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Einrichtung zur Hochdruckdampferzeugung für Schiffskessel mit rückkehrender
Flamme. Bei Schiffskesseln ist wegen der Raumbeschrinkung die Unterbringung der
für einen Hochdruckkessel erforderlichen Heizfläche Schwierigkeiten ausgesetzt.
Erwünscht wäre es daher, wenn man von der Schiffskesselbauart, die sich besonders
bewährt hat, d. h. von der Bauart mit rückkehrender Flamme (Tornisterkessel),
beim Übergang zum Hochdruckkessel nicht abzuweichen brauchte. Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zur Hochdruckdampferzeugung für Schiffskessel mit rückkehrender
Flamme und zeigt Wege, die unter Beibehaltung des allgemeinen Aufbaus eines Tornisterkessels
ihn zur Erzeugung von Hochdruckdampf geeignet machen. Dabei ist den Eigenarten des
Schiffsbetriebes besondere Beachtun- geschenkt, insbesondere sind die Schwiez#
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rigkeiten in der Speisewasserbeschaff enheit und die Explosionssicherheit
berücksichtigt.
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Nach der Erfindung wird ein Schiff skessel mit rückkehrender Flamme
in an sich bekannter Weise in zwei Dampferzeuger unterteilt, die Dampf verschiedener
Spannung erzeugen; als Niederdruckdampferzeuger wird dabei der von den rückkehrenden
Heizgasen beheizte Heizröhrenkessel verwendet, an dessen Aufbau und allgemeiner
Anordnung nichts gegenüber der bisherigen Bauart geändert ist, während der Hochdruckdampferzeuger
mit mittelbarer Beheizung versehen ist und die den wärmeaufnehmenden Teil des Hochdruckdampferzeugers
bildenden Wasserrohre teils - in der Strömungsrichtung der Heizgase gesehen
- vor der Wendekammer des Kessels, teils in dieser angeordnet sind. Man kann
den vor der Wendekammer liegenden Teil der wirrneaufnehmenden Wasserrohre des mittelbaren
Beheizungssystems des Hochdruckdampferzeugers entweder unterhalb des Niederdruckheizröhrenkessels
an Stelle der hier sonst angeordneten Flammrohre in einer Feuerkammer unterbringen;
man kann diesen Teil der Wasserrohre aber auch in einer den Flammrohren vorgebauten
Feuerkammer anordnen. In der Wendekammer liegen zweckmäßig-außer dem zweiten Teil
der wärmeaufnehmenden Wasserrohre des mittelbaren Beheizungssystems des Hochdruckdampferzeugers
noch Überhitzer für den Hochdruck- und für den Niederdruckdampf. Zweckmäßig sind
ferner die Tragkörper für die Tragbänder des Niederdruckheizröhrenkessels hohl,
so daß die Verbrennungsluft auf ihrem Wege vom Luftvorwärmer zur Feuerung durch
sie hindurchströmen kann.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch einen Schiffskessel nach der Erfindung
mit unterhalb des Heizröhrenkessels angeordneter Feuerkammer, die einen Teil der
wärmeaufnehmenden Wasserrohre des Beheizungssystems des Hochdruckdampferzeugers
enthält.
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Abb. :2 ist eine Vorderansicht dieses Kessels, während Abb.
3 eine Draufsicht auf diesen Kessel ist.
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Abb. 4 zeigt schematisch die Anordnung zweier Kessel der Abb. i bis
3 nebeneinander.
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Abb. 5 ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform.
Der
Kessel der Abb. i bis 3 besteht in seinem Niederdruckteil aus einem üblichen
zylinderförmigen Kessel i, der von Heizröhren 2 durchzogen ist. Die Heizröhren 2
münden in einen Rauchfang 3, der in den Schornstein 4 übergeht. Oberhalb
des Rauchfanges 3 ist in üblicher Weise ein Vor-W.
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ärmer 5 für die Verbrennungsluft angeordnet. In den Heizröhren
2 können in üblicher Weise Cberhitzerelemente 6 regen, die an Sammelkästen
7 angeschlossen sind. Der Zylinderkessel i ruht auf Tragbändern
8, die auf beiden Seiten durch Zapfen 9 gelenkimit Tragkörpern io
verbunden sind, die auf dem Boden aufruhen. Diese Tragkörper sitid hohl ausgebildet.
Oben sind sie durch Leitungen i i mit dem Luftvorwärmer 5 verbunden und unten
mit dem Raum unterhalb einer Feuerung 12. Die Tragkörper io dienen also gleichzeitig
als Leitungen für die vorgewärmte Verbrennungsluft. Die gelenkige Aufhängung des
Tragbandes 8 gestattet eine gewisse Nachgiebigkeit bei Wärniedehnungen usw.
Der Kessel i ruht nur auf diesen Tragbändern. Er ist im übrigen gegen die Tragkörper
durch Anschläge 1,3 abgestützt, die jedoch nicht mit dem Kesselkörper verbunden
sind.
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Der Hochdruckteil des Kessels ist mit mittelbarer Beheizun-
versehen. Zur Erzeugung Z, zn des Betriebsdampfes dient eine Trommel 14,
die durch Konsolen 15 o. dgl. von dem Heizraumscbott getragen wird. im Wasserraum
der Trommel 14 liegen Heizschlangen 16, die den wärmeabgebenden Teil des mittelbaren
Behei7ungssystems bilden. Der warmeaufnehmende Teil dieses Beheizungssysteins wird
durch Rohre 17 und 17a gebildet. Die Rohre 17 liegen in einer unterhalb des
Heizröhrenkessels i gebildeten Feuerkammer, und zwar, wie Abb. 2 zeigt, zweckmäßig
so, daß sie in der Mitte dieser Feuerkammer eine Wand 18 bilden, durch welche die
Feuerkammer in der Längsrichtiung in zwei Teile geteilt wird. el Außerdem begrenzen
die Rohre 17 die Seitenwl ände und die Vorderwand der Feuerkamnier. Sie sind unten
an Wassersammler ig und oben an Wasser- und Dampfsammler 20, die in bekannter Weise
als Ausgleichtrommeln dienen; angeschlossen. Von den Tromineln 20 führen Leitungen
21 zu den Heizschlangen 16, aus denen das Kondensat durch Leitungen:22 zu den Sammlern
ig abgeführt wird.
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Die in der WendekamMer 23 liegenden Wärmeaufnehmenden Rohre
i7a sind, wie aus Abb. i und 2, hervorgeht, in mehreren Windungen übereinandergelagert,
so daß sie einen Wärmeschutz für die Rohre eines HochdrucküberhitzerS 24 bilden,
der ebenfalls in der Wendekammer angeordnet ist. Außer diesem Hochdrucküberhitzer
24 ist noch ein Niederdrucküberhitzer 25 in der Wendekammer an-U -ein oder
in Verbindung mit gebracht, der all den Überhitzerrchren 6 zur Überhitzung
des Niederdruckdampfes des Kessels :2 dient. Zweckmäßie, wird der obere Teil
26 der Rückwand der Wendekammer 23 durch Überhitzerrohre des HochdrucküberhitzerS
24 gebildet, während der untere Teil:27 der Wendekainmer 23 durch weitere
Wasserrohre des wärmeaufnehmenden Teiles des mittelbaren Beheizungssystems des Hochdruckdampferzeugers
gebildet wird. In üblicher Weise kann eine feuerfeste Abdeckung 28 vorgesehen
sein. Eine Niederdruckspeisepumpe 2-9 dient zum Speisen des Niederdruckkessels i
durch Speisewasser, das einem Behälter 3o entnommen ist. Eine HochdruckspeisepumPe
31 entnimmt dem Niederdruckkessel durch Leitung 32 vorgewärmtes Wasser und
führt es durch Leitung 33 der Hochdrucktrommel 14 zu.
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Die Hochdrucktrommel 14 kann auch, anstatt auf einer am Heizraumschott
befestigten Konsole zu ruhen, von frei stehenden Trägern getragen werden.
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In Abb. 4 ist die Anordnung zweier Schiffskessel der Abb. i bis
3 nebeneinander schematisch dargestellt. In üblicher Weise werden hier die
beiden Rauchfänge zu einem geineinsamen Schornstein 4a vereinigt. jeder der beiden
nebeneinanderliegenden Kessel ist im übrigen genau so ausgeführt wie der Kessel
der Abb. i bis 3.
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Während die bisher beschriebene Kesselbauart in erster Linie für solche
Kessel be-
stimmt und geeignet ist, die von vornherein g ihrt werden
sollen als Hochdruckkessel ausgefii ist die in Abb. 5 dargestellte Bauart
bauptsächlich für Umbauten vorhandener Schiffskessel in Hochdruckkessel bestimmt.
Hier ist der als Niederdruckkessel weiter zu verwendende Heizröhrenkessel i mit
den unter ihm befindlichen Flammrohren 34 im wesentlichen unverändert gelassen.
Es ist nur die Wendekammer abgenommen und die Rückwand 35 neu eingezogen.
Auch hier sind die Heizröhren :2, der Rauchfang 3, der Schornstein -t, der
Luftvorwärmer 5 sowie gegebenenfalls die in denHeizröhren liegendenÜberhitzerrohre
6 und die Sammelkästen 7 wie bei der früheren Ausführungsform vorhanden.
Die Feuerung 12 liegt indessen jetzt vor den Flammrohren, denen eine besondere Feuerkammer
vorgebaut ist. Diese Feuerkammer wird wieder begrenzt bzw. durchzogen durch die
wärmeaufnehmenden Rohre 17 des mittelbaren Beheizungssystems des Hochdruckdampferzeugers.
Dieser enthält wieder die Trommel 14, die Heizelemente 16, untere Sammler ig, Zwischentrommeln
:2o, Zuleitungen für den Heizdampf :21 und Ab-
t,
leitungen
für das Kondensat :2:2. Ein Teil der wärmeaufnehmenden Rohre ist wieder in der Wendekammer
23 angeordnet, und zwar bilden diese Rohre die ganze Rückwand 27"
der
Wendekammer. Auch hier ist eine feuerfeste Abdeckung 2,8 vorgesehen. Die
Rohre 227a münden unten in Sammler iga, die mit den Sammlern ig durch eine Leitung
39 in Verbindung stehen. Oben sind die Rohre 27a an Sammler Igb angeschlossen,
die den Heizdampf durch eine Leitung 2ia, die mit der Leitung 21 vereinigt wird,
den Heizelementen 16 zuführt. In der Wendekammer 23 liegt weiter der Hochdrucküberhitzer
24 und der Niederdrucküberhitzer 25. Die Niederdruckspeisep4mpe 29 fördert
wieder aus einem Behälter 30 Speisewasser in den Niederdruckkessel i, während
die Hochdruckpumpe 31
durch Leitung 32 dem Niederdruckkessel Wasser
entnimmt und es durch Leitung 33 in die Hochdrucktrommel 14 fördert. Diese
Hochdrucktrommel 14 ist bei der Ausführungsform nach Abb. 5 in einem Traggerüst
36 gelagert.
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Zum Schutz der Verbindungsstellen der Flammrohre mit dem Zylinderkessel
i können bei 37 und 38 Schutzbekleidungen aus feuerfestem Werkstoff
angeordnet sein.
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Die dargestellten Ausführungsformen eines Schiffskessels mit rückkehrender
Flamme zeigen, daß es ohne Vergrößerung der bei bisher üblichen Ausführungsformen
von Kesseln eingenommenen Grundfläche und des von ihnen ausgefüllten Raumes möglich
ist, den Schiffskessel zur Hochdruckdampferzeugung geeignet zu machen. In der Hochdrucktrommel
14 kann beispielsweise Dampf von 6o Atm. erzeugt werden, während im Niederdruckheizröhrenkessel
i Dampf von 12 bis 15 Atin. erzeugt wird. Der Hochdruckdampf kann zur Arbeitsleistung
der Hochdruckstufe der Antriebsmaschine zugeführt werden, während der Niederdruckdampf
aus dem Niederdruckkessel den Niederdruckstufen zugeführt wird, nachdem er sich
mit dem Ab-
dampf der Hochdruckstufen gemischt hat. Auf diese Weise ist es
möglich, sowohl neue wie auch vorhandene Schiffskesselanlagen so durchzubilden bzw.
umzubauen, daß die Vorteile des hochgespannten Dampfes für den Schiffsbetrieb verwendbar
werden. Dabei ist durch die Verwendung der mittelbaren Beheizung im Hochdruckdampferzeuger
Gewähr dafür geboten, daß diese Hochdruckdampferzeugung explosionssicher vor sich
geht. Die Explosionssicherheit kann auch dadurch erhöht werden, daß man in an sich
bekannter Weise das mittelbare Beheizungssystem, in dem der Wärmeträger dauernd
umläuft, in mehrere getrennte Systeme unterteilt, so daß mehrere miteinander nicht
zusammenhängende Umlaufsysteme des Wärmeträgers vorhanden sind.