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Steilrohrkessel mit gekrümmten Wasserröhren, namentlich für hohe Drücke.
Bei den bekannten Steilrohrkesseln mit einen Oberkessel mit einem Unterkessel verbindenden
Röhrenbündeln liegt der Unterkessel in der Nähe des Feuerraums und ist deshalb der
Gefahr ausgesetzt, daß durch die Einwirkung des Feuers unzulässige Wärmespannungen
in seinen Wandungen auftreten. Tun sind Steilrohrkessel bekannt geworden, bei denen
die Steiä und Fallröhren oben unmittelbar an einen Oberkessel angeschlossen, unten
aber in nebeneinander angeordnete Sektionen einmünden, und zwar sind die Fallröhren
achsial, die Steigröhren schräg zur Sektionsachse in die Sektionen eingeführt. Der
Umlaufstrom erfährt also nicht bloß im Oberkessel eine sehr starke Richtungsänderung,
sondern auch in den unteren Sektionen wird er in spitzem Winkel umgelenkt und dadurch
seine Geschwindigkeit ganz erheblich vermindert, und es treten dadurch UmlaufstÖrungen
ein, durch welche eine örtliche Überhitzung einzelner Kesselteile herbeigeführt
wird.
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Es ist auch eine Steilrohrkesselbauart bekannt geworden, bei der die
Steigröhren und gesondert von ihnen die Fallröhren oben und unten in röhrenförmige
Körper münden, die ihrerseits durch wenige, aber weitere Röhren mit Ober- und Unterkesseln
verbunden sind. Auch bei diesem bekannten Steilrohrkessel wird der Umlaufstrom durch
die Sektionen sehr stark gestört, da er in seiner Richtung in den Sektionen mehrmals
schroff abgelenkt wird. Außerdem findet in den Ober- und Unterkesseln eine weitere
Störung des Umlaufstroms statt, und die Unterkessel und auch die Oberkessel sind
der Gefahr ungleicher Erhitzung durch die Heizgase ausgesetzt.
Gegenstand
der Erfindung ist eine Einrichtung, durch welche die geschilderten Übelstände beseitigt
und die Gefahr eines Zerknalle des Kessels, selbst bei den höchsten Drücken, vermieden
wird. Diese Einrichtung besteht in dem Ersatz des Unterkessel: und des Oberkessels
durch Sammelröhren von geringem Durchmesser, durch welche die gekrümmten Steig-
und Fallröhren gruppenweise oben im Scheitel und unten an der tiefsten Stelle miteinander
verbunden sind, derart, daß die in den Wasserröhren fließenden Umlaufströme diese
sogenannten Sektionen oben im Scheitel und unten an der tiefsten Stelle quer durchströmen,
wobei der in den oberen Sektionen sich ausscheidende Dampf nach einem oder mehreren
höher gelegenen Speichern abgeführt und ihnen aus diesen das Ersatzwasser durch
besondere Speisewasserröhren zugeführt wird.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Steilrohrkessel der neuen Bauart in einem O_uerschnitt.
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Abb. 2 zeigt ebenfalls im Querschnitt eine weitere Ausführungsform
mit zwei sich kreuzenden Steig- und Fallrohrbündeln und zwei untereinaiederliegenden
Oberkesseln.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt, Abb..t ein Längsschnitt eines Kessels
der neuen Bauart, bei dem unten und oben die Siederohre in Sektionen münden.
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Abb. 5 und 6 sind Achsialschnitte durch eine Sektion.
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Abb. 7 ist ein wagerechter Teilschnitt durch den Kessel nach Abb.
3 und 4.
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Abb. 8 und 9 sind Achsialschnitte.
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Abb. io ist ein Querschnitt durch eine obere Sektion in größerem Maßstab.
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Die mondsichelförmig gestalteten Steig-und Fallrohrbündel i und 2
(Abb. i) münden unmittelbar in den Sammler 16, dagegen unten in Sektionen .1 .,
die vorteilhaft kreisrunden Querschnitt haben. Die Einmündungen liegen einander
gegenüber, wie Abb. 6 zeigt, so daß die Umlaufströme quer zur Sektionsachse von
den Einmündungsstellen der Fallröhren zu denen der Steigröhren durch die Sektion
fließen.
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Wenn, um die Stetigkeit des Umlauf-:troines zu sichern, die Zahl der
Fallröhren kleiner gewählt wird als die der Steigröhren, wie Abb. i es zeigt, dann
strömt das Umlaufwasser in die obersten und untersten Einmündungsstelleie der Steigröhren
schräg nach oben bzw. nach unten. Will man eine gleiche Zahl von Steig- und Fallröhren
haben, nimmt man vorteilhaft den Durchmesser der Fallröhren kleiner als den der
Steigröhren. Um die Verschwächung des Sammlermantels durch die Rohrlöcher geringer
zu haben, sind bei der Ausführungsform nach Abb.2 zwei verschiedene Steig- und Fallrohrbündel
i und 2, i' und 2' abwechselnd ineinandergeschoben. Die Röhren der Bündel i und
2 münden unten in die Sektionen .4, die Röhre i der Bündel i' und 2' in die Sektionen
4.', die abwechselnd zwischen den Sektionen 4 liegen, oben dagegen münden die Rohrbündel
i und 2 unmittelbar in den Sammler 17, die Rohrbündel i' und 2' in den darunter
liegenden Sammler 17'. Auf diese Weise ist die Teilung der Rohrlöcher in den :Mantellinien
der Sammler doppelt so groß wie die wagerechte Entfernung der Rohrbündel i und 2
von den Rohrbündeln i' und 2'. Die Verschwächung des Sammlermantels durch die Rohrlöcher
ist also wesenlich geringer als bei der Anordnung nach Abb. i, Der Sammler 17' kann
auch neben dem Sammler 17 angeordnet sein. Die Kessel der Bauart nach Abb.2 eignen
sich wegen der geringeren Verschwächung des Sammlermantels durch die Rohrlöcher
für höhere Drücke als die der Bauart Abb. i.
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'Um eine für die höchsten Drücke verwendbare und betriebssichere Anordnung
zu erhalten, läßt man, wie (lies in Abb. 3 und d. dargestellt ist, die Steig- und
Fallrohrbündel i und 2 sowohl unten als oben in Sektionen .k und 3 münden und verbindet
den Sammler 8 mit den oberen Sektionen abwechselnd durch die Röhren 5, 6 und 7,
durch welche die in den Sektionen sich aus dem Umlaufstrom ausscheidenden Dampfblasen
in den Sammler 8 hochsteigen und durch die Röhrchen 9, durch welche aus dem Sammler
den Sektionen 3 soviel Wasser in der Zeiteinheit zugeführt wird, als Dampf nach
dem Sammler abströmt.
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Die Sektionen sind, wie dies die Abb. 6, 9 und io zeigen, mit Stutzen
18 versehen, an welche die Wasserröhren nach Art der bekannten Perkinverschraubung
oder auch in anderer zweckdienlicher Art angeschlossen sind. Damit in den oberen
Sektionen die querströmenden Wasserströme von den aufsteigenden Dampfblasen nicht
gestört werden, sind halbkreisförmig gebogene, in der Mitte elliptisch zusammengedrückte
Blechrinnen i9 angeordnet. Falls die Fallröhren kleiner im Durchmesser sind als
die Steigröhren, werden diese Führungsrinnen kegelig gestaltet.
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Durch die Verbindung der oberen Sektionen 3 und des Sammlers 8 mittels
der abwechselnd nacheinander folgenden Dampfröhren 5, 6 und 7 wird die Verschwächung
des Sammlermantels durch die Rohrlöcher auf ein Mindestmaß leerabgedrückt. Der Sammler
liegt ganz außerhalb des Kesselmauerwerks und ist der Einwirkung der Heizgase vollkommen
entzogen.
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Die unteren Sektionen 4 sind ganz so angeordnet
wie
bei den Ausführungsbeispielen nach Abb. i und 2. nur sind sie durch Röhrchen io
mit einem gemeinsamen Schlammsammler i i verbunden.
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Die Röhren a und b der Steig- und Fallröhren sind abwechselnd nach
links und rechts geschwenkt, wie dies aus Abb. 4. und 7 zu ersehen ist, wodurch
sie sich zweimal in ihrem Verlauf kreuzen. Dadurch wird eine für die Wärmeübertragung
sehr wirksame Durchwirbelung der entlang den Röhren strömenden Heizgase erzielt.
Die bei- ziemlicher Entfernung der Sektionen voneinander entstehenden leeren Durchgänge
zwischen den Rohrlagen werden durch wirksame Heizfläche ausgefüllt. Dabei liegen,
wie dies aus den Abb. 7 und io zu erkennen ist, die Enden der Steig-und Fallröhren
in einer die Achse der Sektion kreuzenden Achse, und die Ebenen der einzelnen bogenförmig
gekrümmten Röhren schneiden sich in einer mit der Sektionsachse zusammenfallenden
Geraden.
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Damit auch die Sektionen 3 und d mit ihren Verbindungsröhren und Wasserrohranschlüssen
der Einwirkung der Heizgase ganz entzogen und von außen her auch während des Betriebs
zugänglich sind, sind die trogförfnigen Rohrwandplatten 12 und 13 angeordnet, die
außen gegen die Heizgase durch feuerfestes Zlatterwerk geschützt sind. Die unteren
Sektionen sind von einem Gange aus, die oberen Sektionen von der Kesseldecke aus
jederzeit zugänglich. Die Rohrplattentroge 12 und 13 können auch in Querstreifen
angeordnet sein, damit sie nachträglich angebracht «-erden können, wenn in der VVerkstätte
die Wasserröhren mit ihren Sektionen verbunden und im ganze-i verschickt werden,
nachdem sie auf Dichtheit geprüft sind. Bei dieser Art der Herstellung sind am Aufstellungsort
nur die Verbindungen zwischen Sammler und oberen Sektionen bzw. Schlammsammler und
unteren Sektionen herzustellen, wodurch die Dauer der Richtzeit wesentlich verkürzt
wird.
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Anstatt eines Sammlers 8 können auch zwei und mehr Sammler angeordnet
sein, wodurch ihre Verschwächung durch die Rohrlöcher noch geringer wird, auch können
die Sammler in beträchtlicher Höhe über der Kesseldecke liegen.