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Verfahren zur Erzeugung eines hochgespannten Gemisches von Verbrennungsgasen
und überhitztem Dampf. Der moderne Dampfkesselbetrieb erstrebt zwecks besserer Wärmeausnutzung
die Erhöhung des Kesseldruckes, doch erfordert die Erzeugung von Hochdruckdampf
einen hesonders stark gebauten Dampfkessel, um den Gefahren des erhöhten Betriebsdruckes
Rechnung zu tragen. Dadurch erfahren die Anschaffungskosten der Dampfkesselanlage
eine bedeutende Erhöhung pro P-S-Leistung, ohne daß in gleicher `''eise die Betriebssicherheit
größer wird.
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Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise überhitzten Dampf
von jeder beliebigen Spannung erzeugen kann, wenn man die Verbrennungsgase selbst
ummittelbar in das Kesselwasser einleitet.
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Dampferzeugung durch Innenheizung ist schon längere Zeit bekannt,
hat aber bis jetzt trotz vieler Vorzüge keine Verwendung im Betrieb gefunden. Der
Grund liegt darin, daß diese Art der Dampferzeugung gewisse Schwierigkeiten niit
sich bringt, welche die bis jetzt bekannt gewordenen Bauarten nicht überwinden konnten.
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Das Gemisch von Dampf und Heizgasen wirkt stark angreifend auf Alen
Kesselbaustoff, wodurch dieser und vor allem die Einbauten in kurzer Zeit zerfressen
«-erden. Infolge dieses Übelstandes war ein Dauerbetrieb unmöglich, und man wagte
es deshalb nicht, durch Verwendung höherer Betriebsdrucke eine Leistungsverbesserung
anzustreben. Da nian ferner genötigt war, Gas oder Heizöl zum Kesselbetrieb zu verwenden,
welche Stoffe sich wirtschaftlicher ini Verbrennungsmotor ausnutzen lassen, so war
die Wirtschaftlichkeit von Dampfkesseln mit Innenbeheizung sogar ungünstiger wie
die eines in üblicher Weise mit Kohlen betriebenen Dampfkessels, obwohl die Anschaffungskosten
nur Bruchteile von derjenigen einer gewöhnlichen Kesselanlage ausmachen.
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Vorliegende F_rfinduiig strebt vor allem Betriebsdrucke an, wie sie
im Dieselmotor Ver-«enclung finden. Es lassen sich ohne besondere Maßnahmen Dampfdrucke
bis zu ioo Atm. erreichen, indem man die Verbrennung mit entsprechend hoher Preßluftspannung
durchführt. Uni solche Drucke gefahrlos zu erzeugen, wird der Kessel gegen den Angriff
der Verbrennungsgase geschützt, in-(lein er entweder ganz aus chemisch widerstandsfähigein
Metall,
z. B. Ferr ochromnickelstahl, hergestellt wird oder mit einem Einsatz aus solchem
oder ähnlich widerstandsfähigem Metall,. z. B. einem Überzug oder einer Auskleidung
aus Aluminium, versehen wird, während die Kesselwandung aus gewöhnlichem Kesselblech
zur Aufnahme des Druckes besteht. Soll Dampf zu Heizzwecken Verwendung finden, so
müssen auch die Heizkörper in ähnlicher Weise ausgebildet sein. Weiter hat sich
ergeben, daß bei möglichst einfacher Ausgestaltung des Kessels sich Kohlenstaub
sehr .gut als Brennmaterial verwenden läßt. Die Verbrennung geschieht in einem etwas
längeren, feuerfest ausgemauerten Brennerrohr, wobei die in der Kohle enthaltene
Schlacke zusammen mit den Verbrennungsgasen in das Kesselwasser mitgeführt wird,
wo sie als feiner Schlamm ausfällt, der von Zeit zu Zeit wie gewöhnlicher Kesselschlamm
durch das etwas reichlich bemessene schleusenartig gebaute Abschlammventil entfernt
wird. Zweckmäßig kann man auch zwei miteinander verbundene Kessel verwenden, von
denen der eine mit einem oder mehreren Brentierrohren, die bis unter den Wasserspiegel
reichen, versehen wird, während der andere Kessel, der mit dein ersteren in Verbindung
steht, zum Absetzen der Schlacke dient.
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Durch diese Vereinigung von Kohlenstaubinnenbeheizung und Hochdruckdampferzeugung
erhält der vorliegende Verdampfer eine große Überlegenheit über den heute üblichen
Kesselbetrieb und zeigt auch gegenüber dein Hochdruckdampfkessel wesentliche Vorteile,
da zur Erzielung des hohen Druckes keine besonderen Maßnahmen nötig sind- und der
Verdampfer nur geringe Anschaffungskosten erfordert. Infolge Fehlens der indirekten
Abkühlung werden die Gase mit hoher Temperatur durch das Wasser gepreßt und haben
nicht genug Zeit zum vollständigen Temperaturausgleich. Dieser findet erst im Dampfraum
statt. Da mit der Erhöhung des Druckes auch der Anteil der Verbrennungsgase im Gemisch
immer höher wird, so wird der Dampf von einem bestimmten Druck an überhitzt, und
die Überhitzung bleibt bis auf ioo° herunter bestehen, da der Dampf seinen Wärmeinhalt
aus demjenigen der Verbrennungsgase immer wieder ergänzen kann; dadurch werden Wasserschläge
verhindert. Infolge dieses überraschenden. Ergebnisses erweist sich die Druckerhöhung
als überaus nützliche Maßnahme, um mit Hilfe des indirekten Verdampfers Arbeitsleistungen
zu erzielen, wie sie heute nur der Dieselmotor aufzuweisen vermag. Da das überhitzte
Gas-dampfgemisch mit gleichem Erfolg in Turbinen wie in Kolbenmaschinen ausgenutzt
werden kann, so bringt vorliegende Erfindung eine einfache Lösung der Gasturbinenfrage,
«-elche sich durch Verwendung von Kohlenstaub als besonders wirtschaftlich erweist.
Durch diese neuartigen Maßnahmen unterscheidet sich dass vorliegende Verfahren zur
Herstellung eines hochgespannten Gemisches von Dampf un,l Verbrennungsgasen von
den bis jetzt bekannten Bauarten mit Innenbeheizung des Kessels.
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Das Verfahren ist auf beiliegender Zeichnung näher erläutert.
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Der Betrieb selbst ist sehr einfach. Zu Beginn wird durch Stutzen
i das Feuer entzündet und der Kessel A nur so weit mit Wasser gefüllt, daß die Verbrennungsgase
noch oberhalb des Wasserspiegels durch das @-entil 2 abziehen können. Dann wird
die Kolilenstaubfeuerung in Gang gesetzt. Die Zuführung des Kohlenstaubes geschieht
durch regelbare Zuführungseinrichtungen B, welche aus zwei unter Druck stehenden
Vorratsbehältern Cl und C2 abwechselnd gespeist werden. Sobald .das Brennerrohr
D heiß ist, wird der Wasserstand auf die nötige Höhe gebracht, und die Verbrennungsgase
nehmen jetzt ihren Weg durch das Kesselwasser hindurch, wobei unter Wärmeausgleich
Verdampfung erfolgt. Nach Ingangsetzen der Turbine übernimmt Kompressor E die Preßlufterzeugung.
Die Regelung erfolgt zwangläufig durch Änderung der Preßluft und Kohlenstaubmenge.
Wasser- und Schlammabscheider aus säurefestem Baustoff besitzen reichlichere Ausmaße,
damit der Schlackenschlamm ohne Verlust abgeführt werden kann.. Zweckmäßig können
auch zwei und mehrere Brennerrohre an einem Kessel angebracht werden, die unabhängig
voneinander bedient und abgeschaltet werden können, so daß Instandsetzungsarbeiten
bei vollem Betrieb ausführbar sind.