr milde halten. d. h. man muss den ersten Heizzug sehr weit halten und eine grosse Heizfläche hineinlegen.
EMI1.3
Schliesslich ist noch zu erwägen, dass die den Überhitzer verlassenden Heizgase infolge der durch die hohe Spannung bedingten hohen Temperaturen noch so heiss sind, dass ihr sofortiger Austritt in den Schornstein selbst für Schiffe höchst unwirtschaftlich wäre. Es ist daher notwendig. sie anderweitig nutzbringend zu verwerten. Zur Erzeugung von Wasserdampf sind sie jedoch we. gen der hohen Siedetemperatur kaum mehr geeignet.
Aus diesen Erwägungen ist der Erfindung gemäss die Anordnung getroffen, dass die zur Dampf-
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
und dass im zweiten und den folgenden Heizzügon hinteroiutmder ein Überhitzer und ein Vorwärmer angeordnet sind, wobei der erste Heizzug aus zwei in den gemeinsamen zweiten Heizzug einmündenden Parellelzügen besteht, deren Rohre von zwei zu beiden Seiten der Feuerung befindlichen Unterkesseln ausgehen, wobei'die Anordnung getroffen ist, dass der Heizgasstrom quer zur Längsrichtung der Ober-und Unterkessel durch den Kessel hindurchgeführt ist.
Die Anordnung zweier Heizzüge über der Feuerung gestattet die Unterbringung einer sehr
EMI2.1
liche Stichflammenbildung beim Eintritt der Gase in die Parallelzüge nach Möglichkeit zu mildern. Auch die Anordnung, dass der Heizgasstrom quer zur Längsrichtung der Ober-und Unterkessel gerichtet ist, wirkt auf eine milde Beheizung günstig ein, denn sie ermöglicht es, dass die Heizgase von jeder Stelle des Rostes aus unmittelbar in den darüberliegenden Teil der Heizzüge eintreten können. Dei Heizgase brauchen sich daher nicht an einzelnen Stellen zusammenzudrängen, wie dies der Fall ist, wenn der Heizgasstrom parallel zur Längsrichtung der Ober-und Unterkessel gerichtet ist, oder mit anderen Worten, wenn die Heizgase durch eine am Ende des Rostes gelegene Öffnung in die Heizzüge eintreten.
Die gewählte Richtung des Heizgasstromes gibt ausserdem die Gewähr, dass sämtliche Wasserrohre der Heizzüge gleichmässig beheizt werden, was für die geforderte milde Beheizung von grösster Bedeutung ist. Würde man die Heizgase parallel zur Längsrichtung der Ober- und Unter kessel fliessen lassen, so würden die am Eingang der Heizzüge liegenden Wasserrohre erheblich mehr angestrengt werden als die am Ende der Heizzüge liegenden.
Die grosse, im ersten Heizzug untergebrachte Heizfläche bietet genügende Sicherheit dafür, dass die Heizgase auf die für den Überhitzer erwünschte niedrige Temperatur abgekühlt werden.
Andererseits bewirkt die Einschnürung, welche die Heizgase der beiden Parallelzüge beim Durchgang durch den Überhitzerzug erleiden, eine wesentliche Geschwindigkeitserhöhung der Heizgase, so dass die Beheizung des Überhitzers bei mässigen Abmessungen des letzteren intensiv wird. Auch für den Überhitzer ist die gewählte Richtung des Heizgassstromes quer zur Längsrichtung der Ober-und Unterkessel von Bedeutung, da sie allein es ermöglicht, dass alle Überhitzerrohre von gleich heissen Gasen getroffen werden. Letzteres ist im Interesse einer ausreichenden überhitzung der gesamten erzeugten Dampfmenge erforderlich, da bei dem hohen Druck von 60 Atm. und mehr die Temperaturdifferenz des Nassdampfes und der in den Überhitzer eintretenden Heizgase verhältnismässig gering ist.
Die auf den Überhitzer folgende Heizfläche wird zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers verwendet und gewährleistet eine tiefe Ausnutzung der Heizgase.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt, Fig. 2 einen Teilschnitt nach 2-2 der Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispieles.
Die dargestellten Beispiele sind für Schiffszwecke bestimmt. Der in Fig. 1 und 2 dargestellte
EMI2.2
Heizgasstrom quer zur Längsrichtung der Unter-und Oberkessel durch die Heizzüge hindurchgeht.
Der Deutlichkeit wegen sind die Rohrwände D auf der Zeichnung durch Schraffur hervorgehoben. Zwischen den Oberkesseln sind Abschlussplatten F angeordnet, die sich über die ganze Tiefe des Kessels erstrecken. Diese Abschlussplatten sind mit Durchbrechungen G versehen, über denen flache Schieber H liegen, die durch eine Zugstange J hin-und herbewegt werden können.
Es soll nun zunächst die in Fig. 1 rechts gelegene Kesselhälfte näher beschrieben werden. Die vom Rost RI aufsteigenden Heizgase teilen sich in zwei Ströme, von denen der eine den Heizzug K und der andere den Heizzug L durchfliesst. Die Heizzüge K und L bilden zusammen den ersten Heizzug des Kessels und enthalten alle zur Verdampfung bestimmten Wasserrohre der rechten Kesselhälfte. Beim Austritt aus den Zügen K, L vereinigen sich die Heizgasströme und durchströmen zusammen den verhältnismässig engen zweiten Heizzug M. In diesem ist der Überhitzer untergebracht. Der Überhitzer besteht aus einem durch eine Längswand in zwei Kammern geteilten zylindrischen Gefäss N und aus U-förmig gebogenen Rohren 0, welche die beiden Kammern verbinden. Die Rohre 0 laufen parallel zu den Wasserrohren des Kessels.
Der Überhitzer schliesst sich also in seiner Form organisch an die übrigen Kesselteile an. Das Dampfgefäss N, das wegen seines grösseren Durchmessers und wegen der Verbindungsstellen mit den Rohren besonders gegen zu hohe Temperaturen geschützt werden muss, liegt im ältesten Teil des Heizzuges. Der dritte Heizzug P nimmt die Rohre des Vorwärmers auf. Letzterer besteht aus Rohren Q, die einen im Unterkessel Bs abgeteilten Raum S mit dem Oberkessel. 42 verbinden.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Ge8aJUtanordnung des Kessels und die Verteilung der Heiznlclie ist derart, dass der' Überhitzer nicht nur bei normalem Betrieb, sondern auch bei forciertem Betrieb und bei normalem Anheizen gegen zu grosse Überhitzung ausreichend geschützt ist. Die höhere Temperatur der Heizgase bei forciertem Betrieb wird zum Teil dadurch wieder ausgeglichen, dass der Dampf infolge der erhöhten Dampfentnahme die Überhitzerrohre 0 mit grösserer Geschwindigkeit durchströmt, d. h. die Rohrwände intensiver kühlt. Beim normalen Anheizen ist eine Gefahr für den überhitzer nicht vorhanden, da die demselben vorgelagerte verhältnismässig grosse Heizfläche den Heizgasen beim Anheizen mehr Wärme entzieht als bei normalem Betrieb.
Beim forcierten Anheizen dagegen öffnet man durch einen Zug an der Stange J die Durchbrechungen G der Abschlussplatten F, so dass kalte Luft von ausserhalb des Kessels durch die Öffnungen G hindurchtreten kann. Dies hat zur Folge, dass sich die Heizgase mit kalter Luft mischen und so abgekühlt in den Überhitzer eintreten.
Die linke Kesselhälfte unterscheidet sich von der soeben beschriebenen nur dadurch, dass der Überhitzer und der Vorwärmer eine etwas andere Form haben. Der Überhitzer ist statt mit U-förmigen Rohren mit solchen von Schlangenform versehen. Die Vorwärmerrohre Q sind an ihrem unteren Ende mit einem von dem Unterkessel B unabhängigen zylindrischen Wassergefäss T verbunden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, das in seinem allgemeinen Aufbau der linken Seite des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles entspricht, ist der zweite, den Über- hitzer aufnehmende Heizzug M oberhalb des Überhitzers mit einer Klappe U versehen. Der
Vorwärmer enthält zwei ungleich weite Züge V und X, von denen der engere, dem Überhitzer zunächst liegende Zug V mit dem Überhitzerzug an beiden Enden in Verbindung steht, während er mit dem Zug X nur an seinem unteren Ende verbunden ist. Die Klappe U ist so angeordnet, dass sie in der einen Endstellung den Überhitzerzug und in der anderen Endstellung den Zug r gegen das Durchströmen der Heizgase abschliesst. Bei forciertem Anheizen wird die Klappe U in die mit gestrichelten Linien gezeichnete Lage gebracht, so dass der Überhitzerzug M vollständig geschlossen ist.
In diesem Falle strömen die gesamten Heizgase aus dem ersten Heizzug unmittel-
EMI3.1
zug V kann von Wasserrohren gänzlich frei gehalten werden. Jodoch empfiehlt es sich, wie dargestellt, einen Teil der Wasserrohre des Vorwärmers hineinzulegen.
Selbstverständlich gibt es ausser den beschriebenen Ausführungsformen noch zahlreicl'' andere Ausführungslllöglichkeiten der Erfindung. Beispielsweise können im ersten Heizzug die die beiden Parallelzüge trennenden Rohrwände D ganz fortfallen. Ferner ist die Erfindung auch für stationäre Kessel verwendbar.
PATENT-ANSPRA'HE :
1. Engrohriger Wasserrohrkessel zur Erzeugung von hochgespanntem und hochüberhitztem Dampf mit Ober-und Unterkessel und diese verbindenden engen Wasserrohren, die in mehreren in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Heizzügen angeordnet sind, welche letztere von den Heizgasen quer zur Längsrichtung der Ober-und Unterkessel durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Dampferzeugung bestimmten Wasserrohre in der Hauptsache im ersten Heizzug untergebracht sind und dass im zweiten und den folgenden Heizzügen hintereinander ein Überhitzer und ein Vorwärmer angeordnet sind, wobei der erste Heizzug aus zwei in den gemeinsamen zweiten Heizzug einmündenden Parallelzügen besteht, deren Rohre von zwei zu beiden Seiten der Feuerung befindlichen Unterkesseln ausgehen.