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Dampfkesselanlage mit einem oder mehreren Vorder- und Hinterkesseln.
Die Erfindung betrifft eine Dampfkesselanlage mit einem oder mehreren Vorder- und
Hinterkesseln, bei der einerseits die Dampf-und Wasserräume der Vorder- und Hinterkessel
durch Rohrstutzen, anderseits die Dampf- und Wasserräume jeden Hinterkessels durch
Röhrenbündel bzw. Rohrstutzen verbunden sind. Die Hinterkessel sind als stehende
Walzenkessel mit Beheizung von außen ausgebildet und durch zunächst zwei Querwände
in je drei Teile zerlegt, von denen der mittlere Teil mit Röhren durchzogen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der oder die Hinterkessel durch je zwei
weitere Querwände in zwei weitere Teile, also zusammen fünf Teile, zerlegt, wovon
die beiden neugebildeten, am weitesten unten und oben gelegenen durch Rohrstutzen
mit den mittleren Teilen verbunden sind und als Wärmespeicher dienen. Der neugebildete,
in dem Hinterkessel zu unierst liegende Teil ist an die Speisewasserleitung angeschlossen,
während der Mittelraum durch eine Leitung mit in dieser eingeschalteten Pumpe mit
dem
oben-, dem Mittelraum zunächst liegenden Raum verbunden ist.
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Mit dieser Ausgestaltung wird der Zweck verfolgt, unter Beibehaltung
der in Patentschrift 285075 angegebenen Vorteile, die Kesselanlage den Bedürfnissen
gewisser Betriebe nach besserer Anpassungsfähigkeit der Dampferzeugung und der Dampfdrücke
nachzukommen und die in den Hinterkesseln aufgespeicherte Wärme in den weitesten
Druckgrenzen ausnutzen zu können.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel in senkrechtem und wagerechtem
Schnitt dargestellt.
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Der Vorderkessel besteht aus einem Oberkessel a und einem Unterkessel
b, die durch ein Röhrenbündel c verbunden sind. Mit diesen Vorderkesseln
sind z. B. zwei Hinterkessel f vereinigt, die als stehende Walzenkessel mit Beheizung
von außen ausgebildet sind. Der oder die Hinterkessel sind durch zwei Querwände
g sowie durch zwei weitere Querwände ui und u2 in je fünf Teile zerlegt, von denen
die Teile x und z durch die Rohrstutzen m, r, 1 mit den entsprechenden
Räumen der Vorderkessel in Verbindung stehen und unter sich durch ein in die Querwände
g eingesetztes und den Mittelraum y durchziehendes Röhrenbündel h verbunden sind,
während die Teile A und B durch Rohrstutzen k und o mit dem Mittelraum
y in Verbindung stehen. Die Räume A, y, B mit dem Inneren der Rohrstutzen
k und o stellen ein in sich geschlossenes Gefäß dar, das mit den Vorderkesseln nicht
unmittelbar verbunden ist. A und x sind nur zum Teil mit Wasser gefüllt, der obere
Teil dieser Räume dient als Dampfsammler. P und Q sind Dampfentnahmestellen. Der
Raum B ist durch Leitung n an die Speisewasserleitung angeschlossen. Durch Leitungen
t und v mit dazwischen eingeschalteter Pumpe ist der Raum y mit dem Raum
x verbunden. L sind tellerartig ausgebildete Scheiben, deren oberste
als Gefäß ausgebildet ist und in die Leitung v eintaucht. Das durch Leitung v eingepumpte
Wasser fließt über die Ränder von L nach unten, damit sich etwa im Wasser befindende
Luft besser ausscheidet, auch sich etwa noch im Nasser enthaltene Unreinigkeiten
absetzen.
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Ein Ventil s öffnet sich bei Erreichung eines gewissen Dampfdruckes
in x selbsttätig und läßt den in den Vorderkesseln, a, b, c erzeugten überschüssigen
Dampf durch die in dem Unterteil des Raumes B als durchlöcherte Rohrschlange endigende
Rohrleitung strömen. d ist eine Feuerung, e ein Überhitzer.
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Das durch die Leitung tt eingespeiste Wasser gelangt zunächst in den
unteren Teil des Raumes B und steigt von dort, sowie nachgespeist wird, nach oben,
durch den Stutzeno in den Raum y, in diesem hoch durch den Stutzen k in den Raum
A. Auf diesem Wege wird es auf drei Arten stark erwärmt, einmal durch die
den äußeren Mantel der Hinterkessel bestreichenden Verbrennungsgase, ein zweites
Mal durch das aus dem Vorderkessel durch r nach x und die Rohre
h von oben nach unten durchströmende, hoch erhitzte Wasser und ein drittes
Mal durch den vom Vorderkessel erzeugten, aus dem Raume durch Q, s und tv in den
Raum B einströmenden Dampf von höherer Spannung.
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Das Wasser im Röhrenbündel c strömt, durch die hohe Erwärmung durch
die Verbrennungsgase getrieben, nach oben in den Oberkessel a. In diesem steht das
Wasser höher als im Raume x, so daß ein überströmen des Wassers von a nach
x stattfindet, auch wird der Wasserumlauf noch dadurch erhöht, daß das Wasser
in den Rohren 1a seine Wärme zum Teil an das im Raume y sich befindende Wasser abgibt,
dadurch wird es schwerer, sinkt nach unten, von oben Wasser nachreißend. Durch diese
beiden Umstände ist für einen kräftigen Wasserumlauf gesorgt. Ferner hat man es
ganz in der Hand, durch Einstellen der Sicherheitsventilder Vorderkessel und auf
dem Raume A der Hinterkessel dem letzteren einen geringeren Druck zu geben als.
den Vorderkesseln, so daß ein Einströmen des überschüssigen Dampfes aus
x durch Q, s und w stattfinden muß.
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Durch diese starke Erwärmung des in B eingespeisten Wassers wird es
bald nach seinem Eintritt in den Raum y so hoch erwärmt. daß etwa darin enthaltene
Unreinigkeiten und Gase ausscheiden. Die sich ausscheidenden Unreinigkeiten lagern
sich auf der unteren Rohrwand g und auf dem Boden des Raumes B ab und können von
dort leicht aus dem Kessel entfernt werden. Die ausscheidenden Gase steigen nach
oben in den Dampfraum des Raumes A und werden von da mit dem - Darnpf sofort aus
dem Kessel entfernt. Auch andere Beimischungen des Speisewassers werden durch die
starke Erwärmung desselben ausgeschieden, so die mit' dem Speisewasser in die Kessel
gelangenden Säfte der Zuckerfabriken. Zwar werden die Vorderkessel a, b,
c durch die Verbrennungsgase am stärksten beheizt und liefern deshalb die weitaus
größte Menge des Dampfes, während die Beheizung der Hinterkessel f durch die Verbrennungsgase
und die Rohre h bedeutend geringer ist. Durch Einblasen von Dampf aus den Vorderkesseln
in den Raum B und damit zusammenhängend y und A hat man es aber ganz
in der Hand, dem Inhalt der
Räume A, y, B die gleiche Temperatur
zu geben wie dem Inhalt der Vorderkessel a, b, c;
man kann sogar den gesamten
von der Kesselanlage erzeugten Dampf bei P entnehmen.
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Besonders vorteilhaft ist die neue Kesselanlage für solche Betriebe,
die neben Dampf für Kraft- und Arbeitsmaschinen aller Art auch Dampf für Kochzwecke
verwenden, z. B. Zellstoffabriken, chemische Fabriken und Zuckerfabriken usw. Diese
Fabriken benötigen periodisch sehr viel Dampf für ihre Kocher. Sie müssen daher
.eine sehr große Kesselanlage mit Feuerungen unterhalten, was sehr kostspielig und
unökonomisch ist, oder, wie es in neuer Zeit oft geschieht, sie müssen-große besondere
Wärmespeicher anlegen, die aber auch sehr kostspielig und wegen dem großen Verlust
an ausstrahlender Wärme unwirtschaftlich arbeiten. Es ist daher vorteilhaft, den
Wärmespeicher mit dem Dampfkessel zusamirenzubaucn, ihn zur Wärmeaufnahme aus den
Verbrennungsgasen mit heranzuziehen, den Kessel unmittelbar auf den Wärmespeicher
einwirken zu lassen, wie es hier durch die Rohre h geschieht, alle vom Kessel überschüssig
aufgenommene Wärme mittelbar dem Wärmespeicher zuzuführen, wie solches hier durch
das Cberströmventil s geschieht, und die Vorteile des Wärmespeichers, die Erzeugung
heißen, von Unreinigkeiten und Gasen befreiten Wassers direkt dem Kessel mitzuteilen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird es ermöglicht, Wärmespeicher
im weitesten Maße anzuwenden, die Wirtschaftlichkeit wird bedeutend vergrößert und
viel Brennmaterial gespart, da die Feuerungen bedeutend kleiner ausfallen und gleichmäßiger
arbeiten können.
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Kraft- und Arbeitsmaschinen arbeiten bei dem Druck, wofür sie gebaut
sind, d. h. heute fast durchgehend hohe Drucke, am vorteilhaftesten; deshalb ist
es erforderlich, den Druck der Kessel immer möglichst hoch halten zu können. Wird
aber der Kesselanlage, die den Dampf für diese Maschinen liefert, auch stoßweise
viel Kochdampf entnommen, so sinkt der Kesseldruck sehr rasch, die Maschinen laufen
langsamer, brauchen viel mehr Dampf und müssen oft ganz stillgestellt werden. Dieser
Übelstand soll durch die vorliegende Kesselanlage beseitigt werden. Die Vorderkessel
ac, b, c mit x und z werden als Dampferzeuger so groß bemessen,
daß sie den -Dampf für die Maschine und für Kochzwecke, letztere für den Durchschnittsverbrauch,
liefern können. Der Druck im Raum x wird immer auf bleicher Höhe gehalten, und da
von hier aus die Maschinen gespeist werden, arbeiten diese immer mit der günstigsten
Füllung. Der von den Vorderkesseln erzeugte überschüssige Dampf wird, solange die
Kocher wenig oder keinen Dampf brauchen, durch s und w nach B, y, A abgegeben, und
zwar so lange, bis die Temperatur und der Druck mit denen der Vorderkessel fast
gleich ist. Wird nun für die Kocher plötzlich sehr viel Dampf dem Raum
A entnommen, @o kann der Druck in A
unter Umständen bis auf i Atm.
fallen, wobei die gesamte Flüssigkeitswärme innerhalb der genannten Druckgrenze
zur Nachverdampfung des Wassers in A, y, B dient und so eine große Menge
Dampf erzeugt wird, ohne daß der Druck im Raume a sinkt. In der Zeit, in der die
Kocher dann weniger Dampf benötigen oder ruhen, speichert sich die Wärme in dem
Wasser der Räume A, y und B wieder auf.