DE405120C - Verfahren zur Erzeugung eines hochgespannten Gemisches von Verbrennungsgasen und ueberhitztem Dampf - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Das Verfahren ist auf beiliegender Zeichnung näher erläutert.
• 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.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCII: Verfahren zur Erzeugung eines hochgespannten Gemisches von Verbrennungsgasen und überhitztem Dampf durch Eindrücken der Heizgase in den Wasserraum eines Kessels, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff Kohlenstaub dient, der, mit Preßluft hoher Spannung gemischt, im Innern eines Kessels verbrennt, dessen Wandungen gegen chemischen Angriff geschützt sind.