DE2411593C3 - Beschickungskessel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Beschickungskessel, insbesondere für mit Dampf zu härtende Baustoffe, der von einem heißen Behandlungsmedium, insbesondere Dampf, durchströmbar ist

Derartige Beschickungskessel haben im allgemeinen die Form eines liegenden Zylinders. Das zu behandelnde Gut insbesondere Baustoffe, speziell Bausteine, wird in den Kessel eingebracht, und sodann läßt man ein gasförmiges heißes Behandlungsmedium, vorzugsweise Wasserdampf, auf das Gut einwirken. Auf diese Weise werden häufig Baustoffe dampfgehärtet.

Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb derartiger Beschickungskessei hohe mechanische Spannungen auftreten können, die sogar dazu führen können, daß sich der Kessel als Ganzes krümmt und sich beispielsweise von seinen mittleren Abstützungen abhebt. Die auf diese Weise zum Ausdruck kommenden hohen mechanischen Spannungen vermindern die Lebensdauer und können zur Bildung von Rissen und den sich daraus ergebenden Gefahren Anlaß geben. Dies gilt naturgemäß auch dann, wenn sichtbare Verformungen nicht auftreten, weil relativ schweres eingebrachtes Gut einer solchen Verformung entgegen

wirkt

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Beschickungskessei, insbesondere Härtekessel für mit Dampf zu härtende Baustoffe zu schaffen, der im Betrieb unter dem Einfluß des heißen Behandlungsmediums weniger mechanische und thermische Spannungen und Verformungen aufweise

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit

einem Beschickungskessei der eingangs angegebenen

ίο Art der dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem unteren

Bereich des Kessels eine zusätzliche Heizeinrichtung vorgesehen ist

Es hat sich gezeigt, daß durch die zusätzliche Beheizung des unteren Kesselbereichs mechanische und thermische Spannungen sowie Verformungen des Kessels stark vermindern oder sogar ganz ausschalten lassen. Nach derzeitiger Erkenntnis ist dies darauf zurückzuführen, daß bei herkömmlichen Beschickungskesseln beträchtliche Temperaturunterschiede zwischen den oberen uni5 unteren Kesselbereichen auftreten können, weil sich im unteren Teil des Kessels Kondensat und Ablagerungen ansammeln und einen erhöhten Wärmewiderstand darstellen; diese geringere Wärmezufuhr zu den unteren Bereichen des Kessels kann Z5 ebenso wie Temperaturdifferenzen, die durch Konvektion entstehen, bei dem erfindungsgemäßen Beschikkungskessel zumindest teilweise ausgeglichen werden. Lebensdauer und Belastbarkeit werden erhöht. Der für die zusätzliche Heizeinrichtung erforderliche Aufwand ist nur gering.

Um die beschriebene vorteilhafte Arbeitsweise des e. findungsgemäßen Beschickungskessels von Bedienungsfehlern möglichst freizuhalten, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn die zusätzliche Heizeinrichtung gemeinsam gleichsinnig mit der Zufuhr des Behandlungsmediums steuerbar ist. Insbesondere ist es aber empfehlenswert daß die zusätzliche Heizeinrichtung zusammen mit der Zufuhr des Behandlungsmediums an- und abschaltbar ist; dadurch wird sichergestellt, daß bei Inbetriebnahme des Beschickungskessels zwangsläufig auch die kompensierende zusätzliche Heizeinrichtung in Betrieb gesetzt wird.
Da sich je nach der Art und Menge des zu behandelnden Gutes sowie je nach der anzuwendenden Temperatur verschiedenartige Verhältnisse ergeben können, ist es vorteilhaft wenn die zusätzliche Heizeinrichtung auf verschiedene Heizleistungen einstellbar ist, damit eine optimale Anpassung an verschiedene Verhältnisse möglich ist.

Die zusätzliche Heizeinrichtung kann in der verschiedensten Weise ausgeführt sein. Insbesondere kann eine elektrische Heizeinrichtung zweckmäßig sein, wenn es auf einfache Einstell- und Regelmöglichkeit in weiten Bereichen ankommt. Bei Vorhandensein strömungsfähiger Heizmittel, insbesondere Heizöl, Dampf u. dgl., wird die zusätzliche Heizeinrichtung zweckmäßigerweise in Form von Rohren oder Kanälen ausgeführt, die an der Wand des Beschickungskessels verlegt oder insbesondere angeschweißt sind und von dem betreffenden strömungsfähigen Medium durchströmt werden. Dabei kann die Einstellung oder Regelung ebenfalls in sehr einfacher Weise mittels üblicher Ventile erfolgen. Eine besonders einfache Möglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung mit dem Behandlungsmedium betreibbar ist.

Die zusätzliche Heizeinrichtung kann in den meisten Fällen sehr einfach an der Außenseite des Kessels

angeordnet werden, so daß auch bereits vorhandene Kessel leicht in der erfindungsgemäßen Weise umgerüstet werden können; dabei braucht man auch auf Beständigkeit gegen die im Inneren des Beschickun<*skesseis im Betrieb herrschenden Verhältnisse weniger Rücksicht zu nehmen. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die zusätzliche Heizeinrichtung im Inneren des Kessels anzuordnen; dies gilt besonders dann, wenn man an die Außenseite bereits aufgebauter Kessel schlecht herankommt und/oder die Außenseite durch aufwendige Isolierungen abgedeckt ist.

Eine besonders weitgehende Freiheit voi thermischen und mechanischen Spannungen läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dann erzielen, wenn die zusätzliche Heizeinrichtui.g in Abhängigkeit von den Tempert türen in dem oberen und dem unteren Bereich des Kessels auf Gleichheit dieser Temperaturen regelbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine stark schematische, teilweise geöffnete Seitenansicht eines Beschickungskessels bekannter Bauart,

F i g. 2 einen stark schematisierten Teil-Radialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kessel, der in F i g 1 dargestellten allgemeinen Bauart.

Fig. 3 eine stark schematisierte Teil-Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kessels, der in Fig. 1 dargestellten allgemeinen Bauart mit Erläuterung einer zweckmäßigen Verbindung verschiedener Elemen.e und

Fig.4 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform.

F i g. I zeigt einen herkömmlichen liegenden zylindrisehen Beschickungskessel 2, der auf Stützen 4, 6, 8, 10, 12 auf einer Bodenfläche 14 gelagert und über einen Einlaß 15, eine Zuleitung 16 und ein Ventil 18 mit einem Behandlungsmedium, insbesondere Wasserdampf aus einer Quelle 20 beschickbar ist. Am anderen Ende des Beschickungskessels ist ein Auslaß 22 für gas- oder dampfförmiges Medium vorhanden, und im unteren Bereich 24 des Kessels ist ein Kondensatablauf 26 mit Absperrventil 28 vorgesehen. Der Kessel ist nach dem Beschicken mit dem zu behandelnden Gut 30 mit abnehmbaren Deckeln 32, 34 an seinen Enden verschließbar.

In Fig. 1 ist ein Behandlungszustand im Betrieb dargestellt, bei dem sich im unteren Bereich des Kessels 2 Kondensat 36 und Schmutz-Ablagerungen 38 angesammelt haben, so daß das heiße Behandlungsmedium die in diesem unteren Bereich 24 liegenden Wandteile nicht mehr direkt bestreichen kann. Es wird deshalb in dem oberen Kesselbereich 40 eine höhere Temperatur Ti herrschen als in dem unteren Bereich 24, worin die niedrigere Temperatur 72 vorliegt. Dadurch wird im oberen Bereich 40 eine stärkere Längenausdehnung erzeugt, und der Kessel 2 nimmt deshalb die dargestellte gewölbte Fcrm an, bei der die Kesselachse 42 konvex nach oben gekrümmt ist und sich die mittleren Stützen 6, 8, 10 von der Bodenfläche 14 abheben. Die Nachteile dieses Zustandes sind offensichtlich: die sonst von den Stützen 6, 8, 10 aufgenommenen Gewichtskräfte werden nun über starke Spannungen in der Kesselwand auf die Stützen 4 und 12 übertragen. Die Spannungen machen sich naturgemäß auch dann bemerkbar und gefährden den Kessel, wenn die in Fig. 1 dargestellte Aufwölbung durch ein entsprechend hohes Gewicht des eingebrachten Guts 30 verhindert wird.

Bei dem verbesserten Beschickungskessel nach F i g. 2 ist zum Ausgleich der bescnriebenen Temperatur-Differenzen und der daraus resultierenden Spannungen eine zusätzliche Heizeinrichtung 44 im unteren Boreich 24 des Kesseis 2 vorgesehen. Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform besteht diese zusätzliche Heizeinrichtung 44 aus mehreren auf die Kesselwand 46 außen aufgeschweißten U-Profilen 48, die somit achsparallele DurchgangsKanäle 50 bilden. Diese Kanäle 50 sind über Verbindungsleitungen 51, 52 miteinander verbunden und an eine gemeinsame Zuführleitung 54 angeschlossen, die über ein Einsiellventil 5S mit der zur Quelle 20 führenden Zuleitung 16 stromab vom Ventil 18 angeschlossen ist

Im Betrieb des Kessels nach F i g. 2 kann somit je nach Einstellung des Einstellventils 56 ein Teilstrom des heißen Behandiungsmediums durch die zusätzliche Heizeinrichtung 44 geleitet werden. Da die Zuleitung 54 stromab des Hauptventils 18 angeschlossen ist. wird die zusätzliche Heizeinrichiung 44 gleichsinnig mit der Zufuhr des Behandlungsmediums gesteuert und zusammen mit diesem an- und abgeschaltet. Dennoch ist die zusätzliche Heizeinrichtung 44 mittels des Einstellventils 56 auf verschiedene Heizleistungen einstellbar. Wenn eine besonders große Sicherheit gegen Fehlbe dienungen erwünscht ist, kann es zweckmäßig sein, dieses Einstellventil 56 oder entsprechende andere Stelloder Regeleinrichtungen für die zusätzliche Heizeinrichtung 44 wegzulassen; auch damit läßt sich in den meisten Fällen ein befriedigender Ausgleich der ungleichmäßigen Heizwirkung durch das Behandlungsmedium erzielen.

Der in F i g. 2 dargestellte Beschickungskessel ist besonders einfach, weil ein und dasselbe Medium, nämlich das Behandlungsmedium, sowohl zur Behandlung als auch zum Betrieb der zusätzlichen Heizeinrichtung 44 verwendet wird. Es ist naturgemäß auch möglich, eine aus einer anderen Energiequelle betreibbare zusätzliche Heizeinrichtung vorzusehen; insbesondere ist dabei an die Verwendung von Heizöl oder Elektrizität zu denken. Die Verwendung einer elektrischen zusätzlichen Heizeinrichtung bietet den Vorteil einer universellen und einfachen Einstellbarkeit und Regelbarkeit.

F i g. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform mit einer elektrischen zusätzlichen Heizeinrichtung 58, die über eine elektrische Zuleitung 60, einen Stellwiderstand 62 und einen Schalter 64 an eine Quelle elektrischer Energie 66 angeschlossen ist. Das Behandlungsmedium wird wieder aus einer Quelle 20 über ein Ventil in den Kessel eingeführt; es wird jedoch hier ein Elektroventil 68 verwendet, dessen Betätigungsorgan 70 ebenfalls über den Schalter 64 aus der elektrischen Quelle 66 gespeist wird, so daß auch bei dieser Ausführungsform wieder eine gemeinsame Ein- und Ausschaltung des Behandlungsmediiims und der zusätzlichen Heizeinrichtung 58 sichergestellt ist. Mit Hilfe des Stellwiderstandes 62 kann die zusätzliche Heizeinrichtung 58 auf verschiedene Heizleistungen eingestellt werden.

Um einen möglichst vollkommenen Ausgleich der Temperaturdifferenzen zwischen oberen und unteren Bereichen des Kessels zu erzielen, können Temperatur-Meßfühler 72,74 für die im oberen Bereich herrschende Temperatur Ti und die im unteren Bereich des Kessels herrschende Temperatur T2 vorgesehen sein; im

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einfachsten Fall arbeiten diese Meßfühler auf Anzeigegeräte 76, 78, so daß man je nach der angezeigten Differenz der Temperaturen 7Ί und 7"2 die Heizleistung-der zusätzlichen Heizeinrichtung einstellen kann.
■ Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der wiederum Temperatur-Meßfühler 72 und 74 im oberen bzw. Unteren Bereich des Kessels 2 vorgesehen sind. Diese Meßfühler steuern einen Regler 80 für die Heizleistung der zusätzlichen Heizeinrichtung 82 derart, daß die Temperaturdifferenz Ti minus T2 möglichst klein gehalten wird. Der Regler 80 übt hierbei eine Ventilfunktion aus; man erkennt, daß bei der Ausführungsform nach F i g. 4 wiederum eine Quelle 20 für ein Behandlungsmedium vorgesehen ist, und daß aus dieser Quelle das Behandlungsmedium über ein Ventil 18 und eine Zuleitung 16 einerseits in den Kessel 2 und andererseits über den Regler 80 und eine Zuleitung 84 in die zusätzliche Heizeinrichtung 82 geleitet wird, die hier als Zwischenraum zwischen einem doppelwandigen Teil der Kesselwand dargestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

■■.;

Claims (8)

24 11 5S3 Patentansprüche:

1. Beschickungskessel, insbesondere für mn Dampf zu härtende Baustoffe, der von einem heißen Behandlungsmedium, insbesondere Wasserdampf, durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem unteren Bereich (24)des Kessels (2) eine zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) vorgesehen ist.

2. Beschickungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) gemeinsam gleichsinnig mit der Zufuhr des Behandlungsmediums steuerbar ist.

3. Beschickungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) in Verbindung mit der Zufuhr des Behandlungsmediums an- und abschaltbar sowie regelbar ist

4. Beschickungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) auf verschiedene Heizleistungen einstellbar ist

5. Beschickungskessei nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) mit dem Behandlungsmedium betreibbar ist

6. Beschickungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) an der Außenseite des Kessels angeordnet ist.

7. Beschickungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (44; 58; 82) im Inneren des Kessels angeordnet ist

8. Beschickungskesse! nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizeinrichtung (82) in Abhängigkeit von den Temperaturen (71, T2) in dem oberen bzw. dem unteren Bereich (40 bzw. 24) des Kessels (2) auf Gleichheit dieser Temperaturen regelbar ist.