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Kammer-Wasserrohrkessel Die vorliegende Erfindung beruht auf der Überlegung,
daß sich die spezifische Dampfleistung eines aus geneigten Siederöhren mit Wasserzulauf-
und Dampfabfuhrkammern bestehenden Röhrenbündels wesentlich verbessern läßt, wenn
die thermodynamischen Auftriebskräfte des in den beheizten Siederöhren erzeugten
Dampfes und der vom spezifischen Gewichtsunterschied des Dampf- und Wassergemisches
beeinflußte Wasserumlauf im P,öhrenbündel nicht durch Strömungshindernisse vermindert
werden.
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Solche Strömungshindernisse entstehen bei den bekannten Schrägrohr-
und Steilrohrkesselbauarten durch plötzliche Verengung oder Erweiterung der Strömungsquerschnitte,
winklige Ablenkung aus der geraden Strömungsrichtung oder Vermengung heißen, spezifisch
leichteren Dampf- und Wassergemisches mit dem kälteren, schwereren Kesselinhalt.
Bei Schrägrohrkammerkessein, wo eine größere Anzahl Rohrreihen übereinanderliegt,
führt die Behinderung des Auftriebes zu Dampfstauungen in den untersten, der Feuerung
zunächst liegenden Siederohren, weshalb man zur Verbesserung der Dampfabfuhr aus
den untersten Rohren den Neigungswinkel der Siederohrbündel erhöhte. Bei Steilrohrkesseln
mit Ober- und Untertrommeln unterteilt man das Röhrenbündel in mehrere Gruppen,
wodurch die Dampfabfuhr des stärkst beheizten Rohrbündels wohl erleichtert, der
Wasserumlauf des Röhrensystems aber infolge der Querschnitteerweiterung in den Untertrommeln
er-Schwert wurde. In den Untertrommeln findet ferner eine unerwünschte Vermengung
heißeren Umlaufwassers mit kälteren, am Wasserumlauf nicht teilnehmenden Wassermengen
statt.
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Es sind auch solche Kessel bekannt, bei denen die der Feuerung zugekehrten,
stärkst beheizten Siederohre eine vom übrigen Röhrensystem des Kessels unabhängige
Dampfabfuhrleitung besitzen, welche den in den genannten Siederohren erzeugten Dampf
unmittelbar in den Dampfsammelraum ableiten. In solchen Fällen werden aber zwischen
Dampferzeugungsröhren und Dampfsammler umfangreiche Konstruktionsteile eingebaut,
welche wiederum Strömungshindernisse bilden. Solche die gleichmäßige Strömung störenden
Hilfsmittel sind, wenn sie im Feuer liegen, die Quelle häufiger Undichtheiten. Sie
vermindern im Sinne vorstehender Ausführung die Auftriebs- und Umlaufkraft des Dampfes
und des Wassergemisches der stärkst beheizten Siederohre und damit die spezifische
Dampfleistung der Heizfläche.
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Nach der Erfindung soll eine solche Minderung der Dampfleistung vermieden
werden dadurch, daß die oberen Enden der dem Feuer zunächst liegenden, stärkst beheizten
Siederöhren 7 von der dampfabführenden Kammer 3 des Rohrbündels abgetrennt, über
diese Kammer hinaus verlängert und ohne Zwischenglied an einen in bekannter Weise
unbeheizten Dampf-und Wasseroberkessel angeschlossen werden, so daß der in den abgetrennten
Siederöhren erzeugte Dampf nicht mehr mit dem Dampf-und Wassergemisch in den übrigen
Röhren
des Bündels vermengt und dessen thermodynamischer Auftrieb
nicht mehr behindert wird.
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Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung
in schematischer Weise mehrere Formen von Steilrohrkesseln, die der Erfindung entsprechend
ausgeführt sind, veranschaulicht.
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Abb. i ist ein Kessel mit einem Rohrbündel und einseitiger Beheizung
; Abb. 2 ist ein Kessel mit zwei Rohrbündeln, doppelseitiger Beheizung und einem
gemeinsamen Gasabzugskanal für beide Heizungen; Abb. 3 zeigt zwei getrennte Kessel
in der allgemeinen Anordnung des Zwillingskessels nach Abb. 2 ; Abb. 4 veranschaulicht
eine Abänderung des Kessels von Abb. i.
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.i ist das Wasserrohrbündel, 2 die untere, 3 die obere Wasserkammer.
q. ist der Oberkessel, 5 ein Fallrohr, das den Oberkessel mit der unteren Kammer
2 verbindet, 6 ein Rohr, das den erzeugten Dampf aus der oberen Kammer 3 in den
Oberkessel abführt. Der Zug der Heizgase ist durch den Pfeil F veranschaulicht.
Die vordere Rohrreihe 7 ist an der oberen Wasserkammer 3 vorbeigeführt zu dem Nebenkessel
B. Der Dampfraum dieses Kessels ist mit dem Dampfraum des Hauptkessels 4 durch die
Dampfleitung 9, die Wasserräume der beiden Kessel sind durch das Rohr io miteinander
verbunden. Der erzeugte Dampf wird in Richtung - des Pfeiles ix abgeführt. Bei 12
ist ein Überhitzer, bei 13 sind Leitwände für die Heizgase angedeutet.
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Bei der Anlage nach Abb. 2 sind an dem Oberkessel-4 in symmetrischer
Lage zueinander zwei Systeme nach Art von Abb. i angeschlossen. Die Züge der beiden
Feuerungen münden in den gemeinsamen Abzugskanal14.
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Bei der Anlage nach Abb. 3 sind zwei vollständig getrennte Kessel
nach Art von Abb. i in symmetrischer Anordnung mit einem gemeinsamen Abzugskanal
14 für beide Feuerungen wie in Abb. 2 vorhanden.
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Bei allen diesen Kesseln sind auch die Wasserräume des Hauptkessels
4 und des Nebenkessels 8 durch Rohre io in Abb. 1 miteinander verbunden. Diese Verbindung
ist unter Umständen entbehrlich. Wenn nämlich die Verdampfung in den abgetrennten
Rohren 7 in solcher Weise vor sich geht, daß alles von unten nachströmende Wasser
oder Dampf-Wasser-Gemisch schon in den Rohren vollständig in Dampf verwandelt wird,
so bedarf es nicht mehr der Scheidung von Wasser und Dampf im Nebenkessel, somit
auch keines Wasserraumes in diesem Kessel und keiner Verbindung eines solchen Wasserraumes
mit dem Wasserraum des Hauptkessels. Man kann sich darin auf die Verbindung 15 (Abb.
4) zwischen den Dampfräumen beschränken. In Analogie dazu wird man bei starker Beheizung
des Rohrbündels auch darauf verzichten können, die obere Kammer 3 des Rohrbündels
an den Wasserraum des Hauptkessels 4 anzuschließen. Es wird auch hier eine Verbindung
16 der Kammer nur mit dem Dampfraum des Kessels 4 ausreichen. Diese Rohrverbindung
mit dem Dampfraum des Oberkessels kann aber auch in geschlossener Leitung durch
das Wasserunterteil des Oherkessels geleitet werden.
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Rückt man die beiden Röhrenbündel der Kessel (Abb. 2 und 3) mit Hilfe
der Aufhängevorrichtung 17 so weit voneinander, daß zwischen ihnen ein genügend
großer Hohlraum 18 entsteht, so kann man in diesen Dampfüberhitzer, Lufterbitzer
oder Wasservorwärmer einzeln oder zusammen einsetzen. Durch entsprechende Anordnung
der Lenkwände können die Gase in beliebiger Richtung durch die genannten Wärmeverwerter
geleitet werden, bevor sie den Sattdampf erzeugenden Dampfkessel durch den Gasabzugskanal
14 verlassen.
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Die Anordnung wärmeaufnehmender Zusatzheizflächen zwischen den Röhrenbündeln
hat die Wirkung, daß die Gase des Kessels innerhalb des Kesselkörpers besser und
ohne irgendwelche Abkühlungsverluste ausgenutzt werden können, als wenn.- sie erst
nach Verlassen des Gasabzugskanal 14 durch Vorwäimer oder Lufterhitzer geleitet
würden, welche hinter dem Kessel in einem besonderen Mauerblock angeordnet sind.