Trommelloser Hochdruckkessel für grosse Leistung. In neuester Zeit führen sich zwecks Bau stoffersparnis Duxchlaufkessel ohne Trom meln ein. Diese haben aber den Nachteil, allerbestes Speisewasser zum Betrieb zu ver langen, wenn der Kesselbetrieb und der Be- trieb der angeschlossenen Kraftmaschine nicht gestört werden sollen. Eine solche Kesselanlage ist daher nur möglich, wenn bei einem Kondensationsbetrieb ein beson derer Hochdruckkreislauf geschaffen wind, für den immer Speisewasser allerbester Be schaffenheit zum Betrieb des Durchlauf kessels zur Verfügung steht.
Auf diese Weise wird zwar am Hlochdruckkesssel selbst Bau stoff gespart, aber der im Niederdruckgebiet erforderliche Dampfumformer fällt so schwer aus, dass die Baustoffersparnis wieder auf gehoben wird. Dazu kommt der grosse Platz bedarf für dis Umformeranlage und der ver wickelte Doppelbetrieb. Ausserdem entsteht bei der Umsetzung des Abdampfes der Hoch druckstufe in niedrig gespannten Dampf ein Kraftverlust, der je nach der Höhe des Dampfdruckes 6 bis 10% beträgt.
Mit direkt arbeitenden Hochdruckkesseln der Sektional-Kesselbauart oder mit Zwei trommel-Steilrohrkesseln kann man zwar mit etwas salzhaltigem Speisewasser fahren, weil man diese Kessel abschäumen und. abschläm men kann und es dadurch möglich wird, die Laugenkonzentration im Kesselwasser auf einer erträglichen Höhe zu halten. Aber hier bei sind wiederum grosse Dampfwasssertrom- meln und mitunter auch noch gesonderte Aus waschtrommeln oder zumindest Wasser abscheidetrommeln notwendig, um den Tur binenbetrieb durch Salzansätze nicht zu ge fährden.
Es ist eomit bisher noch nicht ge lungen, einen relativ billigen, betriebssicheren und einen geringen Baustoffaufwand erfor derlichen Hochdruckkessel zu schaffen. Diese Aufgabe soll mit der nachfolgend beschrie benen Erfindung gelöst werden.
Die Lösung besteht darin, dass die den feuergasbeheizten Verdampferteil bildenden Wasserrohre mit ihren obern Enden gruppen weise zusammengefasst sind und für jede Ver dampferrohrgruppe ein rohrförmiger Dampf- abscheider vorgesehen ist, aus dessen Dampf raum der Dampf abströmt, während das nicht verdampfte Wasser in den Kreislauf des Kessels zurückfliesst.
Mit der vorgeschlagenen Anordnung werden die gleichen betrieblichen Vorteile er reicht wie mit Steilrohr- und Sektional- kesseln. Das Kesselwasser kann abgeschlämmt. werden, so dass eine unzulässig hohe Laugen konzentration im Kessel vermieden wird. Die Rohre können von etwa sieh ansetzendem Kesselstein befreit werden. Der Wasser umlauf und damit die Kühlwirkung der Rohre ist dabei ausgezeichnet.
Durch Anordnung mehrerer Gruppen ist es möglich, Kessel von beliebiger Breiten ausdehnung herzustellen. Sowohl die Sammel- kammern wie auch die Dampfabscheider lassen sich als kleine gepresste oder gezogene Körper in Massenfertigung herstellen, so dass auch die Herstellungskosten verhältnismässig gering ausfallen.
Die Kesselleistung kann jeweils durch ein Aneinanderreihen von Gruppen erreicht werden. Die Aufstellungskosten eines solchen Kessels sind ausserdem niedrig und die Mon tagezeit kurz, weil man diese einzelnen Gruppen in der Werkstatt fertig zusammen bauen und nach der Baustelle befördern kann.
An sich sind schon rohrförmige Dampf ausseheider der vorgenannten Art in Vor schlag gebracht worden; aber bei diesen soll jedes einzelne Rohr mit einer solchen Aus scheidevorrichtung versehen werden, was nur für Kessel kleinerer Leitung möglich ist. Es ist zwar auch schon bei Dampferzeugern anderer Bauart mit Beheizung durch einen siedenden Stoff eine Unterteilung in einzelne. Rohrgruppen in Vorschlag gebracht worden; aber bei diesen wird der Wassergehalt des austretenden Gemisches bei kleinem Dampf raum wieder sehr gross sein, so dass eine sol- ehe bekannte Anordnung kein Vorbild für die vorgeschlagene neue Lösung bildet.
Der Erfindungsgegenstand lässt sich ver schiedenartig ausführen. Man kann die ein zelnen Gruppen als Sektionen ausbilden, bei welchen in einer oder zwei senkrechten Ebenen sämtliche Rohre einer Gruppe liegen, oder man kann die Sammelkammern der ein zelnen Gruppen horizontal legen.
Weiter kann man auch noch die kleinen Zwischensammler zur Ausbildung einzelner Gruppen vollständig vermeiden, wenn man die Rohre durch Gabelstücke miteinander vereinigt.
Schliesslich kann man auch den Kessel selbst als Primärsystem für einen indirekten Dampferzeuger benutzen. Es werden dann die Dampfableitungsrohreder Dampfabschei- der mit den in der Sekundärtrommel liegen den Heizkörpern verbunden. Die bei der in direkten Dampferzeugung bisher erforderli chen Dampfwassertrommeln der Primärkessel fallen auf diese Weise weg.
Auf der Zeichnung sind Ausfühiungs- beispiele des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen senkrechten Schnitt durch einen Kessel mit in Sektionen angeordneten Verdampfer rohrgruppen; Fig. @2 zeigt in grösserem Massstab einen Schnitt durch einen rohrförmigen Dampf- abscheider; Fig. 3 zeigt einen Kessel mit waagrecht liegenden Sammelkammern, und Fig. -1 eine Vorderansicht der Sammel kammern dieses Kessels;
Fig. 5 zeigt einen Kessel mit Gabelrohren, und Fig. 6 einen Teil einer zugehörigen Drauf sicht.
Bei dem Kessel der Fig. 1 sind im obern Teil des Brennraumes @haarnadelförmig ge bogene Verdampferrohre ? angeordnet, die mit ihren untern Enden an eine stehende Sammelkammer 3 und mit ihren obern Enden an eine stehende Sammelkammer 1 an- geschlossen sind. Die beiden übereinander angeordneten Sammelkammern sind durch Rohre 5 untereinander verbunden.
Im Brenn- raum sind ferner Verdampferrohre 6 und 7 angeordnet, die in ihrem untern Teil als strahlungsbeheizte Wandkühlrohre verlaufen und in ihrem obern Teil in den Brennraum durchquerende Rohrwindungen übergehen, die ebenfalls in die Sammelkammer 4 einmünden. Mit ihren untern Enden sind die Verdampfer rohre 6 an einen Sammler 8 und die Ver dampferrohre 7 an einen Sammler 9 an geschlossen.
Je nach der Grösse des Kessels liegt eine Anzahl solcher Verdampferrohrgruppen ne beneinander. Diese Verdampferrohrgruppen können, sofern die Verdampferrohre an nähernd gleiche Wärmebelastung aufweisen, gemeinsame untere Sammler 8 und 9 haben. Dagegen hat jede Rohrgruppe ihre getrenn ten Sammler 3 und 4. Die Haarnadelrohre 2 und die Rohrwindungen der Rohre 6 und 7 brauchen dabei nicht in einer senkrechten Ebene übereinander zu liegen, sondern kön nen beispielsweise in zwei nebeneinander liegenden senkrechten Ebenen auseinander gezogen sein.
Für die untern Sammelkammern 3 ist vor- teilhaft ein gemeinsamer, waagrecht liegen der Wasserbehälter 10 vorgesehen, von dem Verbindungsrohre 12 zu den einzelnen Sam- melkammern 3 führen. Ebenso ist ein ge meinsamer Abschlammbehälter 13 vorgesehen, mit dem die Kammern 3 durch Rohrstutzen 14 verbunden sind.
Ineinem neben dem Brennraum 1 liegen den, senkrechten Heizzug 15 sind ein Über- hitzer 16 und ein Speisewasservorwärmer 17 vorgesehen. Das Speisewasser wird von dem Vorwärmer 17 durch eine Leitung 18 in den Wasserbehälter 10 gefördert.
Mit dem obern Teil jeder obern Sammel- kammer 4 sind rohrförmige Dampfabscheider 20 verbunden, von denen eine Dampfleitung 21 zum Überhitzer und Fallrohre 22, 23 zu den untern Sammlern 8 und 9 der Verdamp ferrohre 6 bezw. 7 führen. Der rohrförmige Dampfabscheider könnte durch ein Fallrohr auch noch mit dem Wasserbehälter 10 ver bunden sein.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Aus führungsbeispiel des Dampfabscheiders ist an das von der (nichtdargestellten) Sammel kammer 4 ausgehende Gemischrohr 24 ein Rohr 2'5 längsweise angeschlossen. In der Trennwand 26 der beiden Rohre sind Löcher oder Schlitze 27 vorgesehen, welche die Ver bindung zwischen den beiden Rohren her stellen. In dem Gemischrohr 24 geht eine Trennung von Dampf und Wasser vor sich. Das Wasser fliesst in der untern Hälfte des Rohres weiter und wird durch einen am Ende des Rohres angeschlossenen Rohr krümmer 28 den Fallrohren zugeleitet, ge langt also wieder in den Kreislauf des Kessels.
Der Dampf tritt von der obern Hälfte des Rohres 24 durch die Öffnungen 27 in das Rohr 25 über und strömt durch den Dampfaustrittsstutzen 29 in die zum Über- hitzer gehende Leitung 21.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 sind die in dem Brennraum 1 unter gebrachten Verdampferrohrschlangen 30 und 31 mit ihren obern Enden gruppenweise in waagrecht liegende Sammelkammern 32 ein geführt. Mit ihren untern Enden sind die Verdampferrohre 30 an eine Wasserkammer 33 und die Verdampferrohre 31 an eine Wasserkammer 34 angeschlossen. Das Speise wasser wird vom Speisewasservorwärmer 17 über eine Leitung 35 mit Abzweigleitungen 36 und 37 in die Wasserkammern. 33 und 34 gefördert. Von den obern Sammelkammern 32 führen Fallrohre 38 zur Wasserkammer 3-3 und Fallrohre 39 zur Wasserkammer 34.
Von jedem Sammler 32 geht ein Steigrohr 40 zu einem rohrförmigen Dampfabscheider 41, der seinem Wesen nach so ausgebildet ist, wie der Abscheider gemäss Fig. 2t Der sich ,auf der Dampfabscheidestrecke ausscheidende und in ein Rohr 42 austretende Dampf strömt durch eine Leitung 43 zum Überhitzer 16.
Das nicht verdampfte Wasser wird durch eine Fallrohrleitung 44, die von dem erweiter- ten Ende des Gemischrohres des Dampf- abscheiders ausgeht, in die Sammelkammer 32 und damit in den Kreislauf des Kessels zurückgeführt.
Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem drei Rohr stränge der im Brennraum untergebrachten Verdampferrohre 45 und 46 an ihrem obern Ende durch eine Gabelstelle zu einem gemein samen Ende zusammengefasst sind. Das sich an die Gabelstelle anschliessende Schaftrohr 47 bezw. 48 jeder solchen aus drei Rohr strängen bestehenden Rohrgruppe ist aus dem Brennraum herausgeführt und mit einem rohrförmigen Dampfabseheider 49 bezw. 50, der zum Beispiel wie gemäss Fig. 2 aus geführt ist, verbunden. Die Rohrabscheider 49 und 50 sind zweckmässig in zwei Reihen übereinander angeordnet.
Der in den Rohrabscheidern abgeschie dene Dampf geht durch Rohre 51 bezw. 52 zu den Rohrschlangen des Merhitzers 16. Das nicht verdampfte Wasser wird von Fall rohren 53 zu der Wasserkammer 54 der Ver dampferrohre 45 und von den Abscheidern 50 durch Fallrohre 55 zu der Wasserkammer 56 der Verdampferrohre 46 zurückgeleitet. Die Rohrstränge der Verdampferrohre 45 und 46 können in die Wasserkammern 54 und 56 einzeln eingeführt werden. Es können aber ebenso mehrere Rohrstränge auch an den un tern Enden durch eine Gabelstelle zu einem g o emeinsamen Ende vereinigt sein. Das Speisewasser wird in die untern Wasserkam mern 54 und 56 eingeführt. die mit dem Spei, ewasserworwärmer 17 durch eine Lei tung 35 und Zweigleitungen 36 bezw. 37 ver bunden sind.
Zu beachten ist, dass nur annähernd gleich hoch belastete Verdampferrohre wasserseitig parallel geschaltet werden. Verschieden stark beheizte Rohre müssen in Gruppen mit be sonderen untern Sammlern zusammengefasst werden. Werden durchlaufende untere Samm ler für verschieden stark beheizte Rohr gruppen verwendet, so müssen die Gruppen getrennte Wasserkammern mittels in die Sammler eingesetzter Trennwände erhalten, um Querströmungen zwischen den einzelnen Gruppen zu verhindern.