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Dampfkessel, insbesondere Schiffskessel, mit mittelbarer Erzeugung
des Betriebsdampfes Gegenstand der Erfindung ist ein Dampfkessel, insbesondere ein
Schiffskessel, mit mittelbarer Erzeugung des Betriebsdampfes, bei welchem die wärmeaufnehmenden
Teile des Rohrsystems für den Wärmeträgerkreislauf aus fortlaufend schleifenförmig
gebogenen Rohrschlangen gebildet sind, die als Strahlungsfläche den Feuerraum begrenzen
und ohne Unterbrechung sich in eine Berührungsheizfläche fortsetzen.
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Gemäß der Erfindung münden die nebeneinanderliegenden Rohrschleifen
der Berührungsheizfläche in einen zwischen ihnen und dem wärmeabgebenden Teil eingefügten,
in an sich bekannter Weise seitlich des Rohrsystems angeordneten Zwischenbehälter
und bilden einen von ihren U-förmigen Schenkeln umgrenzten Raum, in welchem ein
Überhitzer o. dgl. so angebracht ist, daß er in der Längsrichtung dieses Raumes
und des Kessels ein-und ausgefahren werden kann. Diese Fahrbarkeit des Überhitzers
kann z. B. in der Weise ermöglicht werden, daß er an einem Ende, z. B. mit seinen
Dampfkästen, zwischen oberen und unteren Schienen geführt wird, während das andere
Ende des Überhitzers durch Schienen auf Schellen o. dgl, geführt ist, welche die
Rohre des Kreislaufrohrsystems an den Umkehrstellen zusammenhalten.
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Bei dieser Anordnung des Überhitzers in dem U-förmigen, also an einer
Seite offenen Raum ergibt sich ferner die Möglichkeit, den Überhitzer in der Querrichtung
des Kessels, also seitlich, zu verschieben bzw. bei einem an der Außenseite offenen
U-förmigen Raum auch ganz aus diesem Raum seitlich herauszuziehen. Man kann dann
sowohl an die Umkehrenden der Überhitzerelemente als auch von beiden Seiten an die
Umkehrstellen des Kreislaufrohrsystems zwecks Besichtigung, Reinigung usw. herankommen.
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Der überhitzer kann im ersten, an die Feuerung sich anschließenden
oder auch in einem folgenden, von den Rohrschlangen des Wärmeträgersystems gebildeten
Heizgaszug angeordnet werden. Da die Rohre des Umlaufsystems den Feuerraum an seinen
Wänden und auch an der Decke umkleiden, so ist der Überhitzer gegen die strahlende
Wärme der Feuerung genügend geschützt, andererseits treten aber die Heizgase, da
sie sich nur an der vorgeschalteten Strahlungsheizfläche abgekühlt haben, mit verhältnismäßig
hoher Temperaturen in den Heizgaszug mit der Überhitzerheizfläche o. dgl. ein, so
daß eine genügend hohe und auch annähernd gleichbleibende Überhitzungstemperatur
bei Belastungsschwankungen mit Sicherheit erreicht werden kann. Unter Umständen
kann man, wenn die Heizgase, wie es z. B. bei einer Ölfeuerung o. dgl. der Fall
sein könnte, in den ersten Zug hinter der Feuerung mit für den Ü'berhitzer zu hoher
Temperatur eintreten, den überhitzer auch im zweiten Zuge
unterbringen.
Hinter dem Überhitzer befindet sich aber infolge der erfindungsgemäßen Anordnung
des Zwischenbehälters seitlich des Rohrsystems eine genügend große Berührungsheizfläche,
um die Heizgase so tief abzukühlen, daß eine Verschlechterung des Kesselwirkungsgrades
vermieden wird. Diese große Berührungsheizfläche hat noch den weiteren Vorteil,
daß die Betriebssicherheit des Kessels dadurch ganz wesentlich erhöht wird. Denn
durch die Unterbringung des Überhitzers in dem U-förmigen Raum hinter der Strahlungsheizfläche
wird die Höhe zwischen denDeckenrohrenund demseitlichenZwischenbehälter vergrößert.
Infolgedessen wird die Gefahr, daß bei einem Leck oder bei einer sonstigen Undichtigkeit
in dem Rohrsystem die Deckenrohre bzw. die Strahlungsheizfläche erglühen und verbrennen
können, erheblich verringert, weil zunächst der gesamte Inhalt der verhältnismäßig
großen Berührungsheizfläche verdampfen bzw. verschwinden müßte. Außerdem werden
die Heizgase durch den Wasservorrat der verhältnismäßig großen Berührungsheizflächeund
durch den überhitzer so weit abgekühlt, daß die etwa vom Wasser entblößten oberen
Rohre keine gefährlich werdende Erwärmung erfahren können. Dieser Vorteil macht
sich nicht allein während des Betriebes, sondern auch beim Anheizen des Umlaufsystems
geltend; wo der Wärmeträger sich in kaltem Zustande befindet und daher ein erheblich
geringeres Volumen einnimmt als in beheiztem Zustande. Denn auch in diesem Fall
wird die Strahlungsheizfläche nicht von Flüssigkeit entblößt, da der Flüssigkeitsstand
des Wärmeträgers in kaltem Zustande nicht so tief absinken kann.
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Zur weiteren Verbesserung des Kesselwirkungsgrades hat man noch die
Möglichkeit, zwischen dem letzten Heizgaszuge und dem Rauchfang des Kessels einen
Rauchgasv orwärmer für das Kesselwasser oder für die Verbennungsluft bzw. beide
Vorwärmer hintereinander anzuordnen, so daß eine weitere Senkung der Temperatur
dei Rauchgase stattfindet.
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Es ist bekannt, bei einem mittelbar beheizten Dampfkessel den Überhitzer
zwischen den Schenkeln eines von den Rohrschlangen des Wärmeträgersystems umgrenzten
Raumes unterzubringen. Aber hierbei ist die ganze Anordnung des Wärmeträgersystems
anders als im vorliegenden Fall, und ferner ist der Überhitzer nicht in der Längsrichtung
-des Raumes ein- und ausfahrbar angeordnet. Es ist weiterhin bekannt, bei Schiffswasserrohrkesseln
den überhitzer zwischen zwei Wasserrohrbündeln in der Längsrichtung des Kessels
einschiebbar anzuordnen. Hierbei handelt es sich aber um eine andere Gattung von
Kesseln als beim Erfindungsgegenstande, nämlich um unmittelbar beheizte Dampfkessel.
Ferner ist dabei der Raum zur Unterbringung des Überhitzers nicht U-förmig, d. h.
nach einer Seite offen, so daß also nur eine Längsverschiebung des Überhitzers in
Frage kommen kann und ein Befahren von der Seite ausgeschlossen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die am Anfang und Ende
des Heizgaszuges mit dem Dampfüberhitzer in üblicher Weise durch Ausein.anderziehen
der Rohrstränge dieses Zuges gebildeten Ausgänge nach dem folgenden Zuge mit Absperr-bzw.
Regelvorrichtungen, wie Schieber o. dgl., versehen, die so zueinander angeordnet
bzw. in bekannter Art so miteinander gekuppelt sind, daß die eine Vorrichtung ihren
zugehörigen Ausgang schließt, während die andere den von ihr gesteuerten Ausgang
öffnet und umgekehrt.
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Die Anordnung der Regelvorrichtungen für den überhitzer bietet noch
in üblicher Weise den Vorteil, daß die Regelvorrichtung durch die oberhalb des Überhitzers
befindlichen Rohre des Wärmeträgersystems sicher gegen das Verbrennen geschützt
ist.
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Die Zeichnung stellt zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
bei einem Schiffskessel dar, und zwar die eine Ausführungsform in Abb. i in einem
Längsschnitt nach Linie PI der Abb. 2 und in Abb. 2 im Querschnitt nach Linie II-11
der Abb. i, die zweite Ausführungsform in Abb. 3 im Längsschnitt nach Linie III-III
der Abb. 4 und in Abb. 4 im Querschnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3.
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Der in Abb. i und 2 dargestellte Schiffskessel enthält zwei Feuerungen
i und 2. Die Seitenwände und Decke dieser Feuerungen werden durch Rohrschlangen
3 gebildet, die sich in Rohrschlangen 4 fortsetzen und je einen an jede Feuerung
i oder 2 sich anschließenden, im wesentlichen waagerecht verlaufenden Heizgaszug
5 bilden. Die Rohrsysteme 3, 4 sind an untere, den Rost 7 umschließende Wasserkammern
8 und an einen oberen, seitlichen ,Zwischenbehälter 9 angeschlossen. In den Zwischenbehälter
g wird der aus dem Wasser in den Rohren 3, 4 bei der Beheizung entwickelte Dampf
abgeschieden und Heizsystemen io in der oberen Dampfentwicklungstrommel i i zugeführt,
aus denen das Kondensat durch Fallrohre 12 den unteren Kammern 8 wieder zuströmt.
Das Wasser aus dem oberen Zwischenbehälter 9 gelangt durch Fallrohre 13 in die unteren
Wasserkammern 8 zurück. Wie aus Abb. i ersichtlich ist, sind in der Feuerkammer
die Rohre 3 so nebeneinandergelegt, daß sie dichte Wände bilden und auch den Feuerraum
nach
oben hin abschließen, während sie am einen Ende der Feuerkammer an der Decke so
weit auseinandergezogen sind, daß ein Ausgangskanal 14 nach dem Heizgaszuge 5 geschaffen
wird. Die Rohre 3, 4 sind, wie sich insbesondere aus Abb.2 ergibt, so zu fortlaufenden
Schleifen gebogen, daß in dem freien Raume der Schleifen im Zuge 5 ein Dampfüberhitzer
15 Aufnahme finden kann. Dieser ist durch die von den Rohren 3 gebildete Decke des
Feuerraumes gegen die strahlende Wärme der Feuerung geschützt. Der Heizgaszug 5
könnte nach oben hin durch dichtes Nebeneinanderlegen der Rohre ,4 abgedeckt werden.
Um jedoch an dieser Stelle hierdurch nicht zu sehr an wirksamer Heizfläche zu verlieren,
empfiehlt es sich, die Enden der Rohre 4. in der aus der Zeichnung ersichtlichen
Weise so auseipanderzuziehen, daß die Heizgase zwischen ihnen hindurchtreten können
und sie auf einer möglichst großen Fläche berühren. Der obere Abschluß des Heizgaszuges
5 erfolgt in .diesem Falle durch eine besondere Wand 16, die gemäß der Erfindung
verschiebbar angeordnet ist und auf besonderen Schienen 17 geführt wird, die auf
der oberen Schicht der Rohre 4 aufliegen. Die verschiebbare Wand 16 wird dabei durch
die vorgelagerten Rohre ¢ gekühlt, und andererseits werden diese bei der Bewegung
der Wand 16 nicht beschädigt, da sie ja nicht unmittelbar auf den Rohren aufliegt,
sondern durch die besonderen Schienen 17 geführt wird. Die verschiebbare Abschlußwand
16 dient gleichzeitig zur Regelung der Beheizung des Überhitzers i S mittels der
bekannten Ablenkung eines Teiles bzw. der gesamten Heizgase. In der in Abb. i gezeigten
Endlage der Wand 16 gehen die sämtlichen von der Feuerung kommenden Heizgase durch
den Zug 5 und bestreichen die Heizfläche des Überhitzers 15. In diesem Falle wird
also die höchste Überhitzungstemperatur erreicht. Wird die Wand dagegen in die andere
Endlage nach rechts bewegt, so gibt sie an der linken Seite einen Durchgangskanal
frei und schließt den rechten Auslaßkanal ab, so daß die Heizgase von dem Auslaß
14 der Feuerung unter Umgehung des überhitzers 15 lediglich durch den linken, nicht
mit Überhitzerheizfläche besetzten Teil des Zuges gehen und durch den vom Schieber
16 freigegebenen Auslaß an der linken Seite ent-%veichen. Der überhitzer 15 ist
in diesem Falle also ausgeschaltet. Durch Einstellen der Wand 16 in Zwischenlagen
zwischen den beiden Endlagen läßt sich die überhitzungstemperatur entsprechend regeln.
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Hinter den Rohren 4 sind in den seitlich der gemeinsamen Obertrommel
I 1 für die beiden Feuerungen frei bleibenden Räumen je ein Wasservorwärmer
i8 und ein Luftvorwärmer i9 untergebracht, die im Zuge der Heizgase hintereinandergeschaltet
sind.
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Bei der zweiten Ausführungsform nach Abb. 3 und 4 bezeichnen die gleichen
Bezugszeichen die nämlichen Teile wie in Abb. r und 2, während die folgenden Unterschiede
bestehen. Es sind zwei Obertrommeln i i für die Entwicklung des Betriebsdampfes
vorgesehen.- Die wärmeaufnehmenden Rohrschlangen 3, 4 des Rohrsystems für den Wärmeträgerkreislauf
sind so ausgebildet und angeordnet, daß hinter dem Heizgaszuge 5 mit dem Überhitzer
15 noch ein zweiter, mit dein ersten gleichlaufender Zug 6 gebildet wird, hinter
den der Luftvorwärmer i9 geschaltet ist. Zwischen dem ersten und zweiten Heizgaszuge
5 und 6 ist in der Mitte durch dichtes Nebeneinanderlegen der Rohre 4 eine abschließende
Decke gebildet, während die Rohre 4 am Anfang und Ende des ersten Zuges 5 auseinandergezogen
sind, so daß hier zwei Ausgangskanäle 25, 26 (Abb. 3) nach dem nächsten Zuge 6 entstehen.
Diese Kanäle können durch Schieber o. dgl. abgedeckt werden. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist für jeden Kanal 2j bz-%v. -26 ein Schieber 27 bzw. 28 vorgesehen.
Diese beiden Schieber sind in bekannter Weise so miteinander verbunden, daß bei
ihrer Bewegung der eine Schieber, z. B. 27, seinen zugehörigen Kanal 25 öffnet und
der andere Schieber 28 seinen zugehörigen Kanal 26 schließt. Mit Hilfe dieser
Schieber läßt sich die Überhitzungstemperatur regeln und andererseits der Überhitzer
15, z. B. beim Anheizen oder Abstellen des Dampfes, vollkommen ausschalten, indem
durch den Schieber 28 der rechte Kanal 26 abgesperrt und durch den Schieber 27 der
linke Kanal 25 geöffnet wird, so daß also die aus der Feuerkammer kommenden Heizgase
durch die Kanäle 14 und 25 unmittelbar in den zweiten Heizgaszug 6 unter Umgehung
des Überhitzers 15 eintreten müssen. Man käme natürlich auch mit einem einzigen
Schieber lediglich für den linken Kanal 25 aus, jedoch wird bei zwei in der angegebenen
Weise miteinander verbundenen Schiebern das Ausschalten des Überhitzers auf alle
Fälle gesichert.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jede Feuerung 1,
2 eine Betriebsdampftrommel i i vorgesehen, die in gleicher Höhe und gleichem Abstand
zur Mitte des Doppelkessels nebeneinanderliegen. Die Luftvorwärmer i9 sind in den
seitlich frei bleibenden Räumen untergebracht (Abb. 4).
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Bei beiden Ausführungsformen werden die in Abstand voneinander gehaltenen
Rohrschlangen 4 an den Umbiegungsstellen durch ein Band 33 umfaßt und mit diesem,
wie sich
aus Abb. 2 und 4 ergibt, auf der Ummantelung des Kessels
abgestützt.
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Die Überhitzer 15 sind in beiden Ausführungsformen so gelagert, daß
sie sich leicht ein- und ausbauen lassen. An den Umkehrenden sind sie durch Augenbolzen
38 an Platten 39 befestigt, die an der einen Seite des Überhitzers mit dessen Dampfkästen
40 verbunden sind und an der anderen Seite mittels Winkelschienen 41 auf den Bändern
oder Schellen 33 aufliegen. Beim Ein- und Ausschieben des Überhitzers 15 führen
sich dessen Dampfkästen 4o zwischen oberen und unteren Schienen 42. Am anderen Ende
wird der überhitzer durch die Schienen 41 auf den Schellen 33 geführt (Abb. 4).
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Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, den ersten-Zug 5 hinter
der Feuerung frei zu lassen und den Überhitzer im zweiten Zuge 6 unterzubringen.
Man minnte auch beide Züge 5 und 6 mit Überhitzerheizfläche besetzen und diese in
bekannter Weise in Vor- und Nachüberhitzer oder Hochdruck-und Niederdrucküberhitzer
bzw. in Frisch-und Zwi.schendampfüberhitzer unterteilen. Die gleiche Unterteilung
könnte man auch vornehmen, wenn nur ein Heizgaszug mit Überhitzerheizfläche belegt
ist.
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Weiter wäre noch zu erwähnen, daß man mit den wärmeaufnehmenden Rohrschlangen
4 auch mehr als zwei Heizgaszüge bilden könnte.
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Es mag noch erwähnt werden, daß die Umbiegungsstellen der Rohre 4
und des Überhitzers 15 von außen leicht zugänglich sind durch Öffnungen in
der Kesselummantelung, die durch abhebbare Deckel 43 verschließbar sind. Der Überhitzerzug
5 ist mit einer Einsteigöffnung 45 versehen.