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Als Ganzes einsetzbare und entfernbare Einbaukammer für überhitzer
von Hochdruckdampflokomotiven Es bietet bei Hochdrucklokomotivkesseln bekanntlich
Schwierigkeiten, den Überhitzer in einer den wärmetechnischen, baulichen und betriebstechnischen
Anforderungen gleichzeitig genügenden Form auszubilden und im Rauchgasweg anzuordnen.
Die Erfindung befaßt_sich mit dieser Aufgabe und stellt eine neuartige und vorteilhafte
Ausbildung und Anordnung einer den Heizgasstrom leitenden und begrenzenden Einbaukammer
für den Überhitzer und die Anordnung und Lagerung der Überhitzerrohre innerhalb
dieser Einbaukammer dar. Es handelt sich dabei um die bekannten Überhitzer, die
von der Seite her in den Röhrenkessel von Hochdrucklokomotiven eingebaut werden.
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Es sind Vorschläge bekanntgeworden, bei denen die Rohre derartiger
Überhitzer seitlich zwischen die senkrechten aufsteigenden Verdampferrohre des Röhrenkessels
eingeschoben und auf Rippen gelagert sind, die an diesen Verdampferrohren angeschweißt
oder mittels Halteklammern befestigt sind. Nach anderen Vorschlägen wird die ganze
Überhitzerrohrgruppe als Rohrpaket von einer an der Obertrommel angebrachten Aufhängung
getragen.
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Solche Bauarten haben den Nachteil, daß die das Überhitzerrohrbündel
tragenden Bauteile nur mangelhaft oder gar nicht gekühlt sind. In den Überhitzerkammern
sind Temperaturen von goo bis zroo° zu erwarten, so daß diese tragenden Teile sich
verbiegen und durch Abbrand vollends zerstört werden können, sofern sie nicht aus
besonders hitzebeständigem, sehr kostspieligem Baustoff hergestellt werden. Dazu
kommt, daß, wenn als tragende Teile Rippen verwendet werden, die Überhitzerrohre
an den schmalen Auflageflächen der Rippen durch die Schläge und Erschütterungen
im Lokomotivbetrieb beschädigt werden können.
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Diese Nachteile sollen durch die Ausbildung der Einbaukammer des Überhitzers
nach der Erfindung vermieden werden, indem mindestens die Seitenwände der Einbaukammer
durch mit Stehrohren versteifte wasserberührte Plattenwände gebildet sind, wobei
die Überhitzerrohre in den Stehrohren auf großen gut gekühlten Auflagerflächen gelagert
sind. Boden und Decke dieser Kammer können z. B. durch in diese Kammer eingesetzte,
dicht schließende Rohrreihen oder ebenfalls durch wasserberührte Plattenwände gebildet
werden; so daß der Wärmeschutzmantel des Kessels vor Zerstörung und die Obertrommeln
mit Sicherheit vor Bestrahlung geschützt sind. Wenn daher auch die Lagerung von
Überhitzerrohren in den Stehrohren von wasserberührten Kesselwänden, z. B. von Schiffskesseln,
bekannt ist, so kommt bei Lokomotivhochdruckkesseln der Anordnung nach der Erfindung
doch der Vorteil zu, daß eine Vergrößerung der Heizfläche gegenüber bekannten Überhitzeranordnungen
in Hochdrucklokomotiven erzielt wird. Bei bekannten
Ausführungen
mit festen, nicht wegnehmbaren Kämmerwänden könnte dieser Vorteil nur mit Inkaufnahme
der Gefahr des Abbrandes von Heizfiächenteilen erzielt werdeta-:; Des ferneren kommt
der Anordnung naey@ der Erfindung der Vorteil zu, daß die gari#;g.ä Überhitzerkammer
ausgebaut werden kann;"' während bei bekannten Ausführungen stets bei Ausbau des
Überhitzers mindestens eine Seitenwand des Röhrenkessels stehenbleibt, so daß der
Zugang zu den anstoßenden Kesselteilen zwecks Reparatur, wie Schweißen, Nachwalzen
o. dgl., beschränkter ist als beim Erfindungsgegenstand.
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Schließlich ist auch noch darauf hinzuweisen, daß beim Erfindungsgegenstand
die wasserberührten Wände der Überhitzerkammer im Falle von Defekten an denselben
sehr leicht durch bloßes Losschrauben ausgebaut werden können, während bei den bekannten
Ausführungen eingewalzte Rohre herausgenommen werden müssen.
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In Abb. i ist die beispielsweise Anwendung des Erfindungsgegenstandes
an einem Hochdrucklokomotivkessel im Längsschnitt dargestellt. Eine oder mehrere
Obertrommeln a des als Wasserrohrkessel ausgebildeten Verdampferteils, die Feuerbüchsuntertrommeln
b und die Verbrennungskammeruntertrommeln c sind in bekannter Weise durch drei quer
gestellte, mit Stehröhrchen abgesteifte wasserberührte Plattenwände dl, d2, d, miteinander
verbunden. Diese Plattenwände dl, d, d3 dienen als Gerüst des. Kessels und gleichzeitig
als Fallrohre für den Wasserumlauf. Die Verdampferelemente e bestehen nach Abb.
a, welche einen Schnitt durch Abb. i nach der Linie A-A darstellt, aus j e zwei
senkrechten und j e einem nahezu waagerechten Verdampferrohr. Die Vereinigung der
' waagerechten und senkrechten Äste erfolgt _ in -Eckstücken e1, welche an den äußeren
Enden abschraubbare Verschlußkappen e2 tragen. Die Gesamtheit der nebeneinandergestellten
Verdampferrohre e bildet die Feuerbüchsseitenwände und eine die Obertrommeln vor
Beheizung schützende Feuerbüchsdecke. Kurze Rohrstutzen f leiten den erzeugten Dampf
in die Obertrommeln a ab. Im Innern der Feuerbüchse F sind im vorderen Teil zwei
Längsreihen von Verdampferröhren g eingebaut, die die Feuerbüchsheizläche stark
vergrößern und gleichzeitig als Träger des Gewölbes h dienen. Die Verbrennungskammer
K weist eine ähnliche Rohrbesetzung auf wie die Feuerbüchse, hingegen erstreckt
sich die Rohrbesetzung nur auf den hinteren Teil der Verbrennungskammer, während
im vorderen Teil Platz frei gelassen ist für den Einbau der wassergekühlten überhitzereinbaukammer
U. An die vorderste, quer gestellte Plattenwand d3 des Hochdruckverdampfers schließt
sich ein Niederdruckrauchröhrenspeisewasser-@=@qrwärm@er V an, in dessen Rauchröhren
r1 die :Rührschlangen r2 eines Hochdruckspeisewservorwärmers untergebracht sind.
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Die Abb. 3 bis 7 zeigen die beispielsweisen Ausbildungen der Einbaukammer
für den Überhitzer und den Überhitzer selbst in Ansichten und Schnitten in größerem
Maßstabe. Die Einbaukammer nach Abb. 3 und 4 wird gebildet aus zwei seitlichen senkrechten
oder nahezu senkrechten, durch große Stehrohre i abgesteiften wasserberührten und
den Wänden dl, d2, d. ähnlichen Plattenwänden i, die auf den Untertrommeln
abgestützt sind. Der Boden und die Decke der Einbaukammer U sind durch je eine waagerechte
oder nahezu waagerechte Wasserrohrreihe hl, k, gebildet, die mit dem Wasserinhalt
der Seitenwände i durch Löcher p1 in Verbindung steht. Der Boden und die Decke können
aber auch, wie in den Abbildungen nicht dargestellt ist, durch wasserberührte, mittels.
Stehröhrchen oder Stehbolzen abgesteifte Plattenwände gebildet sein. Die großen
Stehrohre l der Kammerseitenwände i dienen zur Lagerung je eines aus mehreren Überhitzerrohren
bestehenden Rohrbündels m, das von der Seite her ein-und ausgebaut werden kann.
Die Zusammenschaltung der einzelnen Überhitzerrohrbündel na und die Anordnung der
Eintritts-und Austrittssammelrohre p kann außerhalb der Überhitzereinbaukammer in
verschiedenster, jedoch zweckentsprechender Weise vorgenommen werden. In der Abb.
3 z. B. sind alle in einer senkrechten Reihe liegenden Rohrbündel hintereinandergeschaltet
und zu einem einzigen Strang vereinigt, der oben und unten an die Sammler p angeschlossen
ist.
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Die Seitenwände der Einbaukammer U nach den Abb. 5 und 6 werden durch
Plattenwände i gebildet, die durch kleine Stehröhrchen n abgesteift sind. Je zwei
Stehrohre der einander gegenüberliegenden Plattenwände dienen zur Lagerung je eines
überhitzerrohres o, das seitlich ein- und ausgebaut werden kann. Die Zusammenschaltung
der einzelnen Überhitzerrohre und die Anordnung der Eintritts- und Austrittssammler
p kann wiederum .auf verschiedene Art zweckentsprechend vorgenommen werden.
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Zum Schutze der Überhitzerrohre in bzw. o
gegen Erglühen, insbesondere
bei abgestellter Dampfentnahme aus dem Überhitzer, sind nach Abb. 5 und 7, von denen
die letztere die Ansicht der Kammer nach Abb. 5 in Pfeilrichtung zeigt, auf der
Gaseintrittsseite der Einbaukammer U eine oder mehrere senkrechte Reihen annähernd
waagerechter Wasserrohre q vorgesehen, die mit den wasserberührten
Seitenwänden
i der Überhitzereinbaukammer U durch Öffnungen p, in freier Verbindung stehen
und wie die Rohre k1, k2 zum Reinigen mit abnehmbaren Putzkappenps verschlossen
sind. Erforderlichenfalls können aber auch den Kammerboden und die Decke verbindende
senkrechte Rohre den gleichen Zweck erfüllen. Die wassergekühlte Einbaukammer (j
kann entweder an den Niederdruckspeisewasservorwärmer V angeschlossen «-erden (Rohrleitungen
q1, q.,), also unter Niederdruck, beispielsweise io bis 2o at, stehen, oder aber
auch an die Rohrschlangen r@ des Hochdruckspeisewasservorwärmers oder den Hochdruckkessel
angeschlossen werden und beispielsweise unter 6o at stehen. Bei entsprechend ausgebildeten
Speisesystemen lädt sich die Einbaukammer U auch mit Wasser kühlen, dessen Druck
nur wenig über der Atmosphäre liegt.
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Da die ganze Einbaukammer U mitsamt den überhitzerrohren ?n bzw. o
seitlich ein-und ausgebaut werden kann, ergibt sich eine vorzügliche Zugänglichkeit
insbesondere dieses Kesselteils. Die Einbaukammer nach der Erfindung lädt sich auch
bei anderen Kesselsy stemen als nach Abb. i anwenden, z. B. bei solchen, bei denen
der Niederdruckvorwärmer weggelassen und durch eine Fortsetzung des Hochdruckröhrenkessels
ersetzt ist.
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Unter Umständen kann es Vorteile bieten, die seitlichen Plattenwände
nicht wie gezeichnet aus einem einzigen Stück herzustellen, sondern sie zu unterteilen,
sei es in waagerechter oder senkrechter Richtung.
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Es kann auch das Einstecken der Überhitzerelemente von beiden Seiten
her erfolgen, wobei in der Mitte zwischen den Kammern i die Abstützung der beidseitigen
Umkehrenden in einer mittleren Plattenwand il erfolgen kann, wie in Abb. ,4 strichpunktiert
eingezeichnet ist. Diese mittlere Plattenwand il kann auch vorgesehen werden, wenn
eine mittlere Abstützung der Überhitzerrohre nach Abb. q. oder 6 erwünscht ist.
Die Wand il ist irgendwie, z. B. auf einer dritten Untertrommel cl, zu lagern.
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Die in Abb.3 bis 6 dargestellten Rohrführungen erschöpfen die Möglichkeiten
natürlich nicht, wie schon oben angedeutet. Als weiteres Beispiel- einer anderen
Anordnung sei nur noch jene nicht gezeichnete angeführt, bei der die Querstränge
der Überhitzerrohre m von oben nach unten abwechselnd an rechts- und linksliegende
Sammelrohre p angeschlossen sind.