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Steilrohrkessel mit mehreren Rohrbündeln. Die Erfindung bezieht sich
auf einen Steilrc:hrkessel mit mehreren Rohrbündeln und in diesen auftretenden getrennten
Wasserläufen und betrifft die Anwendung einer Umwälzpumpe, welche das Wasser insbesondere
während der Anheizzeit aus dem schwächer beheizten in den stärker beheizten Kesselteil
überführen soll.
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Die Anordnung einer Umlaufpumpe zur Beförderung oder Verstärkung der
Wasserbewegung ist im Dampfkesselbau bereits vorgeschlagen «-orden. Bei den bekannten
Vorschlägen handelte es sich um Kessel mit nur einem einheitlichen Wasserumlauf,
wie er beispeilsweise in Kesseln mit einer oberen Troniinel und einem unter dieser
angeordneten Schrägröhrenbündel besteht, dessen Endkaminern mit den Enden des Oberkessels
in c;ffener Verbindung sind. Hier ist die Pumpe an irgendeiner Stelle des Gesamtkessels
so in den Wasserweg eingebaut, daß sie den Wasserumlauf befördert oder beschleunigt.
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Bei Steilrohrkesseln liegen andere Verhältnisse als bei Kesseln der
vorgenannten Art vor. Um die von der Feuerung erzeugte Wä rine möglichst restlos
auszunutzen, finden in der Regel mehrere voneinander getrennt ausgebildete Steilrohrbündel
Anwendung, <<-elche nacheinander von den Feuergasen durchzogen werden. Es
entstehen so in einer Nesselanlage gewissermaßen mehrere get,-ennte Kesselsysteme
je aus einem Röhrenbündel mit Ober- und Unterkesseln, wobei die verschiedenen Systeme
durch Rohrverbin-(ltingen zwischen den verschiedenen Ober- und l'nterkesseln erst
zti einem einheitlichen Kessel vereinigt werden. Bei solchen Kesseln erhält das
vordere Röhrenbündel die Feuergase unmittelbar und wird infolgedessen stärker als
das hintere Bündel erhitzt. Infolgedessen ist auch die Dampfentwicklung vorn stärker
als hinten und, wie die Erfahrung bestätigt hat, reichen die gebräuchlichen Verbindungsrohre
zwischen den Ober- und Unterkesseln nicht aus, um vorn und hinten den Wasserausgleich
zti ermöglichen. Die Wasserspiegel stellen sich verschieden hoch ein. derart, daß
in dem vorderen System ein zu hoher, in dem hinteren System ein zu riedriger Wasserstand
herrscht. Es treten Schwankungen von einer den Betrieb gefährclenden Höhe auf. In
besonderem Maße sind die Fehlwirkungen während der Anheizzeit zu beobachten; hierbei
erzeugte bisweilen das vordere Röhrenbündel bereits Dampf, während das hintere noch
verhältnismäßig kalt war. Der Dampf strömt dann durch die Verbindungsrohre in den
Oberkessel des hinteren Röhrenbündels und erwärmt diesen in seiner oberen Hälfte
so weit, daß Wärmespannungen mit der Folge des Krummziehens der Oberkesseltrommel
und des Lockerns der Rohre in ihren Einwalzstelleii auftreten.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, bei den Steilrohrkesseln die
gebräuchlichen Rohrverbindungen zwischen den Unterkesseln ganz entbehrlich zu machen
und die letzteren durch eine gewissermaßen zwangläufig zu betreibende Wasserleitung
zu verbinden, indem in die letztere eine Umwälzpumpe eingefügt wird. Dadurch erhält
man die Möglichkeit, nicht nur denWasserumlauf und Wasserausgleich zwischen den
hintereinander geschalteten Einzelsystemen zu fördern, sondern
die
Wasserbewegung und damit die Einstellung der Wasserspiegel in beiden Systemen bestimmt
zu beherrschen. Die gewissermaßen im Parallelbetriebe arbeitenden Röhrenbündel des
Steilrohrkessels werden durch die Umwälzpumpe so in Verbindung gebracht, daß die
Wasserverteilung für den Gesamtkessel und insbesondere während des Anheizens betriebstechnisch
richtig bewirkt wird.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in einer Seitenansicht in einfachen Linien dargestellt.
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Ein vorderes Röhrenbündel a mit Oberkessel c und Unterkessel d und
ein hinteres Röhrenbündel b mit Oberkessel e und Unterkessel f sind in der gebräuchlichen
Weise an ihren Oberkesseln durch Wasserrohre lt und Dampfrohre g verbunden.
Der Betriebsdampf wird durch den Stutzen i dem Oberkessel e entnommen. Die Unterkessel
d und f sind nicht durch offene Rohrleitungen untereinander in Verbindung,
sondern es ist eine Verbindungsrohrleitung L vorgesehen, iIn wie' che eine Umwälzpumpe
k eingebaut ist, die während des Betriebes dauernd Wasser vom hinteren Unterkessel
f in den vorderen Unterkessel d befördern kann. Durch die Tätigkeit der Pumpe wird
erreicht, daß alle Teile des Kessels sich gleichmäßig erwärmen; es wird also verhindert,
daß beim Anheizen im vorderen Oberkessel schon Dampf entsteht, der durch die Rohre
g in den hinteren Oberkessel e gelangt und dessen obere Hälfte erhitzt, während
der Wasserinhalt des hinteren Rohrbündels b noch verhältnismäßig kalt ist. Gerade
während der Anheizzeit, während welcher Dampf noch nicht erzeugt wird, ist für den
Wasserumlauf im ganzen Kessel nur die Verringerung des spezifischen Gewichtes des
angewärmten Wassers maßgeblich. Der hierdurch erzielte Wasserumlauf ist indessen
ein so träger, daß sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Steilrohrbündel eine
große Temperaturverschiedenheit einstellt. Im Augenblick der Dampf,-rzeugung setzt
dann aber sogleich ein sehr lebhafter Wasserumlauf ein, der nun zu einem plötzlichen
Temperaturausgleich führt und damit starke und schädliche Wärmespannungen in die
Kesseltrommeln bringt. Derartige ungünstige Verhältnisse werden durch die erläuterte
Wirkung der Umlaufpumpe bei Steilrohrkesseln vermieden.
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Ganz ähnlich wie in der Anheizzeit eines Kessels liegen die Verhältnisse
für den Umlauf bei Hockdruckkesseln. Je höher der Druck im Kessel wird, desto größer
wird das spezifische Gewicht des Dampfes und um so geringer wird die Differenz der
spezifischen Gewichte, die für die Stärke des Wasserumlaufes bestimmt ist. Für solche
Kessel ist also die durch die Pumpe k erzielte Unterstützung des Wasserumlaufes
von großer Wichtigkeit, um so mehr, als durch diese Pumpe bei genügend großer Bemessung
und entsprechender Wasserführung ein sehr lebhafter Wasserumlauf erzwungen werden
kann.
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Die Pumpe hat aber dadurch, daß sie dauernd einen gewissen Wasserumlauf
zwischen den beiden Rohrelementen aufrechterhält, noch den Vorteil, daß ein Ausgleich
der Konzentration des Kesselwassers in den beiden Elementen herbeigeführt wird.
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Wenn es während der Anheizzeit wünschenswert ist, im Oberkessel c
die Dampfbildung hinauszuschieben, so kann man von der Pumpe k aus eine Hilfsleitung
in zum Oberkessel c legen und das Schaltorgan n so einstellen, daß die Pumpe k nur
in den Oberkessel c fördert. Das in den Oberkessel c eintretende verhältnismäßig
kalte Wasser aus dem Unterkessel f schlägt den etwa im Rohrbündel a erzeugten Dampf
nieder, bis auch im hinteren Rohrbündel b und Unterkessel f -eine entsprechend hohe
Temperatur erreicht ist.
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Die Arbeitsleistung der Pumpe kann den Betriebsverhältnissen entsprechend
verändert «-erden, und es kann- dieses in an sich bekannter Weise dadurch geschehen,
daß diese Arbeitsleistung z. B. von der Rostgeschwindigkeit des Wanderrostes oder
von der Dampfleistung des Kessels in Abhängigkeit gebracht wird, so daß z. B. durch
die Verbesserung des Umlaufes ermöglicht wird, die Grenze für die Höchstleistung
des Kessels hinaufzusetzen.