DE610800C - Quecksilberdampfkessel - Google Patents

Quecksilberdampfkessel

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DE610800C
DE610800C DEA72129D DEA0072129D DE610800C DE 610800 C DE610800 C DE 610800C DE A72129 D DEA72129 D DE A72129D DE A0072129 D DEA0072129 D DE A0072129D DE 610800 C DE610800 C DE 610800C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/02Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass involving the use of working media other than water

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Quecksilberdampfkessel Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampfkessel, der aus Trommeln, Leitungen und ähnlichen Einzelheiten zur Erzeugung von Dampf aus einer Flüssigkeit besteht, insbesondere zur Erzeugung von Quecksilberdampf. Solche Kessel bestehen meist aus einer Feuerung, einer oder mehreren Trommeln und Heizeinheiten. Die Heizeinheiten dienen zur Zuleitung der Flüssigkeit und zur Ableitung des erzeugten Dampfes. Die Heizeinheiten bestehen zum Teil aus Rohren, welche die Feuerungswände bedecken, um sie zu schützen. Die Flüssigkeit wird vorzugsweise durch außerhalb .der Feuerung liegende Rohre nachdem unteren Teil des Kessels geleitet und strömt dann durch an den Feuerungswänden angeordnete Rohre innerhalb der-Feuerung aufwärts, wobei die Flüssigkeit erhitzt und verdampft wird. Die unteren Enden der äußeren Flüssigkeitsrohre und der innerhalb der Feuerung liegenden Heizrohre sind verbunden. Die oberen Enden der Heizrohre münden in eine Trommel, vorzugsweise über ein oberes Sammelrohr. -Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung von Kesseln dieser Art, insbesondere zur Erzeugung von Quecksilberdampf, wobei besonders die Beseitigung einiger Schwierigkeiten angestrebt wird, die mit dem hohen spei. Gewicht .des Ouecksilbers zusammenhängen.
  • Die Verdampfungstemperatur einer Flüssigkeit hängt von dem Druck ab. Die Verdampfungstemperatur von Wasser ist beispielsweise bei einem Druck von i Atrn. ioo° C. Das trifft jedoch nur zu für .die Wasserteilchen, die sich auf der freien Ober-Räche des Wassers befinden. Ein Wasserteilchen, das sich unterhalb der Oberfläche des Wassers befindet, steht unter .dem Druck der entsprechenden Wassersäule und hat infolgedessen einen Verdampfungspunkt, der über 10o° C liegt, weil der Druck durch die Wassersäule erhöht wird. Je tiefer ein Wasserteilchen unter der Wasseroberfläche liegt, desto höher ist auch seine Verdampfungstemperatur. Dieser erhöhte Druck hängt nicht nur von der Tiefe, in welcher sich .das Flüssigkeitsteilchen unter der Oberfläche befindet, sondern auch von -dem spez. Gewicht der Flüssigkeit ab. Der EinfluB des spez. Gewichtes ist beispielsweise bei Quecksilber ganz beträchtlich, weil Quecksilber ein spez. Gewicht besitzt, das 13mal höher ist als dasjenige von Wasser. Infolgedessen liegt auch der Verdampfungspunkt von Quecksilber mit wachsender Tiefe des Ouecksilberteilchens ganz erheblich höher. Die Festigkeitsbeanspruchungen der Heizrohre sind daher um so größer, je länger die Heizrohre sind, d. h. also, je höher ,die Drücke und die Temperaturen in den unteren Enden der Rohre sind. Es ist bekannt, @daß ,die Festigkeit von Stahl mit steigender Temperatur sinkt, so daß es vorteilhaft ist, die Heizrohre möglichst kurz zu halten.
  • Die Leistungsfähigkeit eines Kessels kann infolgedessen nur erhöht werden durch Ausbreitung der Heizfläche in der waagerechten Richtung, d. h. durch Vergrößerung der Länge und der Breite der Feuerung. Das erfordert wiederum eine größere Bodenfläche für die Feuerung, was in vielen Fällen unerwünscht ist. Die Erfindung betrifft nun: eine Anordnung von Heizrohren, bei der die Rohre insbesondere als Schutzrohre für die Feuerungswände bis zu einer geeigneten Höhe oder Länge vorgesehen sein können. Die Erfindung besteht darin, .daß die Schutzrohre der Feuerungswände unterteilt sind, indem eine Mehrzahl von Wandschutzeinheiten von verschiedenen Längen vorgesehen sind. Diese Einheiten besitzen vorzugsweise in bestimmten Höhen eigene Sammelrohre, denen die Flüssigkeit von derKesseltrommel durch eine besondere Leitung zufließt. Bei -dieser Anordnung der Heizrohre wird der statische Druck der Flüssigkeit in jeder Einheit bestimmt :durch die Lage des Sammelrohres der Einheit, wobei der statische Druck unabhängig ist von der senkrechten Entfernung zwischen dem Sammelrohr der Einheit und der Isesseltrommel oder dem vorgeschalteten Sammelrohr, aus welchem die Flüssigkeit der Einheit zufließt.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im nachfolgenden beschrieben.
  • Die Abb. z zeigt einen Dampfkessel, vorzugsweise einen Quecksilberdampfkessel gemäß der Erfindung im Teilaufriß.
  • Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit.
  • Die Abb. 3 und 4 zeigen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten von Einzelheiten aus den Abb. i und 2.
  • In Abb. i ist io eine Kesseltrommel, an deren unterem Teil eine Mehrzahl von Heiz-und Verdampfungsrohren ii angebracht ist. Inder Trommel ist ein Füllkörper 12 vorgesehen, um die erforderlicheQuecksilbermenge zu verringern. Die Trommel mit den Heizrohren ist in einer Feuerung untergebracht, deren Wände mit 13 und 14 bezeichnet sind. Die Mittel zum Erzeugen und Zuführen der Wärme sind der Einfachheit halber in der Zeichnung fortgelassen worden. Ein Rohr 15 leitet den erzeugten Dampf zur Verbrauchsstelle. Die Flüssigkeit gelangt durch das Rohr 16 in die Trommel. Erfindungsgemäß sind ein oder mehrere Heizeinheiten unterhalb der Trommel in verschierdenen Höhen vorgesehen. Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind drei Heizeinheiten 17, i8 und i9 vorgesehen, deren jede ein Sammelrohr 2o, 21, 22 besitzt, die sich am oberen Ende jeder Heizeinheit befinden. Das Sammelrohr 2o erhält das flüssige Quecksilber durch das Rohr 23, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen weiteren Zufluß des flüssigen Quecksilbers verhindert, sobald der Quecksilberspiegel in der Trommel io unter eine bestimmte Höhe sinkt, insbesondere unter den Flüssigkeitsspiegel des Kessels in kaltem Zustande. Bei der Einrichtung nach Abb. i wind dies dadurch erreicht, daß das obere Ende des Leitungsrohres 23 an die Trommel io an einer Stelle einmündet, die sich oberhalb des kalten Quecksilberspiegels der Trommel befindet. Das in die Trommel einmündende Ende des Rohres 23 ist durch die Trommelwand durchgeführt und in einer Platte 24 befestigt, wobei diese Befestigungsstelle oberhalb des kalten Ouecksilberspiegels liegt. Die Heizeinheit 17 besitzt ferner ein Heizelement 25, das innerhalb der Feuerung an der Feuerungswand 13 senkrecht angeordnet ist und eine Mehrzahl von Heizrohren enthält. Dieses Heizelement soll im weiteren als das Steigrohr bezeichnet werden, weil die Strömung innerhalb dieses Heizelementes aufwärts gerichtet ist. Das obere Ende dieses Steigrohres ist durch eine Leitung 26, die die Feuerungswand 13 durchdringt, mit dem Sammelrohr 2o verbunden, wobei das Rohr 26 in das Sammelrohr oberhalb des O_uecksilberspiegels einmündet. Das untere Ende des Steigrohres 25 ist durch ein Rohr 27 mit dem unteren Teil des Sammelrohres 2o verbunden, wobei der untere Teil 28 des Rohres 27 die Feuerungswand 13 durchdringt. Das Rohr 27 soll im weiteren als Fallrohr bezeichnet werden. Das Sammelrohr 2o ist teilweise mit flüssigem Quecksilber 2g gefüllt.
  • Im Betriebe wird die Flüssigkeit in den Steigrohren erhitzt und teilweise verdampft. Der Druckunterschied in der Flüssigkeit der Fallrohre und der Steigrohre erzeugt einen Zustrom aus den Steigrohren in das Sammelrohr 20, während die Flüssigkeit aus dem Sammelrohr durch das Fallrohr 27 abwärts fließt, so daß ein stetiger Umlauf erfolgt. Der entstehende Dampf strömt aus dem Sammelrohr 2o durch die Leitungen 30 und 3i aus dem oberen Teil des Sammelrohres zurTrominel io. Als Ersatz für das verdampfte Quecksilber fließt flüssiges Quecksilber durch Rohr 23 dem Sammelrohr ao zu. Die Speisung durch das Rohr 23. setzt ein bald nach Inbetriebsetzung des Kessels, da in den Heizrohren i i sich eine große Quecksilbermenge befindet, die beim Anheizen aus den Heizrohren i i herausgedrängt wird und ein schnelles Steigen des Flüssigkeitsspiegels in der Trommel io verursacht.
  • Die Heizeinheiten 18 und i9 sind der Heizeinheit 17 ähnlich. Die Heizeinheit 18 besitzt außer dem Sammler 21 ein Fallrohr 32 und ein Steigrohr 33. Die Verbindungen mit dem Sammler 21 sind in genau der gleichen Weise hergestellt wie bei der Heizeinheit 17. Der Sammler 21 erhält die Flüssigkeit durch die Leitung 34 aus dem Sammler 2o der Heizeinheit 17. Die Leitung 34 ist mit dem Sammler 20 so verbunden, daß sie Flüssigkeit erhält, sobald der Flüssigkeitsspiegel im Sammler 20 über den kalten Flüssigkeitsspiegel steigt. Infolgedessen hört der Zufluß von Quecksilber zum Sammler 21 auf, sobald der Flüssigkeitsspiegel bis auf den kalten sinkt. Erreicht wird das dadurch, daß das obere offene Ende des Rohres 34 bis zu der erforderlichen Höhe in den Sammler 2o hineinragt.
  • Das Verhältnis der Heizeinheit 18 zum Sammler 2o ist das gleiche wie das Verhältnis der Heizeinheit 17 zur Trommel io. Im Betriebe erfolgt in den Rohren der Heizeinheit i8 der gleiche Umlauf, wobei der erzeugte Dampf durch das Rohr 35 in das Rohr 30 und durch dieses in die Trommel io gelangt.
  • Die Heizeinheit ig besitzt ebenfalls einen Sammler 22, ein Fallrohr 36 und ein Steigrohr 37. Die Wirkungsweise dieser Heizeinheit ist die gleiche. Die Flüssigkeit fließt dem Sammler 22 durch das Rohr 38 zu, während der Dampf in das Rohr 30 gelangt. Das Rohr 38 ragt in den Sammler 21 mit seinem offenen Ende bis zum kalten Flüssigkeitsspiegel hinein.
  • Durch diese Unterteilung wird erreicht, daß die Druckunterschiede an den oberen und unteren Enden der einzelnen Heizeinheiten nicht groß sind, also auch nicht die-Temperaturunterschiede. Dadurch wird ermöglicht, Dampfkessel von jeder erforderlichen Höhe zu bauen. Die Anordnung der Sammelrohre für jede Heizeinheit gestattet die Verwendung kurzer Rohre, wodurch an Rohren und an Flüssigkeit gespart wird. Infolge der geringen Drücke und Temperaturen der Steigrohre sind auch die Spannungen in den Rohren geringer, also ihre Lebensdauer länger.
  • Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit mit einer Trommel 40, einem Dampfableitungsrohr 41, einem Flüssigkeitszuleitungsrohr 42, Heizrohren 43 innerhalb der Feuerungswände 44. Eine Heizeinheit 45 liegt unterhalb der Trommel und besteht aus einem Sammler 46, einem Fallrohr 47 und einem Steigrohr 4.8, das durch das Rohr 49 an den Sammler angeschlossen ist. Im Sammler ist eine Platte 5o vorgesehen, um zu verhindern, daß ,der durch das Rohr 49 in den Sammler eintretende Dampf den freien Zufluß der Flüssigkeit zum Fallrohr 47 stört. Der Sammler 46 wird gespeist aus der Trommel 4o durch ein Rohr 51, in welchem ein Flüssigkeitsverschluß 52 in Gestalt eines U-förmigen Krümmers vorgesehen ist. Dieser Krümmer soll verhüten, daß Dampf aus dem Sammler 46 in die Trommel 4o gelangt. Zum Abführen des(Dampfes aus dem Sammler 46 zur Trommel 4o dient eine Leitung 53.
  • Das in .den Sammler 46 einmündende Ende .der Leitung 53 besitzt mehrere Zweigrohre, die in verschiedenen Höhen im Sammler enden, Steigt der Flüssigkeitsspiegel im Sammler 46, so werden einzelne dieser Zweigrohre durch die Flüssigkeit verschlossen. Nach Abb. 2 ist beispielsweise nur dasZweigrohr mit dem an höchster Stelle vorgesehenen Ende für den Eintritt .des erzeugten Dampfes frei, während die beiden anderen Zweigrohre verschlossen sind. Infolgedessen steigt der Druck im Sammler 46, wodurch ein weiterer Zufluß von flüssigem Quecksilber aus der Trommel 4o erst dann wieder. ermöglicht wird, wenn der Flüs.sigkeitsdrurk an der Einmündungsstelle des Rohres 51 in die Trommel 4o auch genügend hochgestiegen ist. Es wird durch diese Einrichtung erreicht, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel 40 ganz beträchtlich über den kalten Flüssigkeitsspiegel steigen kann.
  • Das verzweigte Rohr 53 hat ferner zur Folge, daß beim Steigen des Flüssigkeitsspiegels im Sammler 46 der Dampfstrom gedrosselt wird, so daß in der Trommel 40 ein Flüssigkeitsspiegel eingehalten werden kann, der wesentlich über dem kalten Flüssigkeitsspiegel liegt.
  • In der Abb. 3 ist 54 die Trommel, 55 der Sammler der obersten Heizeinheit und 56 das Flüssigkeitsrohr von der Trommel zum Sammler, welches in den Sammler 55 so weit hineinragt, daß das - offene Rohrende unterhalb des kalten Flüssigkeitsspiegels liegt. Um zu verhüten, daß Flüssigkeit aus der Trommel in den Sammler gelangt, wenn der kalte Flüssigkeitsspiegel in der Trommel erreicht ist, ist in dem Rohr 56 ein bogenförmiger Teil 57 vorgesehen, dessen höchster Punkt oberhalb des kalten Flüssigkeitsspiegels der Trommel liegt.
  • In Abb.4 ist 59 die Trommel, 58 das Dampfrohr zu einer anderen Trommel oder zu einem Sammler 6o. In der Zuleitung von der Trommel zum Sammler ist ein Ventil 61 vorgesehen, das durch eine Feder 62 geschlossen wird. Die Feder ist so eingestellt, daß das Ventil nur dann geöffnet werden kann, wenn der statische Druck der Flüssigkeitssäule oberhalb des Ventils höher ist als ' der statische Druck, der dem kalten Flüssigkeitsspiegel in der Trommel entspricht. Bei den Ausführungen nach den Abb: 3 und 4 wird eine Speisung der Sammler verhindert, wenn .der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel unter den kalten Spiegel sinkt oder wenn ein anderer festgesetzter niedrigster Flüssigkeitsspiegel erreicht ist.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Quecksilberdampfkessel, bestehend aus Trommeln mit in den Feuerraum hineinragenden Heizrohren und Heizelementen zum Schutze der seitlichen Feuerraumwände, dadurch gekennzeichnet, daß die: Heizelemente (25, 33, 37) in mehrere Höhenstufen derart unterteilt sind, daß jede Stufe mit einer Flüssigkeitszu- (28) und einer Dampfableitung (26) in .ein an ihrem oberen Ende vorgesehenes Sammelrohr (2o, 21, 22) mündet, welchem die Flüssigkeit aus der Kesseltrommel (io) durch eine Leitung (23) zufließt, während der erzeugte Dampf durch eine andere Leitung (3o) abströmt.
  2. 2. Quecksilberdampfkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitszufuhrrohr' (23) aus derTrommel (io) im obersten Sammelrohr (2o) oberhalb des kalten Quecksilberspiegels mündet, während die Flüssigkeit von Sammelrohr zu Sammelrohr durch Fallrohre (34, 38) geleitet wird, deren oberes Ende mit dem kalten Quecksilberspiegel abschneidet.
  3. 3. Quecksilberdampfkessel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitszufuhrrohr (56) von der Trommel (54) zum obersten Sammelrohr einen bogenförmigen Teil (57) aufweist, dessen höchster Punkt oberhalb des kalten Flüssigkeitsspiegels der Trommel liegt (Abb. 3).
  4. 4. Quecksilberdampfkessel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitszufuhrrohr von der Trommel (59) zum obersten Sammelrohr ein federbelastetes Ventil (6i) eingebaut ist, das Flüssigkeit nur dann durchfließen läßt, wenn der Flüssigkeitsspiegel der Trommel sich oberhalb des kalten Standes befindet (Abb. 4).
  5. 5. Quecksilberdampfkessel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitszufuhrrohr (5i) von der Trommel (4o) in den Dampfraum ;des obersten Sammelrohres (46) mündet und einen U-förmigen Krümmer (52) aufweist, um ein Durchströmen von. Dampf zu verhindern (Abb. 2).
  6. 6. Quecksilberdampfkessel nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom obersten Sammelrohr (46) zur Trommel (4o) ein Dampfsteigerohr (53) führt, welches in das Sammelrohr mit mehreren Zweigrohren hineinragt, die im Sammelrohr in verschiedenen Höhen enden.
DEA72129D 1932-12-29 1933-12-24 Quecksilberdampfkessel Expired DE610800C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE884369C (de) * 1951-01-06 1953-07-27 Vorkauf Heinrich Verdampfungsverfahren fuer Dampferzeuger mit mehreren Verdampfungssystemen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE884369C (de) * 1951-01-06 1953-07-27 Vorkauf Heinrich Verdampfungsverfahren fuer Dampferzeuger mit mehreren Verdampfungssystemen

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