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Heizrohrkessel mit Überbitzer. Die Erfindung betrifft einen Heizrohrkessel
mit Überhitzer, bei dem die zur Aufnahme der Überhitzerelemente bestimmten Heizrohre
(Mantelrohre) des Kessels mit verschieden großen inneren Durchmessern ausgeführt
sind.
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Gemäß der Erfindung sind die Mantelrohre und die in ihnen liegenden
Überhitzerrohre so angeordnet, daß die von dem Näßdampfkasten kommenden Rohstränge
des Überhitzers in den engen Mantelrohren und die nach dem Heißdampfsammelraum führenden
Rohrstränge des überhitzers in den Mantelrohren größerer Lichtweite liegen.
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Bei drei in einer Reihe liegenden Heizrohren wird gemäß der Erfindung
ein Mantelrohr mittlerer (beispielsweise normaler) Lichtweite zwischen einem solchen
von größerer und einem solchen von kleinerer Lichtweite angeordnet. Die Anzahl der
verschiedenen Innendurchmesser der Mantelrohre richtet sich danach, auf wie viele
Heizrohre sich ein Überhitzerelement verteilen soll.
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Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird es ermöglicht, mit dem
in die Heizrohre verlegten Überhitzer eine höhere Überhitzung des Dampfes als bisher
zu erzielen, ohne daß dabei die Heizgase im Mittel wesentlich schlechter ausgenutzt
werden als bei der bisherigen geringen Überhitzung, wie sich aus nachstehender Betrachtung
ergibt.
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Nimmt man z. B. an, daß bei einem Überhitzerelement, das sich auf
drei in einer Reihe liegende Heizrohre von gleicher Lichtweite verteilt, die Heizgase
aus dem ersten Heizrohr mit etwa 34o° C, aus dem mittleren mit etwa 35o° C und aus
dem letzten mit etwa 36o° C austreten, so würde man bekanntlich im günstigsten Falle
eine Überhitzungstemperatur von etwa 36o° C erreichen können. Gibt man diesen drei
Mantelrohren aber verschiedene Lichtweiten, und zwar dem die Naßdampfstränge des
Überhitzers enthaltenden Mantelrohre den kleinsten und dem die Heißdampfstränge
enthaltenden -Mantelrohre den größten inneren Durchmesser, so daß die Heizgase aus
dem ersten Mantelrohr mit etwa 35o° C und aus dem letzten Mantelrohr mit etwa 300°
C, aus dem mittleren mit etwa 400° C austreten, so beträgt die mittlere Heizgastemperatur
wie bei dem vorher erwähnten Beispiel etwa 350' C. Die Ausnutzung der Heizgase
ist also ungefähr die gleiche, aber die Überhitzungstemperatur würde im zweiten
Falle etwa 400° C betragen können, also 40° C mehr als im ersterwähnten Falle. Dies
ist die Folge der Maßnahme, den Mantelrohren verschiedene Lichtweiten zu geben und
diese Rohre in der angegebenen Weise einander zuzuordnen bzw. die Überhitzerelemente
in diesen Rohren in zweckentsprechender Weise unterzubringen.
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Die Zeichnung stellt einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar. Abb. i zeigt eine Ansicht auf eine Rohrplatte eines Lokomotivkessels mit verschieden
großen Mantelrohren, in die ein Großrohrüberhitzer eingebaut werden soll. Abb. 2
ist ein senkrechter Längsschnitt durch eine Rohrreihe mit Überhitzerelementen. Die
Abb. 3 und .4 sind entsprechende Darstellungen eines Lokomotivkessels mit zwei verschieden
großen Mantelrohren zur Aufnahme eines Kleinrohrüberhitzers. Die Abb. 5 und 6 zeigen
in entsprechenden Darstellungen eine andere Ausführungsform bei einem Lokomotivkessel,
und die Abb. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform der Rohranordnung und des überhitzers
bei einem Schiffskessel in Ansicht auf die Rohrplatte und in einem wagerechten Schnitt.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 sind die Heizrohre
von dem üblichen Innendurchmesser mit a bezeichnet. Zur Unterbringung eines Überhitzers
(Großrohrüberhitzer) sind einige Reihen der Heizrohre (Mantelrohre) mit vergrößertem
inneren Durchmesser ausgeführt. Diese zur Aufnahme der Überhitzerelemente bestimmten
Heizrohre oder Mantelrohre sind nun gemäß der Erfindung rriit verschieden großem
Innendurchmesser
ausgeführt, und zwar ist eine Gruppe von Rohren
b mit großem Durchmesser und eine zweite Gruppe von Rohren c mit kleinerem Innendurchmesser
vorhanden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind diese zwei Gruppen von Rohren
b und c so zueinander angeordnet, daß die Rohre von kleiner Lichtweite mit denen
von großer Lichtweite sowohl in den wagerechten als auch in den senkrechten Mantelrohrreihen
abwechseln. d ist der Naßdampfkasten, e der Heißdampfkasten des Überhitzers. Die
von dem Naßdampfkasten d ausgehenden Rohrstränge f und f1 bzw. g, g1 werden zunächst
in die Heizrohre c von kleinerem Durchniesser geführt, kehren darin um, werden in
die Rohre b von größerem Durchmesser geführt, kehren darin nach der Rauchkammer
zurück, und die den Heißdampf führenden Enden h, hl und i, il werden in den
Heißdampfkasten c eingeführt.
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Die Abb.3 und 4. zeigen die Anordnung der Mantelrohre von verschiedener
Lichtweite bei einem Lolzomotivkessel, der zur Aufnahme eines Kleinrohrüberhitzers
bestimmt ist. Auch hier folgt stets auf ein Rohr c von kleinem Innendurchmesser
ein solches b von größerem Innendurchmesser, und zwar in den senkrechten Reihen
der Mantelrohre. Die an den Naßdampfkasten d durch Vermittelung eines Zwischendampfkastens
dl angeschlossenen Naßdampfstränge f werden wieder in die Mantelrohre c von kleiner
Lichtweite eingeführt, während sich die Heißdampfstränge 1a in den Mantelrohren
b von großer Lichtweite befinden. e1 sind die Zwischendampfkästen zum Anschließen
der Heißdampfstränge la an den Heißdampfllauptkasten e.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb.5 und 6 zeigt eine Anordnung mit
drei verschiedenen Größen der Mantelrohre bei einem Lokomotivkessel mit Überhitzer.
a sind wieder die Heizrohre von üblichem Durchmesser, b die Mantelrohre mit dem
größten Innendurchmesser, c diejenigen mit dem kleinsten Durchmesser. Dazwischen
befinden sich solche mit einem mittleren, beispielsweise dem bei Großrohrüberhitzern
normalen Durchmesser der -Mantelrohre. Diese Rohre sind mit c= bezeichnet. Die Mantelrohre
von verschiedenem Durchmesser wechseln sowohl in den senkrechten als auch in den
diagonalen Reihen der Mantelrohre in der angegebenen Weise ab. Die aus dem Naßdampfkasten
d kommenden Überhitzerelemente werden der Reihe nach durch die Rohre c, c2 und b
geführt und die Heißdampfenden an den Dampflasten e angeschlossen. f und
la sind die Naß-bzw. Heißdampfstränge für die Mantelrohrreihe, bei der das kleinste
Rohr c oben liegt, f1 und hl sind die entsprechenden Stränge für die Rohrreihe,
bei der das kleinste Rohr c unten liegt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 und 8 (Schiffsheizrollrkessel)
folgt wieder in jeder Heizrohrreihe, und zwar in den wagerechten Reihen, auf ein
Rohr b von größerem Durchmesser ein solches c von kleinerem Durchmesser. Besonders
vorteilhaft ist es hierbei, die Rohre c von kleinerer Lichtweite als sogenannte
Ankerrohre zu verwenden, d. h. sie mit größerer Wandstärke-zu versehen. Auch hier
ist die Führung der Rohrstränge der Überhitzerelemente wieder derart, daß die von
dem iNTaßdamprkasten d kommenden Stränge f der Elemente in die Mantelrohre
c von kleinerer Lichtweite gehen, während die Heißdampfstränge f1, sich in den Mantelrohren
b von größerer Lichtweite befinden. Die Ordnung der Mantelrohre zueinander könnte
natürlich auch in der Weise vorgenommen werden wie bei den Lokomotivkesseln, insbesondere
entsprechend der Abb. 3. Jedoch ist die Anordnung nach Abb. 7 und 8 insbesondere
für Schiffskessel wegen der einfacheren Führung der Überhitzerelemente zu empfehlen.