-
Quecksilberdampfkessel Die Erfindung bezieht sich auf Onecksilberdampfkessel,
bei denen im Zuge der Feuergase Kesselelemente angeordnet sind, die aus je einer
Kammer mit mehreren aus ihr in den Feuerraum hineinragenden Heizrohren bestehen.
In diesen Heizrohren sind Fallkanäle üir die Flüssigkeit und Steigkanäle für den
entstehenden Dampf enthalten. Die Erfindung bezweckt weitere Verbesserungen von
Ouecksilberdampfkesseln dieser Art und besteht darin, daß die Heizrohre in die Kammer
durch deren `'Wandung so weit hineinragen, daß ihre Mündungen aus dem Quecksilber
hinausragen, während die Zuflußöffnungen für das flüssige Quecksilber unterhalb
des Quecksilberspiegels in der Nähe des Kammerbodens liegen. Es wird dadurch der
doppelte Vorteil erzielt, daß der Dampf ungehindert durch (las flüssige Quecksilber
frei ausströinen kann, während das flüssige Quecksilber ungehindert durch den Dampf
zu den Fallkanülen der Heizrohre gelangen kann. Dadurch wird ein ungehinderter ständiger
Umlauf des Quecksilbers in flüssigem sowie in dampfförmigem Zustande gewährleistet.
-
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfin-,lung an einem Ausführungsbeispiel.
Abb. i ist ein Schnitt durch eine Anlage zum Erzeugen von Quecksilberdampf mit einem
Kessel gemäß der Erfindung; Abb.2 ist ein Längsschnitt in vergrößertem lfaßstabe
durch das obere Ende eines Heizrohres; Abb. 3 ist eine Draufsicht auf die oberen
Heizrohrenden in einer Kesseltrommel; -AM. d. ist ein Querschnitt durch eine
Kesseltrommel nebst einem Heizrohr; Abb. 5 ist eine perspektivische Darstellung
des oberen Endes eines Heizrohres, teilweise im Schnitt.
-
Bei dem dargestellten Beispiel wird die Feuerung i durch einen Olbrenner
2 beheizt. Die Verbrennungsgase strömen aus dem Brennraum 3 zum Auslaß .4, wobei
sie auf ihrem Wege Wärine an den Kessel abgeben. Der- Kessel besteht aus einer Anzahl
selbständiger Elemente 5. Die Kesselelemente sind in der Feuerung nebeneinander
angeordnet und geben das Arbeitsmittel durch parallele Leitungen 6, ein gemeinsames
Sammelrohr oder eine Trommel 7, Rohre 8 und Trommel 9 an ein Dampfabführungsrohr
io ab, durch welches das Arbeitsmittel der Verbrauchsstelle zugeführt wird, beispielsweise
einer
Ouecksilberdanipfturbine. Die Zeichnung zeigt nur ein Heizelement; der Kessel kann
natürlich mehrere solcher Elemente besitzen. Die Heizelemente «-erden auf irgendeine
Weise festgelegt. Im dargestellten Beispiel sind sie mittels der Stangen 12 an einem
Trägergerüst r r aufgehängt.
-
Jedes Heizelement besteht aus einer Kammer 13, die an ihren Enden
abgeschlossen ist. An der unteren Seite dieser Kammer sind mehrere Heizrohre 1d.
vorgesehen, die nach außen etwas zueinander gespreizt sind und unmittelbar über
dein Brennraum liegen, so daß sie von den aufwärts strömenden Heizgasen bespült
werden. Das flüssige Quecksilber -wird der Kammer durch ein Rohr 13a von einer geeigneten
Quelle zugeführt. Ein Standrohr i3@ zeigt die Höhe des Quecksilberspiegels in dein
Heizelement an.
-
Jedes Heizrohr besteht aus einem Außenrohr r 5 und einem Kernrohr
16. Das Außenrohr 15 ist am unteren Ende mit einem abgerundeten Boden versehen,
während das obere Ende in der Wandung der Kammer 13
befestigt ist, beispielsweise
durch Schweißen, -wie bei 17 (Abb.2) dargestellt. Das Kernrohr 16 ist dickwandig
und der Gestalt des Außenrohres 15 angepaßt. Beide Rohre werden auf ihrer ganzen
Länge in Abstand gehalten, beispielsweise durch Rippen 18, die aus der Wandung des
Kernrohres herausgedrückt sind. Das untere Ende des Kernrohres hört kurz vor dem
Boden des Außenrohres auf und wird von diesem beispielsweise durch Auspressungen
r9 oder andere Mittel in Abstand gehalten. Auf diese Weise entsteht zwischen den
beiden Rohren ein ringförmiger Kanal 2,1, -welcher mit einem Kanal 2o innerhalb
des Kernrohres am unteren Ende verbunden ist.
-
Das Kernrohr 16 mit dem Kanal 2o kann vorzugsweise aus zwei
in Abstand voneinander gehaltenen und an beiden Enden zusammengeschweißten Rohren
bestehen. Die untere Schweißstelle ist in Abb. d. durch 22 bezeichnet, während am
oberen Ende die Verbindung zwischen den beiden Rohren durch eine Platte 22a hergestellt
wird. Der Hohlraum zwischen den beiden Rohren kann mit Luft oder irgendeinem anderen
Stoff gefüllt sein. Diese Einrichtung hat den Zweck, zwischen dem außenliegenden
ringförmigen Kanal 21 und dem Innenkanal 2o des Kernrohres eine gute Isolierung
herzustellen, um einen Wärmeübergang zu verhüten. Das ist bei Quecksilberdampfkesseln
wichtig, damit genügend verhältnismäßig kaltes Quecksilber ununterbrochen den Heizrohren
zugeführt wird und weil flüssiges Quecksilber ein -wesentlich .besserer Wärmeträger
ist als dampfförmiges. Das Innenrohr 2o kann an einer oder mehreren Stellen gebogen
sein, wie in Abb. 4. dargestellt, um eine gewisse Nachgiebigkeit gegenüber Längsdehnungen
zu besitzen.
-
Das Kernrohr 16 hört kurz vor dem oberen Ende des Außenrohres 15 auf.
Darüber ist ein Füllkörper 23 vorgesehen, dessen unteres Ende auf dem Kernrohr 16
ruht. Zwischen dem Füllkörper 23 und dem Außenrohr 15 ist ein ringförmiger Spalt
vorgesehen, welcher eine Fortsetzung des Außenkanals 21 bildet. Der Füllkörper 23
wird durch Stifte oder Vorsprünge 24. von der Innenfläche des Außenrohres 15
getrennt. Im Füllkörper 23 ist in der Mitte eine axiale Bohrung 25 vorgesehen, die
nach dem oberen Ende eine Erweiterung 26 bildet. Am unteren Ende ist die Bohrung
25 mit dem Kanal 20 verbunden. Das Rohr 20 wird vorzugsweise bis in den Füllkörper
hinein fortgesetzt, um einen guten Übergang zu der Bohrung 25 herzustellen. Im Füllkörper
z3 sind auf dem Umfange mehrere Längsschlitze 27 vorgesehen, die sich vom oberen
Ende des Körpers bis kurz zu seinem unteren Ende erstrecken und mehrere nach der
Achse zu geneigte Trennleisten 28 aufweisen. Auf diese Weise entstehen mehrere nach
der Mitte zu geneigte Kanäle 29, welche den ringförmigen Außenspalt mit der Bohrung
25 des Füllkörpers verbinden. Der Füllkörper 23 ist mit dem Außenrohr 15
durch mehrere angeschweißte Winkeleisen 30 verbunden. Aus Herstellungsgründen ist
das obere Ende des Rohres 15 als besonderer Körper vorgesehen; die Verbindungsfuge
ist durch 31 bezeichnet. An dein oberen Ende des Rohres 15 ist eine kegelige Kappe
32 befestigt, die sich nach außen zu verjüngt und eine Auslaßöffnung 33 für die
Dämpfe enthält. In der Wandung des Außenrohres 15 ist innerhalb der Kammer
13 kurz über deren Boden eine öffnung 34 vorgesehen, die in einen der nach
der Mitte zu geneigten Kanäle 29 des Füllstückes 23 einmündet und zum Zuführen des
flüssigen Quecksilbers in das Fallrohr 2o dient.
-
In der Kammer 13 sind zwecks Verringerung des freien Raumes
Füllkörper 35 reihenweise vorgesehen. Zwischen den einzelnen Körpern sind Kanäle
36 zum Durchlassen des Quecksilbers angeordnet. Aussparungen 37 lassen die oberen
Enden der Heizrohre hindurchtreten. Die Einrichtung kann so getroffen ---erden,
daß die Öffnung 34 des Außenrohres 15 stets in einen Zwischenraum 36 mündet.
Dadurch wird ein ständiger Zufluß des flüssigen Betriebsstoffs zu jedem Heizrohr
gesichert. Die Füllkörper 35 sind, -wie in Abb.4 dargestellt, an der Kammerwandung
mittels Schrauben 38 befestigt. Durch besondere Einlagen wird ein Spalt zwischen
den Füllkörpern und der Kammerwandung
vorgesehen. Zur bequemeren
Einbringung werden, wie in Abb. 3 dargestellt, die Füllkörper aus Einzelstücken
hergestellt. Cber den in die Kammer 13 hineinragenden oberen Enden der Heizrohre
ist eine Trennwand 39 mit Durchlaßöffnungen d.o für die Dämpfe vorgesehen. Diese
Trennwand erstreckt sich über die ganze Länge der Kammer 13.
-
Die Wirkungsweise des Kessels ist die folgende. Das flüssige Quecksilber
wird jedem Heizrohr durch die Öffnung 34 zugeführt und fließt durch die Bohrung
25 des Füllkörpers 23 und den Fallkanal 2o zum unteren Rohrende und dann durch den
ringförmigen Außenspalt wieder nach oben. In dein Außenspalt 2i findet die Verdampfung
statt. Die Dämpfe mit den noch flüssigen Teilchen treten am oberen Ende des Heizrohres
aus und entströmen durch die Öffnung 33 der kegeligen Kappe 32. Die flüssigen Bestandteile
«-erden durch die kegelige Fläche der Kappe 32 aufgehalten und fließen durch die
Erweiterung 2ö der Bohrung 25 wieder in den Fallkanal -2o zurück. Den Heizrohren
wird somit ständig flüssiges Quecksilber durch die Zuleitung 34 und die Erweiterung
26 zugeführt. Außerdem kann Quecksilber durch die geneigten Kanäle 29 der
Bohrung 25 zufließen. Dieser Teil des Quecksilbersscheidet sich aus den Dämpfen
aus, die durch den Ringkanal 21 aufwärts strömen. Der am oberen Ende der Heizrohre
austretende Dampf stößt gegen die Unterseite der Trennwand 39, «-elche somit auch
zum Ausscheiden der noch flüssigen Bestandteile der Dämpfe dient.
-
Wie aus der Abb. 2 ersichtlich, liegen noch mehrere nach innen geneigte
Kanäle 29 des Füllstücke: 23 unterhalb des Bodens der Kammer 13. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß sogar, wenn der Quecksilberspiegel unterhalb der Einführungsöffnung
34 sinken sollte, immer noch ein Quecksilberumlauf in den Heizrohren durch das OOuecksilber
aufrechterhalten sein würde. welches aus dem Ringkanal 21 durch die Kanäle 29 zurück
zum Fallkanal 25 fließt.
-
Das Herausziehen der oberen Rohrenden durch den Boden der Kammer 13
bis zu einer Stelle, die genügend hoch über dem Boden liegt, sowie das Zuführen
des flüssigen Quecksilbers zu den Rohren an einer Stelle, die unterhalb der oberen
Rohrenden liegt, hat den Vorteil, daß der den Heizrohren entströmende Dampf nicht
den Zufluß des flüssigen Quecksilbers zu den Rohren stören kann. Dadurch wird ein
ständiger Zulauf von flüssigem Quecksilber zu den Heizrohren gewährleistet.
-
Bei gewöhnlichem Betrieb befindet sich der Quecksilberspiegel in der
Kammer 13 in der älie der oberen Fläche der Füllstücke 35.
-
Das O_uecksilber fließt daher zum Fallkanal der Heizrohre durch die
Spalte 36 und die Öffnungen 34 von einer Stelle zu, die genügend tief unterhalb
des Quecksilberspiegels in der Kammer liegt. Dadurch wird verhütet, daß mit dem
Quecksilber Unreinigkeiten in die Heizrohre mit hineingelangen, die sich stets auf
der Oberfläche des Quecksilbers ansammeln.