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Hochdruck-Schlangenrohrkessel Die Erfindung betrifft einen Hochdruck-Schlangenrohrkessel,
in dessen Feuerzügen, wie beim sogenannten Löffler-Kessel, nur Rohrschlangen, wie
überhitzer- und Vorwärmerschlangen, untergebracht sind und an dessen Feuerraum sich
ein Turmschacht anschließt, in welchem die Rohrschlangensvsteme übereinander derart
angeordnet sind, daß die unteren zur Dampfüberhitzung und die oberen zur Luft- und
Wasserv orwärmung dienen.
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Bisher hat man bei derartigen Kesseln den Turmschacht einfach vom
Feuerraum aus senkrecht hochgeführt. Diese Ausführung ist aber, wenn man den Kessel
mit langem Rost, z. B. einem Wanderrost, also mit langgestrecktem Feuerraum ausbildet,
ungünstig, weil der Schachtquerschnitt, um zu günstigen Zugverhältnissen zu kommen,
wesentlich kleiner sein muß als die Fläche des Rostes bzw. des Feuerraumes. Infolgedessen
läßt sich bei unmittelbar senkrecht über dem Rost bzw. dem Feuerraum hochgeführtem
Schacht der Raum über der Feuerung in der Längsrichtung des langen Rostes nicht
genügend ausnutzen.
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Man hat auch bereits Siederohrkessel ausgebildet, deren Feuerraumdecke
nach der Mitte schräg aufwärts zu dem senkrechten Gasabzugschacht geführt ist und
in deren Feuerraum ein tief hineinreichendes, fächerartig auseinandergezogenes Bündel
hängender U-förmiger Siederohre untergebracht ist. Diese Ausführung ist aber für
Hochdruck-Schlangenrohrkessel nach Art der Löffler-Kessel und somit für die Zwecke
der Erfindung nicht brauchbar. Ein derartiger Kessel arbeitet nämlich mit sehr hohen
Temperaturen und sehr hohem Dampfdruck. Beide lassen sich in U-förmigen Steilrohren,
deren Schenkel, wie bei der bekannten Ausführungsform, unmittelbar an gemeinsamen
Zuführungs- und Abflußkammern angeschlossen sind, nur schwer erzielen, denn bei
den bekannten hängenden U-förmigen Rohren werden nur die kurzen Krümmerstrecken
in der Querrichtung, die langen geraden Rohrstrecken aber in der Längsrichtung von
den Feuergasen beaufschlagt werden, was einen schlechten Wärmeübergang ergibt. Um
zu den erforderlichen hohen Temperaturen und Dampfdrücken zu kommen, müßtendaher
die U-förmigen Steilrohre hintereinandergeschaltet werden, so daß durch einen Teil
derselben der schon stark überhitzte Dampf strömt. Da die in der heißesten Feuerzone
liegenden Rohrkrümmer erfahrungsgemäß schon als Siederohrkrümmer stark beansprucht
sind, würden bei der Hintereinanderschaltung von U-förmigen hängenden Rohren die
Krümmer
der nachgeschalteten Rohre sehr schnell verbrennen. Gerade
mit Rücksicht auf diese Gesichtspunkte verwendet man bei Löffler-Kesseln Rohrsysteme,
die aus viereckigen, in zur Strömungsrichtung der Gase parallelen Ebenen gewickelten
Spiralen bestehen, weil sich dabei Krümmer von kleinem Halbmesser vermeiden lassen,
die Zahl der stark beheizten Krümmer sehr gering und unten auf zwei beschränkt ist
und außerdem ein guter Wärmeübergang an den quer liegenden Rohrstrecken erzielt
wird. Die Unterbringung dieser viereckig gewickelten Spiralen in einem unmittelbar
senkrecht vom Feuerraum aufsteigenden Turmschacht bedingt aber eine große Schachthöhe,
deren Vermeidung den Zweck der Erfindung bildet.
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Neben dem Schacht muß außerdem in solchen Fällen der Feuerraum, um
die Abstrahlungsverluste möglichst klein zu machen, durch eine starkwandige Hängedecke
abgedeckt werden. Diese ist teuer und kann die Abstrahlungsverluste nur vermindern,
aber nicht ganz verhüten. Der senkrechte Schacht könnte wesentlich niedriger werden,
wenn man, statt nur in die Höhe zu bauen, den Schacht auch über die, bisher nicht
ausgenutzte lange Strecke über dem Rost hinziehen würde. In diesem Falle könnte,
wie nachstehend ersichtlich sein wird, an Baustoffen gespart und außerdem die Abstrahlungsverluste
durch die Feuerraumdecke vermindert werden. Wenn man jedoch den Schacht zunächst
waagerecht über die ganze Länge des Feuerraumes bzw. des Rostes verlaufen ließe
und in diese waagerechte Strecke ein Schlangensystem aus rechteckigen Spiralen verlegen
würde, ergäben sich ungünstige Zugverhältnisse, weil die scharfen Umlenkwinkel,
in welchen die Umlenkung der Gase bzw. der Wechsel der Strömungsrichtung erfolgt,
zu toten Ecken führen, in denen die Rohre von den Heizgasen nicht bestrichen werden
und Flugasche sich ansammeln kann.
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Die Erfindung hat den Zweck, bei Kesseln der genannten Art diese bessere
Raumausnutzung in vorteilhafter Weise zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird der vorgenannte Zweck dadurch erreicht, daß zwischen
den Feuerraum und den senkrechten Gasabzugsschacht ein schräg ansteigender Zug von
der Länge des Feuerraumes geschaltet ist, in dem die seiner Form entsprechend als
ganz oder annähernd rhombusförmige Spirale ausgebildete Überhitzerschlange untergebracht
ist. Die Führung der Gase soll sich dadurch nunmehr einwandfrei gestalten, weil
eine Umlenkung nur noch in flachstumpfen Winkeln erfolgt. An Baustoffen soll außerdem
gespart werden, denn was in der Längsrichtung des Feuerraumes bzw. des langen Rostes,
der natürlich ohnedies überdeckt sein muß, für die Gaszüge gewonnen wird, braucht
in der Höhe nicht aufgebaut zu werden. Während außerdem früher die neben dem senkrecht
aufsteigenden Schacht liegende Decke, wie eingangs erwähnt ist, mit Rücksicht auf
die Abstrahlungsverluste als schwere Hängedecke ausgeführt werden mußte, braucht
jetzt die an Stelle dieser Hängedecke tretende, über den Schlangenrohren liegende
schräge Decke nur als dünnwandige Abschlußdecke ausgebildet zu werden, weil die
in der schrägen Schachtstrecke noch wirkende Strahlungswärme von den Schlangenrohren
größtenteils aufgenommen wird, bevor sie zu der Decke gelangt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Kessels nach der
Erfindung teils in Seitenansicht, teils in senkrechtem Schnitt dargestellt.
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Der Kessel ist mit Kettenrost h ausgerüstet, so daß der Verbrennungsraum
i sehr lang ausfällt. Um den über ihm liegenden Raum in der Länge für die Gasführung
vollständig auszunutzen, ist der über diesem Feuerungsraum hochgeführte Gasabzugschacht
in seinem unteren Teil, in dem der dem Feuerungsraum zunächst liegende Überhitzer
untergebracht ist, über die ganze Länge des Feuerungsraumes i hinweg schräg nach
aufwärts gezogen. Der in diesem Teil des Gasabzügschachtes liegende erste Dampf
überhitzer ist als rhombusförmige Spirale von der Tiefe des Verbrennungsraumes bzw.
der Länge der schrägen Schachtstrecke entsprechender Länge in der Weise ausgebildet,
daß unten und oben etwa der halben Länge des Verbrennungsraumes entsprechende Rohrstrekken
h waagerecht geführt sind, während die diese Rohrstrecken verbindenden Strecken
L in der Schrägrichtung des Schachtes verlaufen. An den letzteren liegen die den
Gaszugquerschnitt mitbestimmenden Feuergaslenkwände an, von denen die untere als
Schirmwand vra dient. Die aufsteigende Reihe von Pfeilen soll die Führung der Feuergase
zeigen. Der Querschnitt des schrägen Schachtstückes kann den günstigsten Zugverhältnissen
leicht angepaßt werden, um das Entstehen von Wirbeln und toten Ecken zu verhindern.