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Dampferzeuger Es ist bereits vorgeschlagen worden, dadurch Dampf zu
erzeugen, daß man in eine kleinere Menge überhitzten Dampf . Wasser einspritzt,
hierdurch dem Dampf die Überhitzungswärme entzieht und das eingespritzte Wasser
verdampft. Dieser neugebildete und der abgekühlte Dampf werden dann gemeinsam überhitzt
und durch weiteres Einspritzwasser abgekühlt, so daß wieder neuer Dampf entsteht
usw., bis die gewünschte Betriebsdampfmenge erreicht ist.
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Dieses Verfahren eignet sich nun ganz besonders für Hochdruckdampf,
da wegen des günstigen Verhältnisses der Gesamtwärme zur Verdampfwärme bei hohem
Druck die aus einem Kilogramm überhitzten Dampfes erzeugbaren Naßdampfmengen verhältnismäßig
groß werden und ferner alle die Schwierigkeiten und Verteuerungen vermeidbar sind,
die den gewöhnlichen Dampfkesseln bei hohen Dampfdrücken anhaften. Hierzu gehören
vor allem die verschiedenen Einwirkungen der Verunreinigungen und des Luftgehaltes
des Speisewassers und der Materialaufwand, der durch die bei Hochdruck erforderlichen
großen Wandstärken bedingt ist. Um den bereits vorgeschlagenen, aus mehreren hintereinandergeschalteten
Überhitzern und Verdampfern (Dampfkühlern) bestehenden und mit Verdampfung von in
überhitztem Dampf eingespritzten Wasser arbeitenden Dampferzeuger (kurz Stufen-Einspritzkessel)
für Hochdruckbetrieb brauchbar zu machen, ist es jedoch erforderlich, daß die Erzeugung
des Erregerdampfes und die Beschaffung und Speicherung des Einspritzwassers die
gleiche Elastizität aufweist, wie sie für die Lieferung das Dampfes selbst verlangt
werden muß. Diese Forderung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß den der eigentlichen
Dampferzeugung dienenden Einrichtungen, wie Verdampfern und Überhitzern, ein Behälter
parallel geschaltet wird, durch den sowohl ein Ausgleich der Dampflieferung als
auch ein Aufspeichern einer gewissen Menge heißen Einspritzwassers erfolgen kann.
Zudem soll dieser Behälter dazu dienen, das zuviel eingespritzte und nicht verdampfte
Wasser wieder aufzunehmen. Der Wasserinhalt dieses Behälters dient also wie bei
einem Großwasserraumkessel zu einem Ausgleich der Dampflieferung, unterscheidet
sich von den bekannten Einrichtungen aber wesentlich dadurch, daß er zu den der
eigentlichen Dampferzeugung dienenden Einrichtungen parallel geschaltet ist, eine
Dampflieferung, und zwar mit vollem Betriebsdruck, also auch dann stattfinden kann,
wenn der Wasserinhalt des Behälters z. B. noch nicht die erforderliche Aufwärmung
erfahren hat. Ebenso kann bei geringem Dampfbedarf dieser Behälter zum Niederschlagen
großer Überschußdampfmengen benutzt werden, indem kalt und in Überschuß gespeist
wird. Etwaige Unregelmäßigkeiten in der Temperatur des Wasserinhaltes sind dabei
ohne Belang auf den Dampfdruck des Gebrauchsdampfes, da dieser nicht wie beiden
bekannten Einrichtungen den Wasserinhalt des Behälters durchsetzen muß.
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Auf der Abbildung ist ein Dampferzeuger
gemäß vorliegender
Erfindung schematisch dargestellt. In dem Feuerraum i ist beispielsweise ein besonderer
Kessel gewöhnlicher Betriebsart, aber von verhältnismäßig kleiner Leistung eingebaut
(2 und 3), der gleichzeitig als Vorwärmer für das gesamte Einspritzwasser dient.
Die wasserführenden Rohre dieses Kessels und Vorwärmers können in bekannter Weise
zur Auskleidung des Feuerraumes verwendet werden. Das als Einspritzwasser dienende
Speisewasser wird bei q. zugeführt und verläßt, fast bis auf Verdampftemperatur
vorgewärmt, bei 5, der Erregerdampf bei 6 über eine Drosselstelle 29 diesen Kessel.
Der Dampf durchströmt nun der Reihe nach die Überhitzer 7 bis i2, die von den Körpern
13 bis 18 unterbrochen werden. Diese Körper sind die Verdampfer (Dampfkühler), in
welche der von unten eintretende überhitzte Dampf mit dem von oben durch den Überdruck
im Erregerkessel eingepreßten, fein verteilten Wasser in Berührung gebracht wird.
Der Dampf gibt seine Überhitzungswärme ab und verdampft das eingespritzte Wasser.
Bei 1g bis 23 sind Regelvorrichtungen angebracht, die aus Thermostaten bestehen,
mittels welcher die Einspritzwassermenge in Abhängigkeit von der Überhitzungstemperatur
des Dampfes am Ende des folgenden Überhitzers geregelt wird. Im allgemeinen wird
man die Abkühlung des Heizdampfes nicht bis auf Sättigungstemperatur treiben und
auch sonst zu verhüten suchen, daß sich Wasser abscheidet. Sollte solches aber doch
ausfallen, so dienen die Leitungen 24 dazu, dieses in das Sammelgefäß 25 abzuführen.
Das Sammelgefäß 25 hat aber noch weiter den Zweck, als Puffer zum Ausgleich von
Dampfbedarfsschwankungen zu dienen. Das Dampfverteilrohr im Sammler ist durch 26
dargestellt. Die Entnahme des Dampfes erfolgt aus Dampfdom 27. Der gesamte Dampf
aus dem Sammler tritt durch den Schlußüberhitzer 28, wo er auf die Betriebsüberhitzung
gebracht wird.
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In den Sammler kann über Ventil 3o auch kaltes Speisewasser gespeist
werden, das durch überschüssigen Dampf im Sammler auf Verdampftemperatur erhitzt
wird. Der Behälter kann auch ganz ausgeschaltet werden, z. B. wenn die Dampferzeugung
dem augenblicklichen Bedarf an Dampf vollkommen angepaßt ist, indem man den Betriebsdampf
nicht dem Sammler, sondern über Ventil 31 dem letzten Verdampfer 18 entnimmt. Aus
dem Sammler kann auch Einspritzwasser entnommen werden, wenn der Wasserstand im
Sammler zu stark ansteigt oder bei kleinen Belastungen überschüssiger Dampf in ihm
niedergeschlagen wird.
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Ein besonderer Vorteil des Dampferzeugers besteht darin, daß, abgesehen
vom Erregerkessel, der nur unbedeutenden Inhalt hat, kein Wasser und nur wenig Dampf
in den von den Feuergasen bestrichenen Teilen enthalten ist und der Behälter 25,
der- Dampf und Wasser in größeren Mengen einschließt, außerhalb der Feuerräume gelegen
ist. Es ist somit möglich, jede Gefahr bei etwaigem Platzen oder Durchbrennen der
Überhitzerrohre zu vermeiden, indem man den Erregerkessel (2-3) und den Sammler
25 durch Rückschlag- oder selbsttätige Rohrbruchventile von den Überhitzern abtrennt,
z. B. bei 32 und 33.
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Anstatt mit Wasser kann, wie es schon für andere Speicher empfohlen
wurde, der Sammler 25 auch mit einer hochsiedenden Flüssigkeit, z. B. Diphenyloxyd,
gefüllt werden. In diesem Falle wird der hochüberhitzte Dampf aus dem letzten Überhitzer
in Rohrschlangen durch die Sammlerfüllung geleitet und gibt einen Teil seiner Wärme
an diese ab. Bei plötzlichem größerem Dampfbedarf kann diese Wärme wieder von der
Speicherflüssigkeit an das Kesselwasser zurückgegeben werden. Die Verwendung einer
hochsiedenden Flüssigkeit hat den bekannten Vorteil, daß der Sammler nur für geringeren
Druck bemessen zu sein braucht. So hat z. B. Diphenyloxyd, das durch überhitzten
Dampf beispielsweise auf 400 ' erhitzt wurde, erst einen Druck von 1o Atm. Es kann
also in einem Sammler, der nur für io Atm. Druck gebaut ist, hindurchgeleitetes
@ Speisewasser bei ioo Atm. Druck verdampft werden.