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Wasserrohrkessel mit auswechselbaren Rohren Die Erfindung betrifft
eine neuartige Anordnung von Rippenrohren an Wasserrohrkesseln. Es ist bekannt,
Wasserrohrkessel mit Rippenrohren zu versehen. Bei den Steilrohr- und Wasserkammerkesseln
hat sich jedoch die Verwendung von Rippenrohren wenig eingeführt, weil sie das Auswechseln
von Siederohren erschweren. Bei Wasserkammer- und insbesondere bei Teilkammerkesseln
wird auf die Beibehaltung gerader Rohre größter Wert gelegt, und diese werden durch
die Kammern hindurch in der Achsrichtung ausgezogen, so daß Rippen nicht anwendbar
sind.
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Erfindungsgemäß sollen daher bei solchen Kesseln nur diejenigen Rohrreihen
mit Rippen versehen sein, bei welchen das Auswechseln nicht durch die Rohrlöcher
der Wasserkammern hindurch erfolgen muß, d. i. die erste und die letzte Rohrreihe
jedes Rohrbündels. Die Rippenrohre können an diesen Stellen leicht in der Weise
ausgewechselt werden, daß ein Verbindungsrohr entfernt und durch die entstandene
Lücke hindurch die Rippenrohre ausgezogen werden.
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Besondere Vorteile bietet diese Anordnung, wenn in dem Rohrbündel
breitere lotrechte Rohrgassen vorhanden sind, die durch Ausbildung einiger senkrechter
Teilkammern als Blindkammern zur Verbindung der Feuerraumkühlrohre mit der Kesseltrommel
entstehen. Die den Rohrgassen benachbarten Rohrgruppen können, dort mit Rippenrohren
versehen sein, deren Rippen so bemessen sind, daß die Gasse für das Durchziehen
der Rohre noch genügend breit bleibt. Die in die Gasse hineinragenden Rippen bedingen
eine starke Durchwirbelung und eine bessere Wärmeausnutzung der Heizgase. Weiter
können die Rippenrohre der Endreihen der Rohrbündel durch diese Gassen hindurch
nach dem Feuerraum zu ausgezogen werden, ohne daß Nippel entfernt werden müssen.
Schließlich kann aber, wenn auf das Ausziehen durch die Gassen hindurch verzichtet
wird, die Gasse durch auswechselbare Rippenrohre verschlossen sein, indem die Rippen
,der benachbarten Rohrreihen entsprechend größer bemessen sind. Auch können die
Blindkammern selbst durch Rippenrohre verbunden sein, welche in den Endreihen des
Rohrbündels liegen. Die Rippen dieser Rohre können so ausgebildet sein, daß sie
einen besonders starken Strömungswiderstand für die Rauchgase erzeugen, um so die
durch die Rohrgassen gestörte gleichmäßige Gasverteilung über den .gesamten Querschnitt
wieder- -herzustellen.
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Würden für diese Verbindungen der Blindkammern glatte Rohre genommen,
so könnten sie gefährdet sein, weil durch den starken Auftrieb des aus den Brennkammerkühlrohren
aufsteigenden
Dampfwassergemisches in diesen Rohren rückläufige Bewegungen eintreten könnten.
Ist das Rohr jedoch mit kippen versehen, so ist die ihm zugeführte Wärmemenge bedeutend
größer, und der Auftrieb seiner eigenen Dampferzeugung ist so groß, daß der Gegendruck
in der Steigkammer überwunden und ein regelmäßiger Wasserumlauf aufrechterhalten
wird.
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In ähnlicher Weise wirken sich bekanntermaßen dieRippenrohre der obersten
Rohrreihe bei Schrägrohrkesseln aus. Diese Rohre sind durch Wasserumlaufstörungen
am meisten gefährdet. Durch die starke Wärmeaufnahme des Rippenrohres wird der Auftrieb
in ihm so verstärkt, daß der Wasserrücklauf unterbunden wird. Ähnliche Wirkungen
können bei Steilrohrkesselrohren mit labilem oder schwachem Wasserumlauf erzielt
werden. Da bei diesen die gefährdeten Rohre meistens der letzten Rohrreihe des ersten
oder der ersten Rohrreihe des zweiten Bündels angehören, ist die Auswechselbarkeit
ohne weiteres gegeben.
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Auf die Berippun.g der -dem Feuer zugewandten ersten Rohrreihe wird
im allgemeinen verzichtet werden müssen, weil sie sich mit Schlacke zusetzen würde.
Dagegen kann bei Abgaskesseln die erste Rohrreihe mit Rippen ausgeführt werden,
und es wird vorteilhaft« sein, das Rohrbündel solcher Kessel in mehrere Gruppen
zu unterteilen, um möglichst viele Rohrreihen zu schaffen, die mit auswechselbaren
Rippenrohren versehen sein können.
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Die Rohre können mit rechteckigen oder runden Querrippen, mit Spiralrippen
oder mit sternförmig angeordneten Längsrippeli versehen sein. Auch wird sich der
Ersatz der Rippen durch strahlenförmig angeordnete Zapfen empfehlen. An bestehenden
Anlagen können die Rippen in Form von halbkreiszyiindrischen Schalen angebracht
werden, welche mit dem Rohr verklemmt und mit einer gut wärmeleitenden Paste zwischen
Rohr und Rippenschale ausgefüllt werden. Auf ähnliche Weise, mit Hilfe eines wärmeleitenden
Kittes, können die Rippen auf der. neuen Rohren befestigt werden.
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Das Rohrende muß auf mindestens das Doppelte des erforderlichen Überstandes
von der Berippung frei bleiben, damit das Rohr beim Auswechseln in die Rohrlöcher
eingeführt werden kann. Tragen die Rohre z. T. Zuglenkwände, so kann der betreffende
Rohrteil unberippt bleiben. Für das Durchdringen von Zuglenkwänden kann die Lenkwand
an der betreffenden Stelle ausgespart und das Rippenrohr mit einrm Formstein fest
verbunden werden. Bei Querrippen ist letzteres überflüssig, weil die Ouerrippen
die Zuglenkwand abschließen. Müssen die Rohre durch Räume hindurch ausgewechselt
werden, welche von Zuglenkwänden durchquert werden, so kann in der Gasse die Zuglenkwand
aus leicht entfernbaren Formsteinen aufgebaut werden.
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Es wird sich auch empfehlen, beim Einbau von Überhitzern und Vorwärmern
in das Umlaufsystem des Kessels Gassen für das Auswechseln der Rohre frei zu lassen.
Die Rußbläser werden vorzugsweise so angeordnet, daß ihre Blasstrahlen durch die
Rippenrohre nicht behindert werden. Im allgemeinen werden -durch die Rippen die
Gase so stark durchwirbelt, daß Ascheablagerungen nicht auftreten werden, doch kann
auch die Form der Rippen den Erfordernissen des Rußbläsers angepaßt werden.
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Ouerrippenrohre, die an Umlenkstellen des Gaszuges liegen, haben noch
den besonderen Vorzug, daß die Rippen die Gase richten und eine gleichmäßige Verteilung
derselben auf das Rohrbündel bewirken.
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In der Zeichnung ist ein Teilkammerkessel der Zweibankbauart als Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar im Längs- und Querschnitt. Der Kessel besteht aus einer unteren
Rohrbank i mit Steigkammern :2 und Fallkammern 3 und einer oberen Rohrbank d. mit
Steigkammern 5 und Fallkammern 6. Die Steigkammern 2 und 5 sind durch Rohrnippel
7, die Fallkammern 3 und 6 durch Rohrnippel 8 miteinander und durch Fallrohre 9
mit: der Kesseltrommel io verbunden. Das aufsteigende Dampfwassergemisch wird durch
überströmrohre i i von den Steigkammern 5 in die Kesseltrommel io geführt. Die Fallkammern
3 sind durch Rohrnippel 12 mit dem Schlammsammler 13 verbunden.
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Die Brennkammerkühlrohre 1q. der Vorderwand sind in einen Sammler
15 geführt, der durch Nippel 16 mit Blindkammern verbunden ist, die in der Zeichnung
nicht sichtbar sind, aber in bekannter Weise verteilt zwischen den senkrechten Teilkammern,
liegen. Die Kühlrohre 17 der Brennkammerrückwand münden in einen Sammler 18, der
durch Nippel 19, 2o, 21 mit den Blindkammern 22, 23, 24 verbunden ist. Die Blindkammern
können entweder in gleicher Weise wie die Kammern 3 und 6 durch Nippel miteinander
und durch Rohre 9 mit der Kesseltrommel verbunden sein, sie können aber auch ohne
Unterbrechung durch Nippel 8 ganz durchgeführt und statt oder außer durch Rohre
9 mit" der Kesseltrommel durch Rohre 25, 26, 27 und 28 mit den vorderen Blindkammern
verbunden sein, die in bekannter Weise durch Rohre i i mit der Trommel io verbunden
sind.
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Durch das Vorhandensein der Blindkammern werden lotrechte Rohrgassen
A, B, C geschaffen. Die Rohrgasse B ist von je-Z>
der Verbauung
frei gehalten, damit durch sie hindurch die Rippenrohre nach dem: Feuerraum zu entfernt
werden können. In der Abb.2 ist als Beispiel dargestellt, daß die linke Hälfte des
Kessels mit Querrippenrohren, die rechte mit sternförmigen Längsrippen oder mit
Zapfenrohren ausgestattet ist. Der Schnitt, den die Abb. i darstellt, ist durch
die Rohrgasse B geführt. Die Blindkammern sind im Bereich der Rohrbänke ebenso gewellt
wie die Teilkammern.
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Die oberste Rohrreihe des oberen Rohrbündels ¢ besteht aus Rippenrohren,
ebenso die unterste. Unberohrt sind in diesem Rohrbündel nur die Rohrgassen
A und B. Um jedoch den Gasdurchgang durch diese Gassen zu drosseln,
sind im Bereich der Gasse A je zwei Rohre der äußeren Rohrlage der angrenzenden.
Sektionen mit unsymmetrischen Rippen versehen, welche in die Gasse hineinragen,
jedoch das Auswechseln dieser Rohre noch nicht behindern. Von den anschließenden
Sektionen der Gasse B sind sämtliche außenliegende Rohre berippt, doch versperren
die Rippen nicht den Durchgang. Die Gasse C dagegen ist durch die Rippenrohre 27,
28 der Endrohrreihen verschlossen, die hier -die Blindkammern miteinander verbinden.
Daher muß die innere Umfassung dieser Rohrgasse unberippt bleiben. Sie ist in der
Zeichnung (Abb.2) als mit Leichtsteinen ausgefüllt dargestellt.
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Die Rohrgasse B geht auch durch den Überhitzer hindurch, und die Rohre
des überhitzers 29 sind von den Rohrbänken so weit abgerückt,.daß beim Auswechseln
die Rippenrohre verschwenkt werden können. Im unteren Rohrbündel i wiederholt sich
die Anordnung des Bündels,4, nur ist in der rechten Hälfte der Abb. 2 dargestellt,
daß die untersten Rohrreihen unberippt bleiben. Die Rohre 25 und 26 verbinden die
unteren Blindkammern der Gasse c miteinander. Soll auf durchgehende Gassen B verzichtet
werden, so können die Rippenrohre in der Weise entfernt werden, daß ein Fallrohr
9 oder ein Nippel ? ausgeschnitten und das Rippenrohr durch diese Lücke ausgewechselt
wird, worauf ein neues Rohr 9 bzw. 7 eingewalzt wird. Werden Verbindungsrohre nach
Art der in Gasse C dargestellten Rohre 25, 26, 27, 28 angewandt, so kann das entsprechende
Fallrohr 9 in Wegfall kommen, und es ist dann nicht notwendig, beim Rohrauswechseln
besonders Fallrohre auszuschneiden. Werden die Überströmrohre i i beheizt, so können
auch sie in gleicher Weise, wie beschrieben, berippt werden.