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Rauchrohr -Abhitzekessel Für die Ausnutzung von Abgasen werden heute
immer noch Rauchrohrkessel verwendet, weil sie eine hohe Rauchgasgeschwindigkeit
mit verhältnismäßig geringem Druckabfall und damit eine gute Wärmeübertragung ermöglichen
und außerdem nach außen gut abgedichtet werden können, was bei säurehaltigen :\1>gasen
und Dämpfen von großem Vorteil ist.
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Besonders schwierige Bedingungen liegen bei einem Abhitzekessel vor,
wenn er als Dampferzeuger benutzt werden soll und die (rase am oberen Ende mit hoher
Temperatur von etwa tooq° und höher eintreten.
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Uni die üblichen Korrosionen in Wasserstandsliiihe im Rauchrohrkessel
zu verhüten, ist schon vorgeschlagen, über diesem einen Sammelbehälter an= zuordnen.
der mit dem Innern des Rauchrohrkessels durch ein weites Rohr in Verbindung steht
und in den gespeist wird und. aus welchem Dampf entnommen wird. Weiter istein Flammrohrabhitzekessel
bekannt, hei welchem die Verbindung des Flammrolirkessels mit dem oberen Sammelbehälter
durch eine kleine Zahl enger Wasserrohre erfolgt, wobei die Abgase mit ihrer Höchsttemperatur
in zwei Flammrohre unten eintreten, diese nach oben durchströmen und nun, bereits
stark abgekühlt, nach dem zwischen <lern oberen -Boden des Flammrohrkessels und
dem unteren Boden des Sammelbehälters befindlichen Gasraum eintreten, um von dort
durch ein weiteres Flammrohr nach dem untenliegenden Fuchs zu entweichen.
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Die bei einem Wasserrohr-Rauchrohr-Abhitzekessel nach der Erfindung
vorliegende Aufgabe liegt jedoch bei letzterem nicht vor. Bei der Erfindung treten
die Abgase mit der höchsten Temperatur oben i» die Rauchrohre ein, so daß gleichzeitig
neben
starker I?ainpfentwicklung in den Wasserrohren eine starke
Beheizung des oberen Bodens des Rauchrolirkessels erfolgt, wobei bei der engen Rohrteilung
iin l','auclirolirkessel die Gefahr besteht, daß sich der irn letzteren entwickelte
Dampf oder mitgeführte l @a#e. wie z. B. Luft oder Kohlensäure usw., bei der geringen
_\uftriebsgeschwindigkeit von wenigen Zc#iitinietern pro Sekunde an der inneren
Seite des oberen Kesselbodens zwischen den Rauchrohren ansc#tzc#ii und dort Korrosionen
verursachen, oder sich bei starker Beheizung ein Dampfpolster bildet, welches zu
Dampfspaltung und zu der bekannten Reaktion des Eisens mit O" zu Fe. 0, führt
und den I;oden auf der NN'asserninenseite abzehrt.
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Nach (lern neuen Vorschlag werden nun von lZauchrohren freie Räume
oder Gassen im Rohrfeld @crigeordnet, welche über den ganzen Rauchrohrkesselquerschnitt
verteilt werden, und außerdem %%-erden diese durch beheizte Wasserrohre mit dem
oberen Sammelbehälter verbunden, so daß die etwa aus dem Kesselwasser frei werdenden
Gas- oder 1)ainpfblasen nicht an dem oberen Boden des Rauchrolirkessels stagnieren,
sondern sofort durch den infolge der starken Beheizung der Wasserrohre einsetzenden
Wasserauftrieb nach dem oberen Sammelbehälter mitgerissen werden. GefahrbildendeDampfpolster
können sich höchstens wenige Sekunden aufhalten, und mit dem Entweichen wird sofort
der obere I;oden wieder mit Wasser benetzt und gut gekühlt. Schäden am oberen Ende
des Rauchrohrkesselswerden auf diese Weise mit Sicherheit vermieden. :lußerdeni
wird durch diese zusätzlichen Wasserrohre eine sehr wirksame Verdampfung erzielt,
so daß dieHeizfläche desRauchrohrteils kleiner ausgeführt und Baustoff erspart werden
kann, die heilten Gase aber nicht mehr mit der vollen hohen Temperatur in die oberen
Enden der Rauchrohre eintreten, an welchen sonst leicht L"ndichtheiten entstehen
können.
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Für den Wasserumlauf ist der Höhenunterschied zwischen Wasserspiegel
im oberen Sammler und (lern oberen Boden des Wasserrohrkessels entscheidend. [e
nach der Höhe der Eintrittstemperatur wird man die Höhe des Wasserrohrteils wählen.
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Für eine ausreichende @N'ärmeübertragung ist ferner zweckmäßig, die
erhitzten Flüssigkeitsteilchen von der Rauchrohrwand wegzuführen und durch andere
zu ersetzen. Dies läßt sich vorschlags-gemäß durch einen Wasserumlauf in
Verbindung mit den bereits erwähnten Rohrgassen erreichen, indem vom oberen Sammelbehälter
in an sich bekannter Weise unbeheizte Fallröhre nach (lern Rauchrohrkessel geführt
werden, die mit clen beheizten Wasserröhren zusammen ein Vielfaches der zu verdampfenden
Wassermenge in Umlauf bringen und alle Heizflächen gut mit Wasser benetzen.
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Nach (lern neuen Vorschlag werden die Fallrohre in die freien Räume
bzw. in die Verteilungsgassen cles Rauchrohrkessels eingeführt, so daß überall eine
gleichmäßige Strömung erzielt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. i zeigt
einen Längsschnitt durch einen Abhitzekessel, der zur Dampferzeugung dient; Abb.2
zeigt in etwas größerem -Maßstab einen Schnitt a-b durch den. Rauchrolirkessel und
Abb. 3 einen Schnitt c-d durch das obere Wasserrohrbündel.
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I- ist der Rauchrohrkessel, 1I der obere Sammler und III das Wasserrolirbündel.
Die Wirkungsweise ist ' folgende: Die heißen Abgase treten durch den Abgaskanal
i nach der oberen Ummantelung 2 der Wasserröhre, bestreichen zunächst , die Wasserrohre
3, 3' und 3" und strömen dann durch die Rauchrohre 4 des, Rauchrohrkessels. Am unteren
Ende verlassen sie diesen abgekühlt und gehen vom .Abgassammelrauin 3 zuin Abgaskanal
6 und von dort in den Schornstein.
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Das Speisewasser wird durch Leitung 7 über Speiseventil 8 und Speiserinne
y dem oberen Sammler II zugeführt. Es fällt nach Mischung mit dein umlaufenden Kesselwasser
durch Fallrohre io in den unteren Teil des Rauchrolirkessels, und zwar wird es vorteilhaft
in die zur Verteilung des Wassers angeordneten Rohrgassen i i geleitet. Das Kesselwasser
steigt nun imRaum zwischenAußenmantel 12 und den Rauchrohren 4 nach oben, wo es
sich weiter erwärmt und verdampft. Der Dampf und das durch den Umlauf mitgerissene
Kesselwasser treten durch die Wasserrohre 3, 3' uild 3" in den oberen Sammler, wo
sich Wasser und Dampf in bekannter Weise trennen. Rohre 3' und 3" sind ili Abb.2
durch Kreuz gekennzeichnet, ebenso Rohr 3' in Abb. 3. Der erzeugte Dampf wird durch
Leitung 13 entnommen und zur Verbrauchsstelle geleitet. Außer den Rohrgassen
i i ist noch eine Anzahl Rauchrohre im Rohrfeld weggelassen. An diesen Stellen sind
am oberen Boden 14 des Rauchrohrkessels noch Wasserrohre 3" zwischen diesem und
dem oberen Sammler II angeordnet. Da die .Geschwindigkeit des aufsteigenden Wassers
infolge des großen Querschnitts des Rauchrohrkessels trotz der außenliegenden Fallrohre
nur sehr gering ist, so könnten sich, wie schon erwähnt, an den oberen Enden der
Rauchrohraußenseiten und am, oberen Boden des Rauchrohrkessels Dampf-, Luft- und
Gasblasen ansetzen, die zu Korrosionen führen. Durch die über den ganzen Kesselquerschnitt
verteilten Wasserrohre 3, 3' und 3" werden jedoch letztere mit dem aufsteigenden
Dampf und Umlaufwasser nach dem oberen Behälter hochgerissen. Auf diese Weise wird
die sonst bestehende Korrosionsgefahr beseitigt: In jeder Gasse sind im vorliegenden
Beispiel je ein Wasserrohr 3' und in jedem Rohrfeldabschnitt IV zwei weitere @\'asserrohce
3" nach oben angeschlossen. Die Zahl dieser Dampf- und Gasblasenabführungsrohre
wird zweckmäßig dem Querschnitt des Kessels angepaßt.
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Im gezeichneten Beispiel sind sechs Rohrfelder IV vorgesehen. Ihre
Zahl kann je nach dem Kesselquerschnitt gewählt werden. Zum Einwalzen der Rohre
und zur Kontrolle des Kesselinnern sind Mannlöcher 15 und 16 angebracht. Das freie
Rohrfeld in der Mitte des Kessels ist zur Besichtigung des Innern des Rauchrohrkessels
zweckmäßig: An seinem oberen Boden 1,4 können auf diese Weise
| ;stich die Wasserrohre 3 bequem eingewalzt werden. |
| .-\ucli die l,orni der Rohrgassen könnte anders aus- |
| z, elzil(let sein als im gezeichneten Beispiel; so wäre |
| cs unter Umständen vorteilhaft, an Stelle des- runden |
| freien Raugis in der Mitte einen durch den ganzen |
| katichrolzrkesseltluerschnitt gehendenGang imRohr- |
| ir#1(1 frei ztz lassen, wo(ltzrcli im oberen Eintrittsraum |
| ier .\1>@;tse auch die \\-asscrrohre über die ganze |
| ()ucrsclz((ittsl@reite angeordnet werden könnten. |
| `clzlicl.ilich kiitttttett die Wasserrohre auch kreis- |
| ttzit den Mantel des Eintrittsraums ange- |
| M-(Inet sein. Ilei letzterer :\tisfiilirttng läßt sich der |
| obcrc Hoden (pes 1Zauchr(zhrkessels auch mit Innen- |
| ]]erstellen. |
| In (1(#r -Mitte (pes hcssels kannte an Stelle mehrerer |
| klci((cr Wasscrrolire ein gr<il@eres beheiztes Rohr |
| \(zwc(((lu((@ finden, olztie daß an (]ein l?rtintiunrs- |
| "(-danken etwas @"eütz(lcrt wird. |