Hochdruckd ampfkossel. Die Dampfteehnik hat sieh bekanntlich mehr und mehr dahin entwickelt, dass Über hitzung und Dampfdruck immer mehr gestei- ,crert wurden. Bei den bisherigen Kesselan lagen scheint indessen praktisch die höGhste Grenze mit Drucken von ungefähr<B>20</B> bis <B>25 kg</B> erreicht zu sein.
Das flürfte besonders dadurch begründet sein, dass der Wärmeüber- tragungskoeffizient zwischen den Heizgasen und dem Wasser sehr niedrig ist, weshalb auch für relativ kleine Dampfmengen sehr grosse Heizflächen erforderlich sind, die nur durch komplizierte Konstruktionen, wie zum Beispiel grosse Böden oder Bodenteile, oder inden Kessel eingewalzte nahtlose Rohre oder dergleichen, hergestellt werden können.
Ein in dieser Weise gebauter Kessel besitzt immer mehrere Stellen, wo Undiehtigkeiten leicht entstehen können, und es leuchtet ein, dass die* Schwierigkeiten erhebliüh gesteigert wer den,<B>je</B> höher der Dampfdruek wird.
Weitere Schwierigkeiten entstehen besondersdadureh, zlass, bei höheren Drucken die Diüke des Kes selbleches dem Druche proportional grösser wird, wodurch grosse Wä.rmespannungen in dem Malerial auftreten, da diese Teile -der in tensiven Hitzeder Feuergase'ausgesetzt sind.
Das hat alles dazu beigetragen, dass die Kesselindustrie bei den oben genannten Dampfdrucken stehen geblieben ist.
Wesentliche Vorteile sind indessen mit der Verwendung von Dampf von weit höhe rem Druck >als dem oben erwähnten verbun den, z. B. Drucken von<B>100</B> bis 200 Atm. und mehr., Auch bei Dain-pfmascliinen bezw. Dampfturbinen mit Kondensation können bei Verwendung normaler Überhitzung aus der artig hocligespanntem Dampf viel grössere Leistungen, als aus Dampf von 20 bis<B>25 kg</B> Druck entnommen werden.
Durch vorliegende Erfindung sind indessen noch grössere Vor teile zu erreichen, weil nichts im Wege steht, nicht nur den Dampfdruck sehr zu steigern, sondern auch die Überliitzung bedeutend zu erhöhen, indem !durch Verwendung von La- va.Imundstür,ken vor dem ersten Turbinenrad die Überliitzung infolge der grossen Wärme abnahme herabgemindert und in Geschwin digkeit umgesetzt -wird, bevor der Dampf die Scha,ufeln trifft, Noch grösser werden die Vorteile bei An- 12gen,
die immer mehr Gegenstand des beson dern Interesses der Dampftechnik werden dürften, nämlich beiden verbundenen Dampf kraft- und, Wärmewerken. Bei #diesen Anlagen wird der Dampf nicht bis auf den niedrioSten Druck expandiert, der in Kondensationstur binen vorhanden ist., weshalb auch der Gewinn in Prozenten bei Verwendung sehr hohen Druckes weit grösser wird als bei Anlagen, die ausschliesslich mit Kondensationsturbinen ar beiten, Sehr grosses Interesse bieten inilieser Beziehung die Dampf verbrauchenden grossen In#dustrien, bei denen man immer mehr auch zum Kochen mit Abdampf übergegano,
#en ist und wo somit ein Gegendruül,- bei der Dampf turbine von 4 bis<B>6</B> Atin. nicht mehrselten ist.
Vorliegende Erfindung betrifft einen Kessel, in dem unter voller Sicherheit gegen Explosionen in einer sehr wirtsehaftlichen unil billigen Weise Dampf von sehr hohein Druck und zweckmässig auch von hoher'Über- bitzung erzeugt werden kann. Diese Erfin dung dürfte auch besonders bei schon vor- ha,iidenen Anlagen Verwendung finden.
Bei der Beurteilung dieses Umstandes ist ni#eht zu vergessen, dass in derartige Anlagen grosse Kapitalien für Feuerungsanlagen, Ketten roste oder andere mechanische Roste, Ekono- miser-g. Vorrichtungen für künstlichen Zu-- Bauten, Schornsteine ete. aufgewendet sind, wozu noch die schon vorhandenen teuren Kes sel hinzutreten. Als ein entschiedener -Vorteil der Erfindung ist somit besonders der Um stand anzuführen, dass sie bei vorhandenen Anlagen leicht angewendet werden kann.
Bei der Erfindung ist das bekannte Prin zip eines besondern Wärmeübertraggungsmit- tels verwertet. Die bisher bekannten Kon- struktionenderaxtiger Kessel mit besonderem Übertragungsmittel haben jedoch. nicht die Aufgabe erstrebt, Dampf von sehr hohem Druck zu erzeugen, und sind deshalb auch nicht hierfür geeignet.
Im Gegensatz zu den schon bekanntep Konstruktionen besitzt ein Iloolidruckli-essel nach vorliegender Erfindung wenigstens eine in einem ein hoch erhitztes, bei der verwendeten Temperatur flüssiges Wärmeübertra.gungs- mittel von verhältiiismlissio- niedri(Yem Druek. en tn enthaltenden Behälter befindliehe Rohr- sehlange,
deren einem Ende W asser #dureli eine- Pumpe, z. B. eine Kolbenpumpe oder einen Injektor, unter sehr hohem Druck zugeführt undderen anderem Ende Dampf von sehr ho hem Druch entnommen wird. Die Rohr- sehlange ist zweckmässig fortlaufend und mit so wenig Fugen und Verbindungen als mö-- lieh versehen.
Die Schlange kann auch bei Kesiseln mit sehr grossen Hei7,flä.ehen und kleinen Abmessungen -und infolgedessen mit sehr hoher Sicherheit gegen Explosion, sowie mit besonders guter Wärmeiibeitragung aus- en ,geführt werden. Sie kann aus Stahl, Eisen, Kupfer oder andern geeigneten Metallen<B>be-</B> stehen. Am einen Endedieser Schlange wird Wasser, z.
B. entsprechend der augenblicklich erforderlichen Dampfmenge, eingepumpt, und aus dem andern Ende der Schlange strömt der Dampf von gewünschtem Druck und zweck- mUig mit Überhitzung aus, die durch die Temperatur des Übertragungsmittels be stimmt -wird.
Die Rohrsehlan-e kann sieh in dem bei der Betriebstemperatur flüssigenWärmeüber- tragungsmittel befinden. Statt die Rohr schlange in dem flüssigen Wärmeübertra- gungsmittel selbst zu verlegen, kann sie auch in dem von diesem Mittel gebildeten Dampf verlegt werden.
Als Wär.meübertragunggsmittel werden vorteilhaft Metalle, wie Zink, Blei, Alumi nium, gewisse leicht schmelzbare Metallegie rungen, die somit bei normaler Temperatur fest sind, Üle mit hohem Siedepunkt, Lösun gen von Salzen in Wasser oder dergleichen verwendet. Auch Schwefel und andere Stoffe sind für Aden fraglichen Zweck geeignet. Die ses Mittel kann entweder bei Atmosphären druck oder bei einer Temperatur verwendet werden, die höchstens dem maximalen Druck entspricht, für den der betreffende, Teil des Kessels gebaut ist.
In diesem Kesselteil kann somit ein verhältnismässi-, niedri-,er Druck #n <B>in</B> herrschen, während,der hohe Dampfdruek auf die erwähnte Schlange beschränkt ist. In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Erfin-dungsgegenstandes dargestellt. Fig. <B>1</B> und 2 zeigen, wie die Er findung bei einer bekannten Kesselkonstruk tion, z.
B. einein Cornwallkessel, verwendet werden kann. Fig. <B>1</B> stellt einen Querschnitt, und Fig. 2 einen Längsschnitt eines solchen Kessels dar.
Der Kessel wird vollständig oder nur bis auf,die Höhe k-h mit dem oben erwähnten Wärmeübertragungsmittel gefüllt und in ge wöhnlicher Weise befeuert.
Die Feuergase worden von dem Roste des Kessels zunächst durch. das Flaininrolir e, dann eventuell --in der einen oder andern Weise um die Mantel- flächedes Kessels, sowie umden vor-dem und den hintern Boden herumgeleitet. Durch die Feuerung wird die im Kessel befindliche Übertragungsflüssigkeit auf geeignete Tem peratur, z. B. 400'<B>C,</B> in gewissen Fällen viel mehr, beispielsweise bis auf<B>600</B> bis<B>700' C</B> erhitzt.
Im folgenden wird angenommen, dass die fragliche Flüssigkeit auf einer Temperia- tur von 400' gehalten wird.
In der Übertragungsflüssigkeit ist der eigentliche Hochdruckkessel angeordnet, der aus ider Rohrschlange V,<B>8</B> besteht, der Was ser gegebenenfalls von einem vorhandenen, Ekünomiser dureh die Pumpe P, zugefülirt wird. Das der Schlange zugeführte Wasser besitzt einen wenig hüheren Druck als der Dampf"der aus dem Kessel entnommen wer den soll, entsprechend den Leitungsverlusten in der Schlange. Aus dem entgegengesetzten Ende der Schlangewird bei<B>u</B> Dampf von ge- wünschtein, Druck, z.
B.<B>100</B> bis 200 Atin., undl von einer !der Temperatur des Wärme- übertragungsmittels entsprechenden Tempera tur, in diesem Falle also mit etwas weniger als 400', entnommen.
Die Pumpe P, kann das Wasse'r entweder aus einem Behälter oder aber,<B>-</B> wie oben er wähnt, aus einem Ekonoiniser der Kesselau- lage entnehmen, dem das Wasser in gewöhn licher Weisedurch die Speisepumpe des Nes- sels zugeführt wird und in dem somit der vor der Abänderung herrschende Kesseldruck an-dauernd erhalten wird.
Bei der Berechnung einer derartigen An lage stellt sich heraus, dass die Oberfläalie der Schlange viel kleiner als cliejenige des Kes sels -wird, was,dadurch bagründet ist, daB die Wärmeübertragung von dein Wärmeübertra- g ungsmi ittel durch die Sehlangenwand zum Wasser in derSchlange viel vorteilhafter ist, als,
die Wärmeübertragung von den Heizgasen zum Kessel. Die Oberfläche der Schlange be trägt somit in den meisten Fällen wenige Pro zente der Heizfläche des Kessels, und mei stens kann die Schlange ganz einfach, wie aus Fig. <B>3</B> hervorgeht, aus einem einigemal gebogenen Rohre V,<B>8</B> bestehen. Weil die Heizflässhe der Schlange<B>so</B> klein ausfällt, wird es möglich, die Schlange aus einem ein zigen Rohre, von sehr kleinein Durchmesser herztistellen, was zur Folgeh.at"dassder <I>sehr</I> hohe, oben erwähnte Dampfdruck verwendet werden kann.
Fig. 4 zeigt die Anwendung der Erfin dung bei einem Wasserrohrkessel. Die Figur stellt einen Längsschnitt durch den Kessel dar; V<B>8</B> ist die Hochdruckschlange, P, die Pumpe, Eder vorhandene Ekonoiniser und P, die gewöhnliche Speisepumpe"diedas Speise- wasserdem. Behälter<B>C</B> entnimmt. Der Druck, für den Ekonomiser und Kessel ursprünglich gebaut sind, wird somit beibehalten, während die Pumpe P.2 den Druck bis auf den ge wünschten Dampfdruck plus die Leitungs verluste erhöht.
Die Fig. <B>5</B> und<B>6</B> zeigen andere Anord nungen der Hochdruckschlange im Kessel. Die Schlange braucht nämlich nicht in dein bei der Betriebstemperatur flüssigen Wärme- übertragungsmittel selbstangeordnet zu sein., sondern sie<U>kann</U> auch in den Dainpfraum verlegt werden, der von den aus dem flüssi gen Wärmeübertragungsmittel entwickelten Dämpfen erfüllt -wiiid, -welch letztere nun ihrerseits ebenfalls als Wärmeübertragungs- mittel dienen.
Fig. <B>5</B> zeigt eine solche Anordnung bei einem Laucashire-Kessel. Der Kessel ist bis auf die Höhe h-h mit der Wärm-eübertra- "ungsflüssigkeit gefüllt, und <B>C - -</B> in dem Dampf- raum, oberhalb h-h., in dem aus der Wärme- übertragungsflüssigkeit;
gebildeter Dampf vorhanden ist"der einen dem Sättigungsdfuck beider fraglichen Temperatur entsprechenden Druck besitzt, ist die Hochdruckschlange <I>v s</I> an--eordnet. In diesem Falle bestellt die Schlange aus einem Rohre, das in einer oder mehreren Sehiellten in dem Dampfraum des K:essels angeordnet ist. Wasser wird bei a zugeführt und Dampf bei<B>b</B> entnommen.
Fig. <B>6</B> zeigt eine ähnliche Anordnung bei einem Wasserrohrkessel. Der Kessel ist in diesein Falle nur bis auf die Höhe h--12, mit der Wärmeübertragningsflüssigkeit gefüllt, und in dem Dampfraum ist die Rohrschlange angeordnet, wobei das -Wasser bei a, einge führt wird und Dampf bei<B>b</B> austritt, I.m Dampfraum des Kessels kondensiert ,sieh der aus der Übertragungsflüssigkeit ent wickelte Dampf unter Wärmeabgabe in die Hochdru,
chschlange. Die entstehenden Keil- densattropfen fallen in die. -Cberti#,#ounr1,9- flüssigkeit im Flüssigkeitsraume des Kessels zurück.
Fi'-. <B>7</B> zeigt, wie. die Erfindung mit einer schon vorhandenen Dainpfanlage kombiniert werden kann. In der letzteren ist <I>B</I> die Kessel batterie. Ein Kessel P ist im Längsschnitt dargestellt.
Es sei angenommen, dass die Kes sel für einen Druelz von<B>16</B> kg gebaut sin.rl -und dass durch die Leituno, L, Dampf den Turbinen T, und T2 zugeführt wird, von denen T, beispielsweise eine Konden#z-ations- t ur 'bine und T2 eine Geuendruckturbine ist, %vel,
ch letztere ihrerseits die Papiermaschiiie .11 oder dergleichen mit _Dampf versieht. Da#; Kondensat des Kondensators K der Konden sationsturbine und der Papiermaschine 41 ge langt durch Leitung L2 nach dem Speise wasserbehälter<B>C,</B> aus dem die Pumpe P, das Kon,deilswasser durch die Leitung Lr" in der ein Druck von etwas mehr als<B>16</B> Atin. herrscht, und durch den Ekonomiser <B>E,</B> sowie die, Leitung L, in den Kessel P befördert.
Diese Anlage kann nun gemäss der Erfin- dulig in folgender'Weise abgeändert werder.- Der Kessel P, -wie auellflie andern Kessel oder mehrere voll ihnen, werden ganz oder icilweise mit einem Wärmeübertragungg- mittel, beispielsweise Zink, gefüllt.
Die Lei tung L, wird entfernt und das Wasser wird vom Ehonomi2er <B>E</B> durch,die Pumpe<U>P.</U> und die Leitun-, <B>L5</B> in dir-- YS eingeführt, die in der oben erwähnter, Weise in den obern Teilen der Wasserrolir- ke,ssel angeordnet sind.
Die Leitung vom Kessel nach der Dampfleitung- L:, wird, auch entfernt, und aus den Wärmesehlangen. wird Dampf von beispielsweise 200 Atin. Druck und 400'<B>C</B> durch die Leitung L, der Tur bine T, zu-efüllit, iii--der die '#Värmeeneroie t2<B>n</B> des Dampfes in mechanische Energie umge- t' -wandelt und auf den Generator<B>G.,</B> übertragen wird.
Von der Turbine T" strömt der<B>Ab-</B> dampf durch Leitung L, in die Leitung L, in derein. Druck voll<B>16</B> Atlii. herrscht. Dieser Dampf wird dann wie früher in den Tur binen T, und l#. ausgenutzt.
Nichts hindert natürlich daran, die ganze Druckabnaline ineiner einziYen Turbine aus zunutzen. Falls die Kessel- und. Turbinen- anla-e in der beschriebenen Weise o-Ländert <B>C</B> el wird, so wird die Leistung der Zentrale um etwa<B>25</B> ',o bei demselben Kohlenverbraueh erhöht, oder es kann bei derselben Leistung eine Brennstoffersparnis von etwa<B>25</B> ','1) er reicht -werden.<I>Es soll</I> bemerkt werden,
dass derWärmeinlialt Lles liochgeSpanntenDampfes 'bei 200 Aim. und 400'<B>C</B> sogar ein wenig kleiner ist, als bei dem früher verwendeten Dampf von<B>16</B> Atin. und 400'<B>C.</B>
Die Erfindung kann natürlich auch bei andern Kesselsystemen verwendet und beson dere Kessel können zür Verwendung des Prin- zipes gebaut werden.