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Durch Strahlung beheizter ofenförmiger Kessel Die Erfindung bezieht
sich auf durch Strahlung beheizte ofenförmige Kessel mit zwangläufigem Wasserdurchfluß
und besteht darin, daß die zur Dampferzeugung dienenden, die Feuerkammer auskleidenden
Heizflächen aus lotrechten, mit ihren Schenkeln in zu den Wänden der Feuerkammer
parallelen Ebenen liegenden Rohrschlangen bestehen, die oben einerseits an die Zufuhrleitungen
für das Speisewasser und anderseits an eine für sich bestehende Ableitung des entwickelten
Dampfes angeschlossen sind.
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Es ist im Kesselbau bekannt, die Heizfläche oder Teile derselben aus
Rohrschlangen zusammenzusetzen, wobei die Rohrschlangen auch zur Auskleidung des
Feuerraumes benutzt wurden. Bei den bekannten Kesseln waren jedoch nur Teile der
Schlange, insbesondere die den aufsteigenden Dampfwassergemischstrom führenden Schenkel
der Rohrschlangen, der strahlenden Hitze des Feuers beziehungsweise der Beheizung
ausgesetzt, während die anderen Teile der Schlangen, insbesondere die das fallende
Wasser führendenSchenkel derRohrschlangen, im Schatten der aufsteigenden Schenkel
oder in einem Feuergaszug außerhalb der Brennkammer oder vollkommen unbeheizt waren.
Demgegenüber sind die Schenkel der Rohrschlangen nach der Erfindung nebeneinander
in eine zu den Wänden der Feuerkammer parallele Ebene gelegt. Hieraus ergibt sich
der Vorteil, daß auch die das fallende Wasser führenden Schenkel der Rohrschlangen
mit gleich großer Intensität beheizt werden wie die das aufsteigende Gemisch führenden,
so daß die Wärmeübernahme pro Rohrschlange größer als bisher ist und damit weniger
Rohrschlangen erforderlich sind. Da bei den bekannten Kesseln nur jeweils ein Schenkel
der Rohrschlangen für die Auskleidung des Feuerraumes nutzbar wurde, so bedurfte
es je der auf die Brennkammerwand projizierten Fläche des auskleidenden Schenkels
zweier Anschlüsse an Kesseltrommeln oder Kästen für jede Rohrschlange. Bei dem Kessel
nach der Erfindung sind dagegen viel weniger Anschlüsse erforderlich, da alle Schenkel
jeder Rohrschlange zur Auskleidung dienen. Beispielsweise verringert sich die Anzahl
der Anschlüsse bei Anwendung von Rohrschlangen mit U-förmigen Windungen auf einen
Anschluß pro Schenkel, so daß man nach der Erfindung mindestens mit der Hälfte der
bisher benötigten Anschlüsse auskommt. Da die, Anschlüsse von Rohren an Kesseltrommeln
oder Kästen immer eine Gefahrenquelle darstellen und da zur Unterbringung der Anschlüsse
Trommelanschlußflächen notwendig sind und die Trommelwandstärken mit zunehmender
Dichte der Anschlußlöcher größer gewählt werden müssen, eignet sich der neue Vorschlag
insbesondere für hochbelastete Kessel und Kessel mit hohen Betriebsdrücken, da er
dieselben viel billiger und betriebssicherer herstellen läßt als bisher.
In
weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Heizfläche des Kessels
in bekannter Weise dadurch zu vergrößern, daß in der Feuerkammer ein zentraler,
ebenfalls aus Rohrschlangen zusammengesetzter Rohrkörper angeordnet ist. Hierdurch
ist die Möglichkeit gegeben, in einem - Feuerraum von bestimmter Größe eine möglichst
große Strahlungsheizfläche unterzubringen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
Es zeigt Abb. i einen senkrechten Schnitt durch einen Kessel nach der Erfindung,
Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. i, Abb.3 das Schema der Wandauskleidung,
wobei ein Teil der Rohrwand in Abwicklung dargestellt ist, Abb. q. Schema der Speisung.
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Bei dem in Abb. i dargestellten Kessel erfolgt die Zuführung des Brennstoffes
durch Düsen i, welche den Brennstoff in senkrechter Abwärtsrichtung in die Brennkammer
2 einführen und mit einem zentral angeordneten Brennstoffverteiler oberhalb des
Kessels verbunden sind. Die Einführung der Verbrennungsluft erfolgt durch die Schlitze
3 in den Kammerwänden. Die Luftschlitze 3 sind in mehreren Gruppen übereinander
angeordnet und führen in annähernd tangentialer Richtung in die Verbrennungskammer.
Vorzugsweise ist die Öffnung der Luftschlitze einstellbar, so daß sich die Größe
und Form der austretenden Luftströme in gewissen Grenzen beeinflussen lassen. Die
Feuerkammer 2 wird außen durch die Rohrwände q. und innen durch die Rohrwände 5
begrenzt. Die Rohrwände setzen sich aus einzelnen Rohrschlangen 6 zusammen, wie
es die Abb. 3 zeigt. Die Zuführung des Speisewassers zu den einzelnen Wandelementen
erfolgt durch den Sammler 7, die Abführung des Dampfes durch die Sammelkammer 8,
und zwar am oberen Teil des Kessels. Einzelne Windungen der äußeren Rohrwand sind
unter Bildung eines Granulierrostes g nach innen über den gesamten Querschnitt des
Verbrennungsraumes abgebogen (Abb. 2). Die Rohrwände q. der Feuerkammer sind außen
durch Mauerwerk abgedeckt, welches unten zu einem Aschensack io ausgebildet ist.
Seitlich der Feuer- und Kesselkammer sind Dampfüberhitzer, Luft- und Speisewasservorwärmer
angeordnet, welche in der üblichen Reihenfolge von den nach unten aus dem Kessel
abströmenden Heizgasen bestrichen werden.
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Die von den Rohrwänden 5 eingeschlossene Kammer i i kann zur Vorwärmung
eines Teils der Verbrennungsluft herangezogen werden, welche durch Schlitze in der
Rohrwand in den Verbrennungsraum austritt. An sich ist e@ auch möglich, die Kammer
i i als selbständig beheizten Feuerraum auszubilden oder dieselbe als Abzugskanal
für die Feuergase zu verwenden.
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Nach dem Schaltungsschema nach Abb.4 sind die Heizflächenelemente
6 unter Zwischenschaltung von Sammeltrommeln und Vorlagen an eine Trommel 12 angeschlossen,
in welcher ein bestimmter Flüssigkeitsstand aufrechterhalten wird. Die Speisung
der Kesselrohre erfolgt mittels der Pumpe 13, deren Leistung durch ein vom Flüssigkeitsstand
des Kessels 12 beeinflußtes Regelorgan 14 entsprechend dem jeweiligen Flüssigkeitsbedarf
eingestellt wird. Neben der eigentlichen Speisepumpe 13 ist eine Umlaufpumpe 15
vorgesehen, welche eine bestimmte Minimalf'.lüssigkeitsmenge zu der Heizfläche fördert.
Diese Minimalflüssigkeitsmenge ist so zu bemessen, daß bei unterbrochener Hauptspeisung
so viel Flüssigkeit durch die Kesselrohre strömt, daß ein Durchbrennen und Schadhaftwerden
der Rohre mit Sicherheit vermieden wird. Beiden Pumpen sind Rückschlagventile vorgeschaltet,
um die Leitungen bei Unterbrechung der Förderung geschlossen zu halten.
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Die Betriebsbedingungen der beiden Pumpen sind folgende: Die Pumpe
13 arbeitet gegen einen Druck, der dem jeweiligen Kesseldruck zuzüglich dem jeweiligen
Widerstand in den Kesselrohren entspricht, die Pumpe 15 gegen einen konstanten Druck
entsprechend dem mittleren Widerstand in den Kesselrohren. Die Leistung der Pumpe
13 wird durch den jeweiligen Flüssigkeitsstand im Kessel 12 geregelt, während die
Pumpe 15 dauernd auf die gleiche Förderleistung eingestellt ist. Beide Pumpen
sind an die gleiche Druckleitung 16 angeschlossen. Bei dieser Schaltung ist es ohne
weiteres ersichtlich, daß bei unterbrochener Speisung die Pumpe 15 genügend Flüssigkeit
in die Kesselelemente fördert, um die Rohre vor Beschädigungen zu schützen; andererseits
wird die Umlaufspeisung durch die Pumpe 1 5
verringert bzw. unterbrochen,
wenn starke Dampfentnahme stattfindet und demgemäß die Pumpe 13 mit voller
Leistung arbeitet.