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Schiffswasserrohrkessel Die Erfindung betrifft Schiffswasserrohrkessel
mit Ober- und Untertrommel und' einem Brennraum, der zwischen den die Trommeln verbindenden
Verdampferrohren angeordnet ist und aus dem die Verbrennungsgase am Boden in einen
neben dem Brennraum aufsteigenden, nur durch eine als Wand ausgebildete Rohrreihe
getrennten Heizzug abgeleitet werden. Bei einem bekannten Wasserrohrkessel dieser
Art wird der Brennraum auf der Gasabzugsseite durch ein Rohrbündel begrenzt, das
aus mehreren Rohrreihen besteht und nach außen auf dem größten Teil seiner Länge
durch eine Wand abgedeckt ist. Infolgedessen ist die Wärmeübertragung an die außenliegenden
Rohrreihen des Bündels ungünstig.
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Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß der von zwei die wesentliche
Verdampfungsfläche bildenden Rohrwänden begrenzte, unter den Rauchfang führende
Heizzug sich mit einem liegenden Teil unter den Brennraum erstreckt und die Verbrennungsgase
durch Rohrgassen der Wandrohre in diesen Bodenteil des Heizzuges einströmen. Auf
diese Weise ist ein Schiffswasserrohrkessel mit einer besonders gut ausgenutzten
Verdampfungsheizfläche geschaffen, so daß mit einer verhältnismäßig kleinen Rohrheizfläche
eine große Verdampfungsleistung erzielt wird. Dieser Vorteil ist für Schiffskessel
wegen der dadurch erzielten Platz-und Gewichtsersparnis besonders wesentlich. Die
Verdampfungsheizfläche besteht im wesentlichen aus den beiden Rohrwänden, die den
Heizkanal begrenzen. Die am Brennraum verlaufende * strahlungsbeheizte Rohrwand
wird auch von der Rückseite durch die im Heizkanal hochsteigenden Verbrennungsgase
wirksam beheizt. In dem Heizkanal können hohe Heizgasgeschwindigkeiten angewendet
werden, ohne daß der Zugverlust unerwünscht groß wird, weil der Kanal gegebenenfalls
ganz frei von Heizfläche bleibt und die Gase parallel zu den Verdampferrohren strömen.
In diesen Heizkanal treten die vom Brennraum kommenden Heizgase mit sehr hoher Temperatur
ein. Gegebenenfalls soll in dem Heizkanal noch eine Nachverbrennung stattfinden.
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Die Verdampferrohre, welche die Rohrwand bilden, dienen zugleich zur
Auskleidung des Bodens und der Decke des Brennraumes. Dadurch gestaltet sich die
Bauart des Kessels sehr einfach. In den Bodenteil des Heizkanals strömen die Verbrennungsgase
vom Brennraum aus unmittelbar durch die hier zwischen den Wandrohren vorhandenen
Rohrgassen ein. Die Verdampferrohre sind somit in ihrem unteren Teil stärker beheizt
als im oberen Teil. Dementsprechend ist der Auftrieb bereits unten sehr gut. Der
Wasserumlauf bleibt auch bei Seegang aufrechterhalten, weil durch die schon im unteren
Teil der Rohre sich bildenden Dampfblasen das Wasser trotz etwa durch die
Schiffsbewegung
auftretender Verzögerungen hochgerissen wird. Die oberen Teile der Rohre sind infolgedessen
innen gut gekühlt, so daß keine unzulässig hohen Rohrwändternperaturen auftreten,
zumal die hochsteigenden: Verbrennungsgase schon verhältnismäßig abgekühlt sind,
wenn sie an diesen Teilen der Rohre vorbeistreichen.
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Die Ausnutzung der vorhandenen Verdampfungsheizflächen läßt sich noch
steigern, wenn die in dem aufsteigenden Heizzuge liegenden Rohre in ihrem oberen
Teile in an sich bekannter Weise zu einer Rohrwand zusammengezogen sind, die sich
ein Stück quer in den Räuchgasabzug erstreckt, so daß ein Teil der Rauchgase noch
länger als der andere an den Rohrwänden entlang strömen -und sie beheizen muß.
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Bei Schachtkesseln für ortsfeste Zwecke, z. B. Kohlenstaubkesseln,
reit Wirbelfeuerung ist es bekannt, die Brenner im oberen Teil des Brennraumes,
z. B. in der Brennraumdecke, anzuordnen und die Verbrennungsgase unten abzuführen.
Die Verhältnisse, sind aber hier ganz anders wie bei den Schiffswasserrohrkesseln
der in Frage stehenden Art. Insbesondere sind bei den bekannten Kesseln die an der
Schachtwandung angeordneten Kühlrohre nicht in ihrem unteren Teil am stärksten beheizt,
weil die im Wirbel von oben nach 'unten sich bewegenden Verbrennungsgase am unteren
Ende des Schachtes schon etwas abgekühlt sind. Im Gegensatz dazu erfolgt gemäß der
Erfindung der stärkste Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen an die unteren Teile
der Verdampferrohre.
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Ferner ist wesentlich, daß die Verbrennungsgase ohne wesentlichen
Zugverlust unmittelbar vom Brennraum in den Heizkanal einströmen. Bei den bekannten
Schachtkesseln müssen die durch den Schlackenrost hindurchtretenden Verbrennungsgase
noch eine Untertrommel umströmen, um dann von der Rückseite in das im aufsteigenden
Heizzug liegende Rohrbündel einzutreten, so daß sich infolge des vielfachen Richtungs-
und Querschnittswechseln erhebliche Zugverluste ergeben.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des neuen Kessels in einem
senkrechten O_uerschnitt durch den Brennraum veranschaulicht.
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Beidem Ausführungsbeispiel sind die Obertrommel i und die Untertrommel
2 durch zwei Rohrgruppen verbunden, welche den im Querschnitt etwa rechteckigen
Brennraum 3 umschließen. An der Vorder- und Rückwand des Brennraumes können gleichfalls
Kühlrohre angeordnet sein, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Die
dem Brennraum zunächst liegenden Rohre q., 5 der beiden seitlichen Rohrgruppen bilden
an den Seitenwänden und an der Decke des Brennraumes geschlossene Rohrwände. Am
Boden des Brennraumes sind dagegen die Rohre auseinandergezogen, so daß zwischen
ihnen Durchtrittsgassen für die Verbrennungsgase vorhanden sind. Die außenliegenden
Rohrreifien 6, 7 der beiden Rohrgruppen bilden am Boden und an den Seitenwänden
des Brennraumes dichte Rohrwände: An der Decke des - Brennraumes sind die Rohre
7 der rechten Gruppe auseinandergezogen, so daß hier Durchzugsgassen für die abströmenden
Heizgase vorhanden sind. Auf diese Weise sind in den beiden Rohrgruppen zwei Heizzüge
8, 9 ausgebildet, die hinter den durch die Rohre und 5 gebildeten Seitenwänden des
Breniiraurnes hochsteigen und oben in den Rauchabzug io einmünden, in dein noch
Kesselheizfläche, z. B: ein Überhitzer 12 und ein Speisewasservorwärmer
13, und gegebenenfalls noch ein Luftvorwärmer angeordnet sind. Hinter der
aus den Röhren 6 gebildeten äußeren Rohrwand der linken Rohrgruppe sind Fall= rohre
14 angeordnet, die über die ganze Länge des Kessels verteilt-sind.
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Die Heizzüge 8 und 9 können ganz frei oder aber verhältnismäßig schwach
init Rohren besetzt sein. Es kann dann in diesen Heizzügen, in denen hohe Raüchgasgeschwindigkeiten
auftreten. noch ein Nachverbrennen stattfinden. Gegebenenfalls kann zu diesem Zweck
in diese Heizzüge Zweitluft durch besondere regelbare Einrichtungen eingeführt werden.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind in dem linken Heizzug Verdampferrohre
15 und im rechten Heizzug Verdampferrohre 16 angeordnet. Die Verdampferrohre 16
sind auf einem Teil ihrer Länge zu einer Rohrwand 17 zusammengezogen, so daß ein
Teil der im Heizzug 9 hochsteigenden Heizgase nicht unmittelbar zum Rauchfang gelangen,
sondern an der Brennraümdecke entlang bis zur gegenüberliegenden Seite strömen muß.
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Die zur Beheizung des Brennraumes dienenden Brenner 18, z. B. Ölbrenner,
die den Brennstoff in Richtung der Kessellängsachse zuführen, sind im oberen' Teil
des Brennraumes angeordnet. Die Verbrennungsgase sind gezwungen, durch die am Boden
des Brennraumes zwischen den Rohrreihen vorhandenen Dürchzugsgassen abzuströmen.
Sie steigen dann hinter den inneren Rohrseitenwänden q., 5 hoch und strömen über
der Brennraumdecke zum Rauchabzug. Auf diese Weise ist erreicht, daß die` Verdampferrohre
in ihrem unteren Teil am stärksten beheizt sind. Die Strahlungsrohre d., 5 werden
von zwei Seiten gilt beheizt. Da die Heizgase gleichmäßig über die Länge des Kessels
abziehen und einen verhältnismäßig langen Strömungsweg
zurücklegen,
ist eine gleichmäßige Verteilung der Wärme auf die von den Heizgasen berührten Heizflächen
gesichert.
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Als Brenner können sowohl Ölbrenner als auch Kohlenstaubbrenner Verwendung
finden. Bei Kohlenstaubbrennern wird die Schlacke unten abgefangen. Die Teilung
der Rohrreihen muß dann genügend weit gewählt sein, um Ansinterungen zu vermeiden.
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Anstatt die Brenner im oberen Teil der Vorder- oder Rückwand des Brennraumes
anzuordnen, könnten sie beispielsweise auch in der Brennraümdecke oder im oberen
Teil der ßrennraumseitenwandeingebaut sein. Wesentlich für die Erfindung ist die
Strömung der Heizgase in der Weise, daß sie über die Länge des Brennraumes möglichst
gleichmäßig verteilt zum Boden des Brennraumes strömen und die unteren Teile der
Verdampferrohre stark beheizen.