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Verfahren zur Erzeugung von Hochdruckdampf In neuerer Zeit sind Bestrebungen
im Gange, für - Dampfbetrieb Hochdruckdampf zu verwenden. Die größte Schwierigkeit
bereitet die Dampferzeugung, da bei. dem hohen Druck und der hohen Temperatur das
Material des Kessels außenordentlich gefährlich beansprucht ist, wenn man die Heizwirkungen
durch die Kesselwandungen hindurchleltet. Da die Heizgase der verwendeten Feuerungen
Temperaturen von r ooo° C und mehr erreichen, so lassen sich gefährliche örtliche
Wärmestauungen in den Kesselwänden mit Sicherheit nicht vermeiden, besonders dann
iricht, wenn Ablagerungen durch Kesselstein, Schlamm üsw. stattfinden.
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Im nachfolgenden soll ein neues Verfahren zur Dampferzeugung, insbesondere
von Hochdruckdampf, beschrieben werden, bei. welchem die zur Verdampfung im. Kessel
erforderliche Wärme nicht von außen durch die Wandungen des Kessels hindurch nach
dem Innern. geleitet, sondern unmittelbar in das Kesselinnere geführt wird.
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Zu diesem Zwecks wird von einem tnommel- oder kugelfönn;igen Behälter
reit Wasser- und Dampfraum ohne ,äußere Beheizung mittels einer vom Kessel abzweigenden
und in diesen wieder einmündenden Rohrleitung ein Teil des Kesselinhalts (Dampf,
Wasser oder ein Gemisch beider) entnommen und zwangläufig mittels einer Pumpe o.
dgl. nach Wärmeaufnahme in einer beliebig außerhalb des Kessels angeordneten Heizvorrichtung
(in die Rohrleitung etin geschalteten Rohrschlangen, Rohrbündeln o. dgl.) mit äußerer
Behieizung in ununterbrochenem Kreislauf als überhitzter Dampf dem Kesselinhalt
zugefüihrg.
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Wird als Helzmediium Dampf dem Kessel entnommen und durch eine Pumpe
zwangläufig nach Wärmeaufnahme und Überhitzung in einer besonderen dem Wasserinhalt
des Kessels zugedrückt, dann ist bei hohen Drücken ein verhältnismäßig kleines Vielfaches
der zu :erzeugenden Dampfmenge, etwa die drei- bis sechsfache Menge, umzupumpen.
Für Nxederdruckdarrnpfanlagen wäre diese Art der Dampferzeugung wirtschaftlich unmöglich,
weil eine zu große Dampfmenrne umzupumpen wäre und sich infolgedesseneiine zu große
Pumpenleistung als Verlust ergeben würde. Daher ist dass beschriebene Verfahren
nur bei Hochdruckdampfanlagen, d. i. Dampfanlagen für mehr als etwa. 3o Arm;. Dampfpressung,
mit wirtschaftlichem Vorteil anwendbar.
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Wird zur Hochdruckdampferzeugung ein Teil des Wasserinhalts dem trommelartigen
Kessel entnommen und nach Wärmeaufnahme und Überführung in überhitzten Dampf durch
eine Pumpe dem Wasserinhalt dies Kessels wieder zugeführt, dann ist .eine Menge
umzupumpen, die kleiner ist als .die Speisie-wassermenge. Hierdurch ist der Unterschied
gegenüber den üblichen Wasserumlaufkesseln, wie Steilrohrkesseln, gekennzeichnet,
bei denen in der Regel ein Vielfaches der Kesselspes,ewa;ssermenge
zum
Umlauf gebracht werden muß, um eine Entblößung der Heizrohre von Wasr ser unter
allen Umständen zu verhüten.
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Das neue Verfahren ermöglicht die Anordnung des Kessels an beliebiger
Stelle, unabhängig von der Lage der Heizvorrichttmg, im Gegensatz zu den heutigen
Kesselbauarten, wo, die Kesseltrommeln zumeist an höchster Stelle des Kessels auf
schweren Gerüsten aufgebaut werden müssen, damit die Dampfentwicklung an höchster
Stelle sicher erfolgen kann.
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Bei solchen Obexk,esseln mit größerem Wasserinhalt wird in neuerer
Zeit auch die Außenbefeuerung weggelassen, so daß man es in diesem Falle nicht mit
Kesseln zu tun hat, in denen eine Dampfentwicklung durch Wärmezufuhr erfolgt, sondern
nur rnit Dampfsammlern, durch welche eine Scheidung der Dampfblasen vom Wasser zwecks
A!nsammrlung des Dampfes an höchster Stelle angestrebt wird. Auch .diese Dampfsammler
unterscheiden sich somit von den trommelartig en Kesseln .nach der Erfindung, in
denen Saftdampf dadurch erzeugt wird, daß Wärme in Form von überlütztem Dampf unmittelbar
dem Kesselinnern zugeführt wird.
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Durch das neue Hochdruckdampferzeugungsverfa.hren wird weiter ein
außerordeutlich sicherer Betrieb erzielt; denn die Wandungen des Kessels werden
hei dem entsprechenden Druck höchstens die Temperatur des Saftdampfes annehmen könne.
Abscheidung von Verunreinigungen an den Innenwandungen des Kessels hat auf die Dampferzeugung
kei, nerlei ungünstigen Eiinfluß.. Im Gegenteil, sie vermindert den Abstrahlungsverlust,
der im Übrigen bei diesem Kessel in einfacher Weise durch außen aufgebrachte Wärmneschutzmittel
verhindert wird. Ferner ist der Kessel weniger empfindlich gegen Veränderung des
Flüssigkeitsstandes als die üblichen Kessel mit Außenfeuerung, und er kann irr.
Beliebiger Lage zur Heizvorrichtung angeordnet werden..
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Weiter ist .ermöglicht, die zur Verdampfung erforderliche Wärme in
der Heizvorrich tung mit äußerer Beheizung in Rohren von nur kleinen Abmessungen
(Rohrschlangen, Rohrbündeln) aufnehmen zu lassen, die auch bei hohem Druck mit Leichtigkeit
betriebssicher ausgeführt werden. Ein unzulässiger Wärmestau in den Rohrwandungen
wird durch die zwangläufige Bewegung des Hei:zmedituns mittels Umlaufpumpie mit
Sicherheit vermieden.
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Es sind allerdings bereits Dampferzeuger mit mittelbarer Behelzung,
also, von den Feuergasen nicht bespültem Dampfkessel., bekannt. Bei ihnen wird jedoch
die Heiz= flüssigkeit, denen B@eheizung an beliebiger Stelle ,erfolgt, durch ehm
besondere Rohrschlange o. dgl., unter Umständen unter Zuhilfenahmeeiner Pumpe, hindurchgedrückt.
Diese Rohrschlange ist durch das Innerle des eigentlichen Dampfkessels hindurchgeleitet.
Die Heizflüssigkeit tritt also, bei diesen hekannten Einrichtungen nicht unmittelbar
und an den versckeedensten Stellen mit dem Kesselinhalt in B.eAhrung, wie dies beim
vorliegenden Verfahren der Fall ist. Rei diesern ist daher die mittelbare Behnzung
eine schnellere und gründlichere. Auch bietet es an sich nichts Neues, Dampf in
einem unb:eheizten Kessel durch zwangläufig in das Wasser eingeführten überhitzten
Dampf zu erzeugen. Hier bandelt res sich aber um die Erzeugung von Niederdruckdampf,
also um ein von einem Verfahren zur Erzeugung von Hochdruckdampf grundsätzlich abweichendes
Verfahren.
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Um die erste Dampferzeugung einzuleiten und den Betrieb des Messiels
zu beginnen ,oder um zeitweise die Dampferzeugung zu erhöhen, können eine Reihe
von Hilfsreiairichtungen verwendet werden. Beispielswelse ist die Anordnung eines
besonderen Hilfskessels möglich nnit besonderer Feuerung, durch welchen Niederdruckdampf
erzeugt wird, oder eines als Erstdampferzenger betriebenen elektz-isc4en Kessels
usv#, " -' In der Zeichnung ist eine Ausführungsform dargestellt. Hierbei wird beispielsweise
der im.Kessel k. erzeugte -Dampf durch eine Leitung c einer Umlaufpumpe u zugeführt
und von dieser aus zwaugläufig weiterbewegt nach einer besondeneh, unabhängig vom
Kessel angeordneten Heizvorrichtung, die von einer Feuerung f durch beispielsweise
auf dem Wandernostr verbrannte Kahle beheizt wird. Von. der Umlaufpumpe .u gelangt
der dem Kessel entnommene Inhalt zunächst nach der Heizschlange,hi, wo, er in über.Yuitzten
Dampf umgewandelt und als solcher am .einfachsten bei d unter Vermittlung eines
durchlochten Rohres o,1 in die Kessel$üssigkeit übergeführt wird, die bei i, i ihren
Flüssigkeitsspiegel besitzt. Die Heizgase gelangen nach Durchströmen der Hetschlange
hl zu Heizschlangen h2, in denen der aus dem Kessel bei b entnommene Verbrauchssattdampf
auf seinem Wege zur M_aschme entsprechend überhitzt wird. S;odam bestreichen d4e
Heizgase die Heizschlangen h3, an denen sie ihre -Rest: wärme abgeben, um das von
einer K essellspeisepunzpe s bei a in den Kessel gedrückte Speisewasser zu erwärmen.
Schließlich gelangen die Heizgase bei, o i den Schamsteins.
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Der zur Dampferzeugung im Kessel. zwangläufig in diesen eingedrückte
überhitzte Dampf kann auch zunächst in einer geschlos,-senen Rohrleitung, Rohrscblagge
o. dgl, durch den Wasserraum des- Kessels geführt werden,
um nachher
an einer beliebigen SmeIlle des Dampfraumes überzutreten, codier es kann ein Teil.
des Heizmediums in den Wass--j#,-raiuti des Kessels, der übrige Teil an einer beliebigen
Stelle des Dampfraumes, sei: es im Kessel oder in der angeschlossenen Dampfleitung,
beispielsweise zwecks Trocknung des zur Pumpe zu leitenden Dampfes, austreten.
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Zur Regelung der Dampferzeugung ist es zweckm,ä:ßig, die Wirkung der
Umla.ufpuinpe für das Heizmedium und auch der Heizverrichtung zwangläufig der Verbrauchsdampfentnahme
aus dem Kessel anzupassen, indem beispielsweise das Zuführungsventil der Dampfmaschine,
die dien Dampf verarbeitet, derart mit der Förderpumpe füx das denn Kessel entnommene
Heizmedium verbunden wird, daß sie beispielsweise beim Drosseln des Zuführungsventils
langsamer läuft;-ebenso soll dabei die Heizung des Ofens, wenn sie beispielsweise
durch Öl oder Gas erfolgt, durch Abdrossesung des Heizöl- oder Gaszustromes verringert
werden. Auf diese Weise wird eine sehr einfache und betriiebssichere Regelung der
Dampferzeugung erreicht.
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Bei der beschriebenen Ausführung ist angenommen, daß der Verbrauclhsdampf
iui mittelbar dem Kessel entnommen wird; er kann jedoch auch aus der Leitung des
Hemediums von der Umlaufpumpe zum Kessel als überhitzter Dampf etwa bei bi entnommen
werden.
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Das beschriebene Verfahren. läßt sich mit gleich großem Vorteil sowohl
für ortsfeste als für ortsbewegliche Anlagen (Lokomotiv betriebe, Schiffsbetriebe
usw.) verwenden.