-
Hochdruckdampferzeuger mit mittelbarer Beheizung Die Erfindung bezieht
sich auf Hochdruckdampferzeuger mit mittelbarer Beheizung durch eine im Wasserraum
der Verdampfungstrommel angeordnete Heizvorrichtung. Die Erfindung besteht darin,
daß bei Verwendung von Verdampfungstrommeln mit verhältnismäßig großer Länge, aber
geringem Durchmesser als Heizvorrichtung ein geschlossener, von engen und langen
Rohren durchsetzter Behälter verwendet wird, der in der Längsrichtung der Verdampfungstrommel
liegend angeordnet ist und durch dessen in der Längsrichtung der Trommel verlaufende
Rohre die zu verdampfende Flüssigkeit durch eine in ihrer Leistung regelbare Umwälzpumpe
im Zwangsumlauf geführt wird. Hierdurch soll erreicht werden, bei verlangter Steigerung
der Kesselleistung den Widerstand in den liegenden langen Wasserrohren überwinden
und den durch die geringe Wasserhöhe der Trommel bedingten Ausfall an statischer
Druckhöhe für den Wasserumlauf wahlweise ausgleichen zu können.
-
Heizvorrichtungen mit einem Rohrbündel, welches von der zu verdampfenden
Flüssigkeit durchströmt wird, während um dieRohre das Heizmittel geleitet wird,
sind z. B. bei Verdampfungsvorrichtungen verwendet worden. Diese arbeiten im allgemeinen
mit einem Druck von nur wenigen Atmosphären. Zudem besitzen die Behälter für die
Aufnahme der Heizvorrichtung bei derartigen Verdampfungsvorrichtungen einen weit
größeren Durchmesser als die Verdampfungstrommel eines Hochdruckdampferzeugers.
DerBehälter einer Uerdampfungsvorriehtung kann ferner fast vollständig mit Wasser
angefüllt sein, so daß auch die verhältnismäßig große Wasserhöhe des Behälters ausgenutzt
werden kann, um eine Heizvorrichtung mit genügend großer Neigung in dem Wasserinhalt
unterzubringen. Heizvorrichtungen aus einem geschlossenen, von Rohren durchsetzten
Behälter hat man in stehender Bauart bei Dampferzeugern, die Niederdruckdampf liefern,
verwendet. Auch hier ergibt sich eine genügend .große statische Druckhöhe für den
Umlauf des zu verdampfenden Wassers.
-
Bei neuzeitlichen Hochdruckdampferzeugern sind dagegen andere Verhältnisse
zu berücksichtigen als bei Verdampfungsvorrichtungen und Niederdruckdampferzeugern.
Es kommen hierbei Drücke von zoo und mehr at in Frage. Aus Billigkeitsgründen und
mit Rücksicht auf Gewichtsersparnis ist man bei derartigen Dampferzeugern gezwungen,
die Verdampfungstrommel mit verhältn4smäßig geringem Durchmesser auszuführen, so
daß zur Unterbringung einer ausreichenden Heizfläche im Wasserraum der Trommel diese
Trommel eine verhältnismäßig große Länge erhalten muß. Infolge der Unmöglichkeit,
eine fast über die gesamte Trommellänge sich erstreckende Heizvorrichtung in dem
Wasserraum der Trommel mit zur Sicherung des Wasserumlaufes ausreichender Neigung
unterzubringen,
ist man gezwungen, die Heizvorrichtung im wesentlichen
waagerecht oder mit einer ganz geringen Neigung im Wasserraum der Trommel anzuordnen.
-
Als Heizvorrichtung wird ein geschlosseegi, Behälter mit geraden Heizrohren
verwendet; die sich leicht reinigen lassen, und zwar duici= Durchziehen oder Ausbohren.
Die behälterartigen Heizvorrichtungen, welche von Wasserrohren durchzogen sind,
eignen sich zudem dazu, auf kleinem Raum eine möglichst große Heizfläche unterzubringen.
Die zur Verfügung stehende geringe Höhe des Wasserinhaltes der Trommel gibt aber
keine genügende Druckhöhe für den Wasserumlauf, wenigstens nicht bei größeren Verdampfungsleistungen.
Es ist weiter zu beachten, daß zur Vermeidung eines Schlamm- oder Kesselsteinbelages
auf der dampferzeugenden Seite der Rohre möglichst ein Vielfaches der zu verdampfenden
Wassermenge umlaufen muß. Dies ist aber bei den engen und langen Verdampfungsrohren
von einer gewissen Belastung aufwärts nicht mehr der Fall. Durch den sich bildenden
Niederschlag wird in kurzer Betriebszeit der Wärmeübergang stark verschlechtert.
Es wird daher nach der Erfindung ein zwangsläufiger Umlauf für das zu verdampfende
Wasser vorgesehen und derart eingerichtet, daß der zwangsläufige Umlauf je nach
Bedarf eingeschaltet werden kann, beispielsweise durch Verwendung einer Umlaufpumpe
mit regelbarer Leistung. Nach der Erfindung werden also Mittel vorgesehen, um bei
eintretendem Mehrbedarf an Verdampfungsleistung den großen Widerstand in den im
Wasserraum der Trommel liegenden engen und langen Verdampfungsrohren überwinden
und einen Ausgleich für die durch die geringe Waserhöhe in der Trommel bedingte
ungenügende statische Druckhöhe für den Wasserumlauf schaffen zu könen. In gewissen
Betriebszeiten kann die Umlaufpumpe bei kleinen Leistungen außer Betrieb sein, .da
in diesem Fall der natürliche Umlauf ausreicht, während sie bei eintretendem größerem
Bedarf an Betriebsdampf eingeschaltet wird.
-
Es sei noch darauf hingewiesen, daß es an sich bekannt war, Heizkörper
für die Dampferzeugung mit mittelbarer Beheizung im Wasserraum der Verdampfungstrommel
liegend anzuordnen. Aber hier handelt es sich um Heizvorrichtungen anderer Art,
als sie beim Erfindungsgegenstand benutzt werden, so daß also bei diesen bekannten
Dampferzeugern die Erfindungsaufgabe sich nicht einstellt. Auch war es an sich bekannt,
zu verdampfendes Wasser zwangsläufig durch die Verdampfungsrohre zu führen, aber
unter anderen Bedingungen als bei der Anordnung gemäß der Erfindung. Nach einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird durch einen Zwischen-.boden von
dem größeren Raum der Betriebs-';trommel, in dem die Verdampferrohre liegen, eü
kleinerer Raum abgetrennt, in welchen e Verdampferrohre mit ihren Eintrittsenden
einmünden. Das Kesselwasser wird aus dem größeren Raum mit Hilfe einer Umlaufpumpe
abgesaugt und in den kleineren Raum gedrückt. In diesem kleineren Raum kann dann
der Druck -um so viel höher gewählt werden, daß auch bei einer ganz geringen Neigung
der Verdampferrohre;an alle Stellen Wasser herankommt. Damit der Druck in dem kleineren
Raum nich unerwünscht hoch werden kann, wird im oberen Teil der Trenn-,vand eine
Überlauföffnung vorgesehen, die gegebenenfalls auch durch eine selbsttätig nach
dem größeren Raum sich öffnende, beim Betrieb der Pumpe in der Regiel geschlossene
Klappe verschlossen sein kann. Zur Sicherung des selbsttätigen Umlaufes beim Stillstand
der Umlaufpumpe werden weiter in der Trennwand Klappen vorgesehen, die sich selbsttätig
gegen den kleineren, abgetrennten Raum öffnen, sobald die Umlaufpumpe stillsteht.
Durch die freigelegte Öffnung kann das Wasser aus der größeren nach der kleineren
Abteilung zurückfließen und wieder in die Verdampferrohre einströmen.
-
Auf der Zeichnung zeigt Abb. r einen Längsschnitt durch eine mittelbar
beheizte Dampferzeugertrommel mit einem Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung
zur Erzielung eines Zwangsumlaufs durch die V erdampferrohre.
-
Abb.2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. z.
-
Die Abb. 3 und 4 zeigen ebenfalls einen Längsschnitt durch die Dampferzeugertromtnel
mit zwei weiteren Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. z ist das Innere der mittelbar
beheizten Trommel I durch einen Zwischenboden 2 in eine größere Abteilung 3 und
eine kleinere Abteilung 4. unterteilt. In der größeren Abteilung 3 liegt der Heizkörper,
der in Form einer 'von Verdampferrohren 5 durchsetzten Trommel 6 ausgeführt ist.
Diese Innentrommel 6 ist unter einem kleinen Winkel gegen die Waagerechte geneigt.
Die tiefliegenden Eintrittsenden der Verdampferrohre 5 mÜnden in die kleinere Abteilung
4 der Trommel ein. Der Wasserstand in der Abteilung 3 der Trommel wird so gehalten,
daß die Innentrommel 6 nur zu einem kleinen Teil über den Wasserspiegel austaucht.
Die Verdampferrohre 5 werden durch ein umlaufendes Heizmittel beheizt, das dem trommelförmigen
Heizkörper 6 durch ein- Rohr 7 zugeführt
wird und durch ein Rohr
8, gegebenenfalls als Kondensat, wieder abströmt. Das umlaufende Heizmittel wird
in nicht dargestellten feuerbeheizten Heizschlangen erhitzt.
-
Von der größeren Abteilung 3 der Trommel zur kleineren Abteilung 4
führt eine Leitung g. in die eine Umlaufpumpe io eingeschaltet ist. Diese Pumpe
saugt Wa$ser aus der Abteilung 3 ab und drückt es in die Abteilung 4 und in die
von dieser Abteilung ausgehenden Verdampferrohre 5. Infolge des in der Abteilung
4 herrschenden höheren Druckes stellt sich hier ein höherer Wasserspiegel ein als
in der Abteilung 3. Der höchste Stand des Wasserspiegels in der Abteilung 4 ist
im gezeichneten Beispiel durch eine Überlauföffnung 12 in der Trennwand?- bestimmt.
Der kleine Raum kann aber auch ganz durch einen großen Überdruck gefüllt gehalten
«,>erden. Im unteren Teil der Trennwand sind Klappen 13 (Abb. 2) angeordnet, die
gegen die Abteilung 4., gegebenenfalls unterstützt durch die Wirkung eines Gegengewichtes,
öffnen können und beim Arbeiten der Umlaufpumpe durch den in der Abteilung .4 herrschenden
höheren Druck geschlossen gehalten werden. Diese Klappen 13 öffnen sich selbsttätig,
sobald die Umlaufpumpe io stillsteht, so daß durch die freigelegten Öffnungen das
Wasser aus der Abteilung 3 zur Abteilung 4 zurückströmen kann. Es findet dann ein
selbsttätiger Umlauf von der Abteilung 4 durch die Verdampferrohre 5 nach der Abteilung
3 und von dieser zurück durch die Öffnungen in der Trennwand :2 zur Abteilung 4
statt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Abb. 3 wird der Zwangsdurchlauf
durch die Verdampferrohre 5 der Innentrommel 6 in an sich bekannter Weise durch
eine Schraubenpumpe erzeugt, deren Schraube 14 vor dem tiefliegenden Stirnende der
Innentrommel 6 angeordnet ist. Die Schraubenpumpe wird, wie üblich, durch eine außerhalb
der Betriebstrommel i befindliche Dampfturbine 15 angetrieben, durch die der gesamte
in der Trommel i erzeugte Betriebsdampf oder ein größerer Teil des Betriebsdampfes
mit geringem Druckabfall geleitet wird. Die vom Dampfraum der Betriebstrommel i
zur Turbine 15 führende Dampfleitung ist mit- 16 bezeichnet. Selbstverständlich
kann die Schraubenpumpe auch durch irgendeinen anderen Motor angetrieben werden.
-
Um die Durchführung der Schraubenwelle durch die Wandung der Trommel
i zu vermeiden, kann der Antriebsmotor auch in bekannter Weise in der-Trommel eingebaut
sein. Auf der Welle des Schraubenrades wird dann ein Schaufelkranz befestigt, der
durch den äusströmenden Dampf oder auch durch das eintretende Speisewasser in Umdrehung
versetzt wird. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 4. Auf der Welle 17 des
Schraubenrades 14 sitzt ein Schaufelkranz 18, der in einem geschlossenen Gehäuse
ig läuft. An einen Eintrittsstutzen 2o des Gehäuses ist das mit dem Dampfentnahmerohr
verbundene Dampfzuleitungsrohr 21 angeschlossen. Von einem Austrittsstutzen 22 des
Gehäuses führt die zu einer Verbrauchsstelle gehende Dampfleitung 23 durch die Wand
der Trommel i nach außen.