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Hochdruck-Schiffswasserrohrkessel mit mittelbar beheizter Betriebsdampftrommel
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Ausführungsform eines insbesondere als Schiffskessel
geeigneten Hochdruck-Wasserrohrkessels mit mittelbar beheizter Betriebsdampftrommel,
der neben den Vorzügen des mittelbaren Systems zur Erzeugung von sehr hoch gespanntem
Dampf und neben einer möglichst nahen Anpassung an die übliche Wasserrohrkesselbauart
mit unmittelbarer Beheizung besondere Vorteile bietet. Zu diesem Zweck ist der wärmeaufnehmende
Teil des geschlossenen Umlaufsystems für den Wärmeträger in der Weise ausgebildet,
daß die dem Feuerraum zunächst liegenden Rohrreihen durch im wesentlichen gerade
Rohre und die auf diese Rohrreihen nach außen folgenden Verdampfungsflächen des
Umlaufsystems durch Rohrschlangen gebildet werden, welche zwischen den durch die
geraden Rohrteile gebildeten dichten Wänden liegen, wobei die Führung der Heizgase
eine solche ist, daß sie quer oder entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des umlaufenden
Heizmittels die Schlangenrohre bestreichen. Es ist bei Schiffskesseln mit unmittelbarer
Dampferzeugung bekannt, zwischen geschlossene Rohrwände beiderseits des durch sie
gebildeten dachförmigen Feuerraumes Bündel von gebogenen oder schwach schlangenförmig
gekrümmten Verdampfungsrohren zu verlegen. In diesem Fall sind die geschlossenen
Wände indessen im unteren Teil durchbrochen, so daß die Flamme ohne vorherige Umkehr
von unten nach oben unmittelbar an diesen so eingeschlossenen Rohrbündeln entlangstreicht.
Es geht hier also ein erheblicher Teil der strahlenden Wärme für die geschlossenen
Rohrwände verloren, und ein Teil der frischen Flamme wird zwischen die eingeschlossenen
Rohrbündel abgelenkt, wo er bei nur wenig vergrößerter Heizfläche, auf den Abstand
zwischen Obertrommel und Untertrommel gerechnet, zur Dampferzeugung beiträgt.
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Es sind also hier diejenigen Bedingungen für die Verteilung der geraden
und schlangenförmigen Rohre in Verbindung mit der Art der Feuerführung, wie sie
den Gegenstand der vorliegenden Erfindung kennzeichnen, nicht erfüllt.
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Es wird nämlich bei dem mittelbar beheizten Schiffskessel gemäß der
Erfindung die stärkste strahlende Wärme von verhältnismäßig kurzen geraden Rohren
aufgenommen, in denen eine lebhafte Verdampfung stattfindet, und die entstehenden
Dampfblasen der Heizflüssigkeit können ungehindert in der gewünschten Umlaufsrichtung
des Heizmittels abströmen. Es ist auf diese Weise ohne Zuhilfenahme einer Umlaufpumpe
die ungestörte dauernde Strömung des Wärmeträgers in dem wärmeaufnehmenden Teil
unter gleichzeitiger Erzielung des Vorteils gesichert, daß sich in dem größeren
schlangenförmig gekrümmten Teil der Heizfläche mit schwächerer Beheizung ein wesentlicher
Anteil des gesamten Heizdampfes entwickeln kann.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. i zeigt einen Querschnitt des Kessels nach Linie I-I der Abb.
z und Abb. z einen Längsschnitt nach Linie II-II der Abb. i.
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Die Erzeugung des Hochdruckdampfes findet in einer Kesseltrommel i
durch einen Wärme
träger (z. B. Wasser bzw. daraus entwickelter
Dampf) statt, der seine Wärme an den Wasserinhalt der Trommel i durch Heizkörper
2 abgibt, die einen Teil des geschlossenen Umlaufsystems für den Wärmeträger bilden.
Jeder Heizkörper 2 ist durch ein Rohr 3 mit einem Dampfwasserbehälter 4 verbunden,
an den auch der wärmeaufnehmende Teil des Umlaufsystems angeschlossen ist. Es sind
zwei solche Zwischenbehälter 4 vorgesehen, die seitlich von der Betriebsdampftrommel
i liegen. Den wärmeaufnehmenden Teil des Umlaufsystems bilden innere, den Feuerraum
umkleidende Rohre 5, Schlangenrohre 6 und äußere Rohre 7. Die Rohre 5, 6 und 7,
in denen der Heizdampf erzeugt wird, gehen von einer unteren Sammelkammer 8 aus
und münden mit ihren oberen Enden in den Zwischenbehälter 4. Jeder Zwischenbehälter
4 ist ferner mit der auf der gleichen Seite der Feuerung angeordneten Sammelkammer
8 durch außerhalb der Feuerraumwände liegende Fallrohre g verbunden. Ferner führen
von den Heizkörpern 2, denen derHeizdampf von dem auf der betreffenden Feuerungsseite
liegenden Zwischenbehälter 4 durch die Rohre 3 zuströmt, ebenfalls außerhalb der
Feuerraumwände liegende Kondensatableitungsrohre io zu der auf dieser Feuerungsseite
angeordneten Sammelkammer B. Die auf einer Seite des Feuerraumes liegende Verdampfungsfläche
bildet also zusammen mit der einen SammeIkammer 8, dem einen Zwischenbehälter 4,
den durch Rohre 3 an diesen Zwischenbehälter angeschlossenen Heizkörpern 2 und den
zugehörigen Fallrohren g und Kondensatableitungsrohren io eine für sich geschlossene
Gruppe des Umlaufsystems für den Wärmeträger. Dabei sind die inneren Rohre 5 und
äußeren Rohre 7 der Verdampfungsfläche so angeordnet, daß auf jeder Seite der Feuerung
ein Heizgaszug vorhanden ist, den die Heizgase in der Richtung von oben nach unten
durchströmen. Zu diesem Zwecke bilden die Rohre 5 und 7 in an sich bekannter Weise
dichte Rohrwände. Am oberen Ende der inneren Rohrwände ist abwechselnd von rechts
und links ein Rohr 5 nach der Mitte der Feuerung abgebogen und wieder nach außen
bis zum Anschluß an den Zwischenbehälter4zurückgeführt. DieZwischenräume zwischen
den Rohren 5 am oberen Ende der Rohrwand ergeben Durchlässe für die Heizgase und
die nach der Mitte abgebogenen dicht nebeneinanderliegenden Teile der Rohre einen
Wärmeschutz ii für die Betriebstrommel. Am unteren Ende der äußeren Rohrwand ist
abwechselnd das eine um das andere Rohr 7 nach außen abgebogen, so daß an dieser
Stelle der Rohrwand Durchlässe für die Heizgase entstehen. In dem seitlich von den
Rohren 5 und 7 begrenzten Heizzuge liegen die Schlangenrohre 6. An Stelle eines
Teiles der Schlangenrohre kann ein Überhitzer für den Betriebsdampf in den Heizgaszug
eingebaut sein. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel des Kessels ist in dem
linken Heizgaszug ein Überhitzer 12 angeordnet. Der in der Betriebsdampftrommel
i erzeugte Dampf wird der unteren Sammelkammer 13 des Überhitzers durch eine Leitung
14 zugeführt. Von der oberen Sammelkammer 15 des Über. hitzers strömt der überhitzte
Dampf durch eine Leitung 16 zur Verbrauchsstelle.
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Der Weg der Heizgase ist in Abb. i durch Pfeile veranschaulicht. Die
Heizgase treten in den durch die Rohrwände begrenzten Heizgaszug am oberen Ende
ein, durchströmen ihn von oben nach unten, treten am unteren Ende in einen zur Rauchkammer
führenden Kanal 17 über und strömen durch die Rauchkammer zum Schornstein 18. Auf
jeder Rauchkammerseite ist ein Luftvorwärmer zg eingebaut. Die hier vorgewärmte
Verbrennungsluft wird durch einen Kanal 2o unter den Feuerungsrost geleitet. Hinter
dem Luftvorwärmer ist in dem zum Schornstein führenden Heizgaskanal eine Zugregelvorrichtung
(Klappe 21 o. dgl.) eingebaut, so däß die Heizgasmenge für jede Kesselseite, d.
h. also für jede Gruppe des Heizmittelumlaufsystems, geregelt werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung sind natürlich Änderungen der Heizgasführung
möglich. So können z. B. zwischen der inneren und äußeren Rohrwand Zwischenwände
vorgesehen sein, so daß die Heizgase gezwungen sind, einen Zickzackweg zurückzulegen,
bevor sie in den zur Rauchkammer führenden Kanal 17 übertreten. In welchem Umfange
an Stelle der Schlangenrohrverdampfungsfläche Überhitzerheizfläche angeordnet wird,
richtet sich nach den Betriebsbedingungen.