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Heizrohrüberhitzeranordnung für Lokomotiven mit Hochdruck-und Niederdruckdampfüberhitzer.
Die Erfindung betrifft eine Heizrohrüberhitzeranordnung mit Hochdruck- und Niederdruckdampfüberhitzern.
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Bei Lokomotiven mit zwei Heizrohrüberhitzern, in denen Dampf verschiedener
Spannung überhitzt wird, richtet man die Heizflächen der beiden Überhitzer
je nach den beiden Dampfdrücken, nach den zu überhitzenden Dampfmengen und
nach den gewünschten Heizdampfternperaturen ein. Man
kann jedoch
zweifelhaft sein, wie die Überhitzerelemente der beiden Überhitzer am vorteilhaftesten
auf die Heizrohre verteilt werden sollen, da eine ge-,visse Unsicherheit darüber
besteht, an welcher Stelle des Langkessels die Temperatur der durch die Heizrohre
zur Rauchkammer ziehenden Gase am heißesten ist, d. li. ob diese Temperatur
im oheren Teil oder in der Mitte oder im unteren Teil des Kessels am größten ist.
Die Temperaturverbältnisse sind in dieser Hinsieht auch Schwankungen unterworfen,
die von den Betriebsverhältnissen, insbesondere von der Geschwindigkeit, mit der
die Heiz-"ase u durch die Heizrohre strömen, abhängig sind.
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Um diese Unsicherheit und die nachteiligen Einflüsse der Schwankungen
in der Temperatur auf die beiden Überhitzer zu vermeiden, werden nach der Erfindung
die beiden Überhitzer so angeordnet, daß die Überhitzerelemente des Hochdruckdampfüberhitzers
im wesentlichen in den übereinanderliegenden Heizrohrreihen der einen Kesselseite
und die Überhitzerelemente des Niederdrucküberhitzers im wesentlichen in den übereinanderliegenden
Heizrolirreihen der anderen Kesselseite untergebracht sind. In diesem Falle kommt
es nicht darauf an, ob die heißesten Gase durch die oberen oder durch die unteren
oder durch die mittleren Rohre strömen: es werden für jede überhitzerheizfläche
vielmehr gleichmäßige Temperaturverhältnisse vorhanden sein, da für jeden Überhitzer
die Elemente sowohl in oberen als auch in unteren und in mittleren Heizrohren liegen.
Die Erfindung kann beispielsweise Verwendung finden bei Lokomotiven mit Zwischenüberhitzung
des von der Hochdruckstufe der 'Maschine zur Niederdruckstufe strömenden Dampfes.
Sie kann insbesondere vorteilhaft bei Zweidrucklokomotiven verwendet werden, die
in der Wasserrohrfeuerbüchse Hochdruckdampf und in dem Langkessel Niederdruckdampf
erzeugen. -\ach der Erfindung ergibt sich bei solchen Lokomotiven weiter eine einfache
und vorteilhafte Anordnung der Dampfsammelkästen in der Rauchkammer und des den
Hochdruckdampf von der Feuerbüchse zum Hochdruckdarnpfüberhitzer führenden
Dampfrohres. Bei dieser Ausführung werden sowohl das den -Niederdruckdampf als auch
das den Hochdruckdampf zu den zugehörigen Dampfsammelkästen führende Rohr durch
die Rauchkarnmerstirnwand des Langkessels geführt.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in Anwendung
bei einer Zweidrucklokomotive dargestellt, Abb. i und 2 stellen die Überhitzeranordnun-
bei 23 Verwendung eines Kleinrohrüberhitzers, Abb- 3 und 4 bei Verwendung
eines Großrohrüberbitzers dar; Abb. 5 zeigt im Längsschnitt und Abb.
6 in einem Schnitt nach LinieA-B den Verlauf der den Hochdruck-bzw. Niederdruckdampf
zu den Überhitzern führenden Dampfrohre.
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In Abb. i liegen in Heizrohren i, die alle gleichen Durchmesser haben,
auf der einen Seite des Kessels überhitzerelemente 2 des Hochdrucküberhitzers, während
auf der andet en Seite des Kessels Überhitzerelemente 3
des Niederdrucküberhitzers
angeordnet sind. Aus Abb. i geht hervor, daß die sämtlichen Überbitzerelemente des
Hochdrucküberhitzers in übereinanderliegenden Heizrohrreihen der einen Kesselseite
und sämtliche Überhitzerelemente des Niederdrucküberhitzers in übereinanderliegenden
Heizrohrreihen der anderen Kesselseite untergebracht sind. Im Ausführungsbeispiel
ist die Heizfläche des Niederdrucküberhitzers größer als die des Hochdrucküberhitzers.
Das Verhältnis dieser Heizflächen zueinander richtet sich natürlich ganz nach den
gewünscbten Druck- und Temperaturverhältnissen. Die Dampfsammelkästen sind, wie
aus Abb.:2 bervorgeht, für jeden ##berhitzer auf der Seite angeordnet, auf der die
zugehörigen Überhitzerelernente liegen. So gehören zu den Hochdrucküberhitzerelementen
:2 der Naßdampfsammelkasten 4 und der Heißdampfsammelkasten 5 und zu den
Niederdrucküberhitz#erelementen der Naßdampfsammelkasten 6 und der Heißdampfsammelkasten
7. Die Gestaltung dieser Sammelkästen und der Anschluß der Rohrenden der
C-berhitzerelemente an die Sammelkästen kann in bekannter Weise ausgeführt sein.
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pl-Der Hochdrucknaßdampf wird dem Dam '
saminelkasten 4 durch
den Stutzen 8 und der Niederdrucknaßdampf dem Sammellizasten(1 durch den
Stutzen 9 zugeführt. In diesem Fall sind also beide Dampfrohre, die den hochgespannten
Dampf bzw. den niedriggespannten Naßdampf zu den überhitzern leiten, durch die Rauchkammerstirnwand
des Langkessels bei io und ii geführt.
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Die Ausführungsformen der Abb- 3 und 4 unterscheiden sich von
den in Abb. i und 2 gezeigten Ausführungsformen nur dadurch, daß die Überhitzerelemente
in Großheizrohren ia liegen, so daß in jedem mit Überhitzerrohren besetzten Heizrohr
mehrere Rohrwindungen angeordnet sind, während bei der Ausführungsform von Abb.
i nur je
eine Windung in je einem besetzten Heizrohr untergebracht
ist. Die Überbitzerelemente 2 dienen wieder zur Überhitzung des durch Stutzen
8 zugeführten Hochdruckdampfes, während die Überbitzerelemente
3 zur Überhitzung
des durch dL-n Stutzen 9 zugeführten
Niederdruck-dampfes verwendet werden. Auch hier ist die Verteilung der Überhitzerelemente
derart, daß die Überhitzerelemente des Hochdruckdampfüberhitzers auf der einen Seite
des Kessels in übereinanderliegenden fleizrobrreihen und die Überhitzerelemente
des Niederdrucküberhitzers auf der anderen Kesselseite in übereinanderliegenden
Heizrohrreihen untergebracht sind. Auch sind die Sammelkästen 4 und 5 auf
der einen und die Sammelkästen 6 und 7 auf der anderen Seite der Rauchkammer
angeordnet.
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Aus Abb. 5 und 6 geht hervor, daß das Dampfrohr 12,
das den hochgespannten Dampf aus dem Dampfsammler 13 der Wasserrohrfeuerbüchse 14
zum Hochdrucküberhitzer 15 führt, züm größten Teil im Dampfraum des Langkessels
16 geführt ist. Das Rohr 12 geht zunächst oberhalb des Dampfsammlers 13 und
oberhalb eines kleinen Teiles cles Langkessels 16 entlang und ist bei 17 durch die
Wand des Langkessels in den Dampfraum hineingeführt. Sowohl das Rohr 12 wie auch
das Rohr 18, das den niedriger gespannten Dampf vom Dampfdorn des Langkessels zum
Niederdrucküberhitzer ig führt, gehen durch die Stirnwand 2o des Lang-kessels,
an die Stutzen angeschlossen sind, die den Dampf zu den -.\aßdampfsammelkisten der
beiden Überhitzer führen.
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Der Vorteil der in Abb. 5 und 6 gezeigten Führun
g des Dampfrohres 12 im Dampfraum des Langkessels liegt insbesondere darin,
daß das Dampfrohr keinen Beschädigungen ausgesetzt ist, was der Fall sein würde,
wenn es außerhalb des Langkessels entlang geführt wäre.
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Die Wärmeverluste, die der Hochdruckdampf erleidet, sind bei der Führung
des Dampfrohres im Innern des Kessels etwa ebenso groß wie bei der Führung des Rohres
außerhalb des Kessels. Während aber bei der letzten Apordnung die Wärmeverminderung
des Hochdruckdampfes einen vollständigen Verlust bedeutet, wird im zweiten Fall
die dem Hochdruckdampf abgehende Wärme dem Niederdruckdampf im Langkessel zugeführt.
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Wird die Erfindung bei einer Lokomotive mit Zwischenüberhitzung verwendet,
so strömt beispielsweise durch die Überhitzerelemente 2 der vom Kessel zur Hochdruckstufe
gehende Dampf, während in den Überhitzerelementen 3 der von der Hochdruckzur
Niederdruckstufe strömende Dampf wieder auf eine höhere Temperatur gebracht wird.
Die Anschlüsse der Rohrzuleitungen an die Sammelkästen müssen dann den veränderten
Verhältnisse i angepaßt werden.