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Dampferzeuger, insbesondere zur Erzeugung von Dampf von kritischem
Druck und kritischer Temperatur. Die Erfindung bezieht sich auf Dampferzeuger, vorzugsweise
auf solche, die Dampf von kritischem Druck, das ist etwa 225 Atm., und kritischer
Temperatur, das sind 37.4°, erzeugen.
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Der Dampferzeuger nach der Erfindung besteht aus parallel hintereinander
oder kombiniert geschalteten Einzelgliedern, die durch leicht lösbare Keile oder
Schraubenverbindungen an einem rahmenartigen Sammler befestigt sind. Die Einzelheizglieder
haben die Form von Spiralen, Doppelspiralen, [)-Röhren, Schlangen oder auch andere
geeignete Formen. Die Enden der verschiedenen Einzelheizglieder werden durch , die
leicht lösbaren Verbindungen dampfdicht gegen die Öffnungen in den Sammelkammern
gedrückt, dabei sind Anfang und Ende jedes Rohres in Sammelrohre geführt, die in
einem einzigen Rahmen miteinander zusammengehalten werden.
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Die verschiedenen Sammelkammern werden durch starre Streben oder Bolzen
in ihrer gegenseitigen Lage gesichert. Da der Druck auf beiden Seiten der Zwischensammelkammern
gleich und entgegengesetzt gerichtet ist, so wird keine Beanspruchung in den Streben
oder dem Rahmen von den Zwischen-
Sammelkammern her auftreten, wenn
alle Glieder in Betrieb. sind, und da die Heizglieder in der Regel von geringem
Durchmesser sind, so sind die Druckflächen verhältnismäßig klein, und es werden
daher die gesamten Drücke, die auf eine Sammelkammer oder Strebe wirken, selbst
bei den höchsten auftretenden Drücken nicht die Festigkeit von hochwertigem Stahl
und Stahllegierungen überschreiten.
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Durch die Erfindung wird die Herstellung und der Zusammenbau von Höchstdruckdampferzeugern
wesentlich erleichtert. Jedes Einzelglied kann nötigenfalls leicht und schnell ausgewechselt
oder ausgeschaltet werden, indem die Verbindung gelöst und an Stelle des beschädigten
Heizelementes ein Abstandsstück eingesetzt wird.
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Die leicht lösbare Verbindung ist keineswegs auf die erwähnte Keilverbindung
beschränkt; sie kann auch aus Schraubenbolzen und Muttern mit Rechts- und Linksgewinde
bestehen, die einen Druck gegen die Sammelbehälter durch Druckmuttern ausüben. Es
kann auch jede andere geeignete Verbindung verwendet werden.
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Bei einem Höchstdruckdampferzeuger mit Überhitzer würden die Heizelemente
vorzugsweise aus Rohren aus hochwertigem Stahl, Stahllegierungen oder Nickellegierungen
von geringerem Durchmesser und verhältnismäßig großer Wandstärke bestehen und in
doppelten Schlangen von verhältnismäßig kleinem Durchmesser gewunden sein. Die verschiedenen
Schlangen können parallel, hintereinander oder auch in Gruppen hintereinander geschalteter
Rohre parallel oder in irgendeiner geeigneten Weise angeordnet werden. Die Enden
können autogen verschweißt oder in Flanschen oder Tuffen eingeschweißt werden, die
dann, wie schon beschrieben, dampfdicht gegen die verschiedenen Sammelkamtüern gedrückt
werden.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellt. Abb. i stellt eine Ansicht und einen Schnitt durch die Feuerung und
die Heizelemente dar und läßt den Aufbau des Dampferzeugers und die drucksichere
Anordnung der Heizelemente erkennen.
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Abb. 2 ist ein Schnitt durch die Abb. i nach Linie A-A.
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Abb. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Abb. i und 2.
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Abb, -. ist eine vergrößerte Ansicht der drucksicheren Verbindungsstellen
zwischen Einzel- und Sammelrohren.
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Abb. 5 zeigt eine Aufsicht auf Abb. q..
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Die Abb. 6 bis 15 zeigen verschiedene Ausführungsformen der drucksicheren
Verbindungen. Abb. 16 zeigt eine Ausführungsform der Heizschlangen, deren . Windungen
elliptisch gestaltet sind, um die Sammelbehälter dichter aneinanderschließen und
auf gleichem Raum eine entsprechend größere Heizfläche unterbringen zu können.
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Abb. 17 ist eine Aufsicht auf Abb. 16. Die Arbeitsweise sei an Hand
der Abb. i, 2 und 3 dargestellt. Das Betriebsmittel wird durch Pumpen o. dgl. durch
die aufeinanderfolgenden Heizglieder a und Überhitzerglieder b
gedrückt.
Es tritt bei a1 in den Apparat ein und bei b2 als überhitzter Dampf wieder aus-Die
Flüssigkeit tritt bei a1 in einen gemeinsamen Sammelbehälter c ein, der seinerseits
die Vorderreihe der in doppelten Windungen angeordneten Heizelemente a speist. Nachdem
die Flüssigkeit die ersten Doppelschlangenglieder a, die parallel geschaltet sind,
durchlaufen hat, tritt sie in den nächsten Sammelbehälter cl ein, geht dann weiter
durch aufeinanderfolgende Sammelbehälter c2, c3, c4 und c5 und speist alle Heizelementea,
die hintereinander oder parallel geschaltet sind, bis die Flüssigkeit den Erhitzer
bei a2 als Dampf verläßt. Der Druck des Arbeitsmittels wird alsdann durch eine Drosselvorrichtung
d (Abb. 3) vermindert und tritt bei b1 in die gemeinsameÜberhitzerkammercl ein,
speist die parallel geschalteten>:,`berhitzerelemente b und verläßt schließlich
den Apparat bei b2 als hoch überhitzter Dampf.
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Um die Sammelbehälter c bis c' in ihrer Lage zu halten, können Streben
oder Verbindungsstangen e verwendet werden. Diese Streben oder Verbindungsstangen
können an den verschiedenen Sammelbehältern durch Bünde e1 o. dgl. befestigt werden,
oder es können auch die Streben e dauernd fest mit den Sammelkammern verschweißt
werden, so daß sie eine steife und starre rahmenartige Konstruktion bilden. Auch
irgendein anderes Verfahren zur Befestigung der Streben kann zur Verwendung kommen.
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Die Rohrenden der verschiedenen Heizelemente a und
b sind zweckmäßig in Endstücke f eingeschweißt, wie in den Abb. d. bis 15
gezeigt ist. Diese Endstücke f werden aus massivem Stahl oder einer Stahllegierung
als Schmiede- oder Gußstücke hergestellt. Das Anschweißen erfolgt an der Stelle
as (Abb. 4).
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Die Heizelemente in Abb. 4. sind als Doppelschlangen ausgeführt. Die
Erfindung ist jedoch keineswegs auf Heizglieder dieser Type beschränkt.
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Die Endstücke f können mit Flanschen oder Muff°enverbindungen f1 ausgerüstet
sein oder mit irgendwelchen anderen geeigneten Verbindungen für eine Stoßstelle,
oder es können auch geeignete Hochdruckverbindungsringe
oder Stopfbüchsen
zur Verwendung kommen.
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Die dampfdichten Verbindungen sind erfindungsgemäß so beschaffen,
daß sie schnell und leicht lösbar sind. Man kann z. B. einfache keilförmige Schraubbolzen
g mit Stellmuttern g1 verwenden, welche die Endstücke f spreizen, wie in Abb.4 veranschaulicht
ist, oder zu dein gleichen Zweck Schraubbolzen mit Doppelmuttern ;l mit Rechts-
und Linksgewinde, wie in Abb.6, oder Bolzen mit Druckmuttern, wie in Abb.7, oder
Doppelkeile und Bolzen, wie in Abb.8, oder einfache Keile und keilförmige Bolzen,
wie in Abb. 9 dargestellt, verwenden.
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Abb. io und i i zeigen die Endstücke f, die aus geeignet geformten
Blöcken bestehen, die mit Muffenflanschen f1 verschweißt oder in anderer `'eise
verbunden sind. Die Muffenflanschen und die Rohre der Schlangen a oder b bestehen
aus einem Stück.
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Abb. i z und 13 zeigen eine andere Ausführungsform der Blöcke
f, bei welcher hohle Gußstücke o. dgl. vorzugsweise aus hochwertigem Stahl oder
einer Stahllegierung angewandt sind, die in geeigneter Weise an den Flanschen befestigt
sind.
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Abb. 1:f und 15 veranschaulichen eine Ausführungsform von Endstücken.
die mit den Rohrkrümmern aus einem Stück gegossen sind und ebenfalls aus hochwertigem
Stahl oder Stalillegieruug bestehen, bei der die Rohre der Schlangen an den Enden
der Krümmer bei a4 angeschweißt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise mit
den hrümmerenden verbunden sind. Die Blöcke f haben hier kreuzförmigen Querschnitt.
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Die Abb. 1i, 13 und i5 zeigen Schnitte der Abb. io, 12 und
1d..
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Wenn man die Muttern gl bei irgendeiner dieser Ausführungsformen anzieht,
werden die Endstücke f dampfdicht gegen die verschiedenen Sammelkammern gedrückt.
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Um irgendein Kesselglied auszuwechseln, wird die Stellmutter g1 gelöst,
der Keil g oder eine sonstige Schnellauslöseeinrichtung zurückgezogen, und die Endstücke
f werden aus den Sitzen der Sammelkammern herausgehoben. Da der äußere Durchmesser
der Heizglieder a. und b verhältnismäßig gering ist, so können sie
zwischen den Sammelkammern herausgezogen werden. Um diesen Ersatz zu erleichtern,
wird der Mantel des Dampferzeugers vorzugsweise aus geeigneten abnehmbaren Deckplatten
in, und feuerfesten Ziegeln in'- aufgebaut (Abb. i), die gleichzeitig mit den Heizelementen
aufgebaut werden können.
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Durch die Erfindung ist es möglich, beim Versagen irgendeines Gliedes
dasselbe schnell herauszunehmen und durch ein Abstandsstück zu ersetzen, um zu vermeiden,
daß der Apparat längere Zeit gebrauchsunfähig bleibt.
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Der Rahmen, der die Sammelkammern c und die Strebens umfaßt, wird
in irgendeiner geeigneten Weise durch Stahlträger gestützt, und der Kanal p, der
-nach der Atmosphäre zu frei liegt, verhindert, daß die Abstützung des Dampferzeugers
überhitzt wird (s. Abb. i).