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Einrichtung zur Bildung eines Großspeiseraumspeichers in Steilrohrkesseln.
Bei Steilrohrkesseln bekannter Bauart bestehen die Übelstände, daß wegen des verhältnismäßig
kleinen Wasserinhalts und der kleinen Wasserspiegelfläche bei größeren Belastungsstößen
der Dampfdruck stark sinkt und bei abgestellter Speisung sehr rasch der niedrigste
Wasserstand erreicht wird. Wird der Kessel gespeist, so nimmt «regen der Zuführung
des frischen. Speisewassers der Dampfdruck noch schneller ab. Bei Unachtsamkeit
des Heizers sinkt unter diesen Umständen der Wasserspiegel sehr leicht unter den
zulässigen niedrigsten Stand, womit die Gefahr des Ausglühens der vom Wasser entblößten
Heizflächenteile gegeben ist.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Übelstände. Sie bezieht
sich auf Steilrohrkessel mit zwei oder mehr oberen Trommelft und besteht darin,
durch eine besondere Einrichtung in einem oder mehreren der Oberkessel einen Großspeiseraumspeicher
zu schaffen.
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Der Großspeiseraumspeicher an sich ist bereits bekannt. Es ist auch
bereits das Verfahren bekannt, außer den oberen Trommeln einen besonderen geschlossenen
Behälter als Wärmespeicher anzubringen, in «-elchen bei geringem Dampfverbrauch
und gesteigerter Speisung erhitztes Wasser aus dem Kessel eingeleitet und aus welchem
bei starkem Dampfverbrauch und verringerter Speisewasserzuführung der Kessel gespeist
wird. Gegenstand der Erfindung ist daher nicht der Speicher selbst, sondern die
Einrichtung zur Bildung und Aufrechterhaltung des Großspeiseraumspeichers in einer
der zur Kesselanlage an sich gehörenden Obertrommeln.
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Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß, beispielsweise bei
Kesseln mit zwei Obertrommeln, in einem, z. B. dein vorderen Oberkessel die Dampfentnahme
durch geeignete Mittel abweichend von der Dampfentnahme aus dein hinteren Oberkessel
während des Betriebes derart geregelt wird, daß der Dampfraum konstant oder nahezu
konstant bleibt, so daß der Wasserspiegel sich im vorderen Oberkessel dauernd in
der normalen Höhe befindet, wahrend der Wasserstand im hinteren Oberkessel sich
ändert. Der Steilrohrkessel entsprechend der Erfindung zeigt cleinnach während des
Betriebes in den Obertrommeln zwei verschiedene Wasserspiegelhöhen, und zwar in
der oder den Obertrommeln, die ohne Speicherwirkung arbeiten, einen bei allen Betriebsverhältnissen
konstanten Wasserstand und in der oder den Tronin ieln, die als Speicher benutzt
werden, einen je nach den Betriebsverhältnissen veränderlichen Wasserstand. Die
den Großspeiseraumspeicher aufnehmende, im angeführten Beispiele hintere Obertrommel,
welche je nach der Größe des erforderlichen Speicherraumes finit größerem Durchmesser
ausgeführt sein kann als die vordere, ist zweckmäßig höher angeordnet, so daß der
normale Wasserstand des vorderen Oberkessels im unteren Teile des hinteren Oberkessels
liegt und somit 'eine große Differenz zwischen unterstem und oberstem Wasserspiegel
im hinteren Oberkessel möglich ist. Der sich bei der Einrichtung im vorderen Oberkessel
entwickelnde Dampf verhindert in diesem das Ansteigen des Wasserspiegels bei steigender
Füllung des hinteren Oberkessels, und es ist somit die Möglichkeit gegeben, die
große Schwankung des Wasserspiegels im hinteren Oberkessel zu Speicherzwecken auszunutzen,
ohne daß sich die Spiegelfläche im vorderen Oberkessel ändert.
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Das Wesen der Erfindung besteht in besonderen Einrichtungen zur Dampfentnahme
aus dem Oberkessel, dessen Wasserstand während des Betriebes konstant zu halten
ist. Es dienen dazu alle Einrichtungen, welche die Dampfentnahme nur dann und in
solchem Maße zulassen, daß der Wasserspiegel keinen höheren als den beabsichtigten
Stand erreichen kann.
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Hierzu dient beispielsweise ein Drosselorgan, welches von Hand oder
durch Schwiminer oder ähnliche Einrichtung selbsttätig die Dampfentnahme aus dem
vorderen Oberkessel regelt. Ferner dient hierzu ein Dampfentnahmerohr, welches so
eingebaut ist, claß seine untere Öffnung sich in der Höhe des normalen Wasserstandes
befindet und welches verhindert, daß der Dampf dein höchsten Punkte des Oberkessels
entnommen wird und die Bildung eines Dampfraumes bewirkt, cler während des Betriebes
konstant oder nahezu konstant bleibt.
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In Abb. i ist ein Steilrohrkessel mit einer Einrichtung der letzteren
Art schematisch dargestellt. In den vorderen Oberkessel i ist das unten mit einem
dreieckigen Ausschnitte 3 versehene Dampfentnahmerohr 2 eingebaut. Der hintere Oberkessel
ist entsprechend höher gelegt. Abgesehen von der ini Betriebe eintretenden geringen
Änderung der Wasserspiegelhöhe infolge der Wirkung des Ausschnittes 3 bleibt der
Wasserspiegel 5 konstant und liegt in gleicher Höhe mit dein
unteren
`j-asserspiegel 6 des hinteren Oberkessels .-. Durch Aufspeisen läßt sich der Wasserspiegel
im hinteren Oberkessel bis auf die Höhe 7 bringen, ohne daß die Wasserstandslage
5 im vorderen Oberkessel sich ändert. Der zwischen den Wasserspiegellagen 6 und
7 vorhandene, als Speicher zur Verfügung stehende Raum wird in Zeiten geringer Dampfentnahme
voll gespeist; andererseits kann in Zeiten erhöhten Dampfbedarfs ohne Zuspeisung
in kurzer Zeit eine dem Speicherwassergewicht entsprechende Dampfmenge entnommen
«-erden, ohne daß eine wesentliche Dampfdruckabnahme eintritt, wie es die Folge
der Zuführung frischen Speisewassers wäre. Dadurch wird erreicht, daß die Feuerung
des Kessels bei in weiten Grenzen veränderlicher Dampfentnahme gleichmäßig betrieben
werden kann. Die Einrichtung hat den weiteren Vorteil, daß ein Wassermangel im vorderen
Oberkessel und Rohrbündel unmöglich ist, weil der im hinteren Oberkessel stets bereit
gehaltene Wasservorrat nach dem tiefer liegenden vorderen Oberkessel übertritt.
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Damit bei der höchsten Lage 7 des Wasserstands im hinteren Oberkessel
kein Wasser nach dein Dampfsammler übergerissen wird, ist ein mit dreieckigem Ausschnitt
versehenes Dampfentnahinerohr 8 vorgesehen.
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Eine Abänderung und' weitere Ausbildung der Einrichtung ist schematisch
in Abb.2 dargestellt. Bei dieser Kesselanlage ist das Eintauchrohr 2, das zur Dampfentnahme
während der Speicherausnutzung dient, im hinteren Oberkessel 4 eingebaut, der vordere
Oberkessel i höher angeordnet und zur Aufnahme des Speiseraumspeichers bestimmt.
Die Einrichtung ist hier derart getroffen, daß im Betriebe ohne Speicherwirkung,
wobei das in die Verbindungsleitung 14 der Oberkessel i und 4 eingeschaltete Absperrorgan
8 geöffnet ist, die Wasserstandslagen 9 im vorderen und io im hinteren Oberkessel
vorhanden sind. Der im hinteren Oberkessel erzeugte Dampf kann, wenn das Absperrorgan
8 offen ist, durch die Leitung 14 nach dem vorderen Oberkessel strömen und von da
entnommen werden. Um die Kesselanlage mit Speicherwirkung arbeiten zu lassen, ist
(las Absperrorgan 8 zu schließen. Der im hinteren Oberkessel sich entwickelnde Dampf
drückt dann den Wasserspiegel bis zu der vom Entnahmerohr 2 bestimmten Lage i i
herab, wobei das verdrängte Wasser durch das Verbindungsrohr 12 nach dem vorderen
Oberkessel i übertritt und dort den Wasserstand bis auf die Höhe 13 steigen läßt.
Tun kann die Wassermenge, welche zwischen den @@'asserspiegellagen 9 und 13 aufgespeichert
ist, unter Aussetzung der Speisung zur Deckung erhöhten Dampfbedarfs herangezogen
und der vordere Oberkessel überhaupt als Speicherkessel benutzt werden.
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Die Einrichtung kann von den genannten Beispielen abweichen. Das Eintauchrohr
2 kann durch ein anderes Dampfentnahmeorgan ersetzt sein, das den angegebenen Zweck
erfüllt. Es kann auch bei dem Kessel nach Abb. i die Einrichtung so getroffen werden,
daß unterhalb der Wasserstände 5 und 6 noch in bekannter Weise ein gleichmäßiges
Abdampfen des Kesselwassers in beiden Kesseln möglich ist.