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Quecksilberdampfkessel Bei der Inbetriebsetzung eines Quecksilberdampfkessels,
bei dem flüssiges Betriebsmittel aus dem Dampfentnahmeraum über außerhalb des Verbrennungsraumes
angeordnete Fallrohre unten in den Dampferzeuger zurückgeführt wird, dauert es verhältnismäßig
lange, bis der Kessel den ordnungsmäßigen Betriebszustand erreicht hat, weil infolge
des hohen spezifischen Gewichtes des Quecksilbers der Flüssigkeitsdruck in den bei
der Inbetriebsetzung des- Kessels zunächst am wirksamsten beheizten unteren Teilen
der Steigrohre sehr groß ist. Infolgedessen wird die Dampfentwicklung verzögert.
Dieser Flüssigkeitsdruck ist um so größer, je höher die Flüssigkeitssäule in den
beheizten Steigrohren ist.
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Diese Steigrohre sind bei den bekannten Ouecksilberdampfkesseln vor
der Inbetriebsetzung völlig mit Quecksilber gefüllt, das sogar noch den unteren
Teil der Dampfsaminelkammer ausfüllt, in welche die Steigrohre münden. Neben dem
dadurch bedingten hohen Flüssigkeitsdruck im unteren Teil der Steigrohre kommt also
noch der die Inbetriebsetzung des 'Kessels weiter verzögernde Umstand hinzu, daß
auch die Menge des anfänglich zu erhitzenden kalten Quecksilbers sehr groß ist.
Nach der Erfindung ist die Inbetriebsetzung des Kessels dadurch beschleunigt daß
in die außerhalb des Verbrennungsraumes angeordneten Fallrohre ein Sammelbehälter.
eingeschaltet ist, dessen Boden tief liegt, damit das kalte Quecksilber beim Inbetriebsetzen
des Kessels die Heizrohre nur bis zu einer bestimmten Höhe anfüllt. Durch diese
Anordnung und Lage des Sammelbehälters wird den Steigrohren bei der Inbetriebsetzung
des Kessels so viel flüssiges Quecksilber entzogen, daß die Steigrohre nur noch
zum Teil mit dem kalten Quecksilber gefüllt sind. Infolgedessen ist bei Inbetriebsetzung
nicht nur der Flüssigkeitsdruck im unteren Teil der Steigrohre gering, sondern es
ist auch anfänglich nur' eine geringe Menge kalten Quecksilbers anzuwärmen. In dem
Maße wie dieses Quecksilber verdampft, fließt aus dem Sammelbehälter selbständig
weiteres kaltes Quecksilber nach, bis der Kessel seinen ordnungsmäßigen Betriebszustand
erreicht hat.
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Ein Ausführungsbeispiel des Quecksilberdainpfkessels nach der "Erfindung
ist auf der Zeichnung in einem senkrechten Längsschnitt dargestellt.
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Der Kessel besteht aus mehreren beheizten Steigrohren 8o, deren untere
Teile 81 eine zylindrische Verbrennungskammer 82 bilden.
Die Verbrennungskammer
ist mehr als doppelt so hoch wie breit. Die Steigrohre sind an der Stelle 8.i .unter
verschiedenen Winkeln so,
| nach innen gebogen, daß eine Einschnürii |
| entsteht. Oberhalb dieser E inschnürung, 2@1 |
an der Stelle 84, verlaufen die Steigrohre. wieder parallel zueinander in der Weise,
daß die Rohre mehrere in gleichem Abstand voneinander befindliche Ringreihen bilden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier solcher Ringreihen vorhanden.
Innerhalb des inneren Rohrringes ist eine Prallplatte 85 aus feuerfestem Baustoff
angeordnet, die einerseits verhindert, daß die Verbrennungsgase durch den von dem
inneren Rohrring umgrenzten Raum hindurch entweichen, anderseits dafür sorgt, daß
die Verbrennungsgase durch die zwischen der Finschnürung der Rohre und den oberen
Enden der Rohre befindlichen Zwischenräume hindurchströmen. Die unteren Teile der
Steigrohre bekleiden einen Mantel 86 aus feuerfestem Baustoff. Die Rohre sind in
diesen Mantel mittels angeschweißter Ringe 87 verankert. Der Mantel 86 ist außen
mit einem Metallblech 88 umkleidet. Der aus den einzelnen Steigrohren aufgebauteKörper
hat die Forin einer Flasche, deren Hals in einen Behälxer 94 hineinragt und die
zur Aufnahme einer nachstehend beschriebenen Heizvorrichtung unten offen ist.
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Die unteren Enden der Rohre sind an eine ringförmige Sammelleitung
89 angeschlossen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel "mittels einer Wand
9o aus feuerfestem Baustoff gegen die Strahlungswärme geschützt ist. Die Wand 9o
bildet zusammen mit der äußeren Metallverkleidung 88 eine Ringkammer 9i, die zur
Ausbesserung der. unteren Enden der Rohre und, falls erforderlich, zur Reinigung
des Ringrohres 89 leicht zugänglich ist. Der Brennstoff und die Luft werden dem
unteren Teil der Verbrennungskammer mittels einer Vorrichtung zugeführt, die aus
einem Brenner 92 und einem Luftzuführungsrohr 93 besteht. Es `verden sämtliche Quecksilbersteigrohre
beheizt, wobei zweckmäßig mindestens 75 °/o der in der Verbrennungskammer erzeugten
Wärme .den Rohren als Strahlungswärme zugeführt wird. Die oberen Enden der Heizrohre
sind an den gleichachsig zur Verbrennungskammer liegenden Behälter 94 über Düsen
95 angeschlossen. Die Düsen 95 sind an den Enden der Rohre befestigt und ragen in
die unteren Enden mehrerer Rohre 96 hinein, die in einer mit Bohrungen versehenen
Platte 97 befestigt sind. Die Platte 97 ist an dem Behälter 94 mittels Bolzen 98
befestigt. Die Düsen 95 liegen unterhalb des im Betriebe sich einstellenden Flüssigkeitsspiegels,
während die oberen Enden der Rohre 96 über diesen Flüssigkeitsspiegel hinausragen.
Die oberen Enden der Rohre 96 sind derart umgebogen, daß die Flüssigkeit in an--genähert
tangentialer Richtung austritt und gegen die zylindrische Innenwand ioo des Behälters
94 geschleudert wird.
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-' Der obere Teil der Innenfläche ioo des Behälters 94 weist eine
Aussparung ioi auf, so daß eine Schulter gebildet ist. Das obere Ende des Behälters
hat eine elliptische Öffnung io2. Gegen die durch die Aussparung ioi gebildete Schulter
legt sich die Schulter 104 eines elliptischen Deckels 103. Der Deckel wird
in der Schließlage gegen die Schulter 104 der Wand 94 mittels am Deckel befestigter
Bolzen io5 angedrückt und ist mittels Muttern 107 an eine Platte io6 angeschlossen.
Die Platte io6 liegt auf dem oberen Rand des Behälters auf, so daß der Deckel beim
Anziehen der Muttern io7 in die Schließlage gegen die Schulter des Behälters 94
gepreßt wird. Die Kopfplatte io6 und der Deckel 103 schließen einen Raum io8 ein,
in dem zweckmäßig ein Unterdruck aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck kann der
Raum io8 an. einen Kesselheizzug mittels eines Rohres iog angeschlossen sein. Auf
diese Weise wird das durch Undichtigkeiten entweichende Quecksilber unter der Wirkung
des in dem Raum io8 herrschenden Unterdruckes angesaugt, in diesem Raum kondensiert
und für die Wiederbenutzung angesammelt. Der Raum i o8 kann zweckmäßig auch mit
einem trägen oder Oxydbildung verhindernden Gas, z. B. Wasserstoff, gefüllt sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist zu diesem Zweck ein Rohr iio vorgesehen,
durch das ein solches Gas in den Saugraum io8 geleitet wird.
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Der Quecksilberdampf wird dem Behälter 94 mittels einer Leitung i
i i entnommen, die oben an den Dampfraum angeschlossen ist. Das Mitreißen flüssiger
Quecksilberteilchen ist durch eine Platte 112 erschwert, die mit ihrem umgebördelten
Rand an die Innenfläche des Behälters mittels Bolzen 113 angeschlossen, ist und
eine mittlere Öffnung 114 aufweist, die dem abzuleitenden Quecksilberdampf Durchtritt
gewährt. Um den Quecksilberinhalt des Kessels während der Inbetriebsetzung des Kessels
zu vermindern, ist ein zylindrischer Hilfsbehälter 115 außerhalb des Verbrennungsraumes.
angeordnet, dessen Boden 116 hinreichend unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt,
bis zu dem die kalte Flüssigkeit die Heizrohre ausfüllen soll. Auf dem oberen Ende
der Wand i 17 des Hilfsbehälters ist mittels einer Schweißverbindung i2o
ein seitlich vorspringender Kopf i 18 befestigt, der eine elliptische Öffnung
iig aufweist. Diese Öffnung ist mittels eines Deckels 121 und einer Kopfplatte 122
verschließbar. In
dem von dem Deckel 121 und der Kopfplatte 122
begrenzten Raum wird ein Unterdruck aufrechterhalten. Zu diesem Zweck ist an diesen
Raum ein Saugrohr 12,3 angeschlossen. Der, Hilfsbehälter wird flüssiges Quecksilber
aus dein Hauptbehälter 94 durch eine Leitung 124 zugeführt. In den Hilfsbehälter
kann noch zusätzlich flüssiges Quecksilber, beispielsweise aus dein 0iuecksilberkondensator
einer Kraftanlage, mittels eines Rohres r25 geleitet werden, das an das Rohr 124
angeschlossen ist. Das flüssige Quecksilber fließt aus dem Hilfsbehälter durch eine
Leitung 126, die mit ihrem oberen Ende an den Boden des Hilfsbehälters und mit ihrem
unteren Ende über einen Verbindungskasten r27 an das Hauptrohr 89 angeschlossen
ist. Unten im Hilfsbehälter ist eine Stauvorrichtung in Form einer Prallplatte 128
eines Siebes o. dgl angeordnet, die dafür sorgt, daß im Quecksilber befindliche
feste Klumpen im Hilfsbehälter zurückbleiben und nicht. in das Fallrohr 126 gelangen,
das hierdurch verstopft werden könnte. Das Filter 128 ist an einer Stange 129 befestigt,
die sich bis in den oberen Teil des Behälters erstreckt und mit einem an der Wand
117 mittels Bolzen 131 befestigten Arm 130 ausgerüstet ist. Infolgedessen kann nach
Abnehmen des Deckels 121 das Sieb 128 zusammen mit dem auf ihm angesammelten festen
Gut leicht aus, dem Hilfsbehälter entfernt werden. Der Hilfsbehälter kann gegebenenfalls
auch zur Einführung bestimmter Zusätze in den Kessel, z. B. Aluminium, Natrium o.
dgl., benutzt werden. Solche in der Regel in Form von festen Stangen oder Stücken
zugeführten Beimengungen lösen sich allmählich innerhalb des Hilfsbehälters auf
und gelangen in die Heizrohre des Kessels. Im kalten Zustand wird der Kessel bis
zu der durch die strichpunktierte Linie 133 angedeuteten Höhe mit Quecksilber
132 gefüllt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, befindet sich der Flüssigkeitsspiegel
133 unterhalb des oberen Endes der Verbrennungskammer. Infolgedessen ist das Inbetriebsetzen
des Kessels mit dem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegenden Teil der Heizrohre
beschleunigt, weil - der unten in den Heizrohren herrschende Flüssigkeitsdruck verhältnismäßig
gering ist. Beim Inbetriebnehmen des Kessels steigt das Quecksilber infolge seiner
Ausdehnung in den Heizrohren bis in den Hauptbehälter empor, aus dem die Flüssigkeit
durch die Leitung 124 in den Hilfsbehälter gelangt und aufs neue ihren Kreislauf
durch die Heizrohre beginnt.