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Verfahren zum Betreiben von ortsbeweglichen Hochdruckdampferzeugern
mit Wasserrohrfeuerbüchse. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von
ortsbeweglichen Hochdruckdampferzeugern mit Wasserrohrfeuerbüchse, insbesondere
solchen für Lokomotiven.
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Mit Wasserrohrfeuerbüchsen ausgestattete ortsbewegliche Dampferzeugungsanlagen
haben im allgemeinen den Übelstand, daß sich in den Wasserrohren der Feuerbüchse
nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit Kesselstein ansetzt, wodurch die Wärmeübertragung
natürlich in ungünstiger Weise beeinflußt wird und bald eine umständliche Reinigung
notwendig wird.
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Um den angegebenen Schwierigkeiten zu begegnen, is.t man schon dazu
übergegangen, den in den Wasserrohren der Feuerbüchse erzeugten Dampf nicht unmittelbar
als Betriebsdampf, sondern als Wärmeträger zur mittelbaren Beheizung des Wassers
im Betriebsdampfkessel zu verwenden. Die Anwendung dieses Verfahrens bei Hochdr
uckdampferzeugern bereitet jedoch mitunter gewisse Schwierigkeiten. Da derartigen
Dampfkesseln im allgemeinen nur ein sehr kleiner Raum zur Verfügung steht, so ist
es manchmal nicht ganz leicht oder auch nicht immer möglich, in dem Wasserraum des
Betriebskessels eine genügend große Heizfläche für die Übertragung der Wärme von
dein Heizdampf auf das Betriebskesselwasser unterzubringen. Der Erfindung liegt
nun der Gedanke zugrunde, den genannten Schwierigkeiten dadurch zu entgehen, daß
man die beiden angegebenen an sich bekannten Lösungen gleichzeitig verwendet, und
zwar unter Ausnützung der damit sich ergebenden Vorteile, jedoch unter Verminderung
bzw. Ausschaltung der damit verbundenen Nachteile. Dies wird nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung in der Weise erreicht, daß in einem Teil der Wasserrohrfeuerbüchse,
und zwar demjenigen Teil, der im allgemeinen für Reinigungszwecke weniger zugänglich
ist, Dampf durch mittelbare Beheizung erzeugt wird, während der andere Teil der
Feuerbüchse zur Erzeugung von Dampf durch unmittelbare Beheizung verwendet wird.
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Für die Dampferzeugung auf unmittelbarem Wege kommen im allgemeinen
die die Seitenwände der Feuerbüchse bildenden Wasserrohre in Frage, da diese sich
baulich so ausgestalten und anordnen lassen, daß ihre Reinigung keine Schwierigkeiten
bereitet. Bei den die vordere und hintere Begrenzung der Feuerbüchse bildenden Wasserrohren
ist dieses im allgemeinen nicht der Fall. Sie sind vor allein nicht so leicht zugänglich
und werden daher zweckmäßig für die Dampferzeugung auf mittelbarem Wege benutzt.
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Die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann in der Weise
erfolgen, daß
der auf mittelbarem Wege erzeugte Dampf den .gleichen
Druck erhält wie der auf unmittelbarem Wege erzeugte Dampf oder auch einen davon
verschiedenen Druck. Iin ersteren Falle würde man den auf zwei verschiedenen Wegen
gewonnenen Dampf in einem gemeinsamen Behälter oder auch in verschiedenen, miteinander
verbundenen Behältern sammeln. Im zweiten Falle würde der Dampf in zwei voneinander
getrennten Behältern gesammelt werden. Es wäre z. B. denkbar, bei einem Lokomotivkessel,
der eine Wasserrohrfeuerbüchse und den üblichen Heizröhrenlangkessel enthält, die
Heizkörper für den Wärmeträger im Wasserraum des Langkessels unterzubringen, so
daß also der auf mittelbarem Wege erzeugte Dampf die Dampferzeugung im Langkessel
unterstützt, während der in den anderen Rohren der Feuerbüchse auf unmittelbarem
Wege erzeugte Dampf in einem besonderen, über der Feuerbüchse gelegenen Behälter
gesammelt wird.
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Bei der Ausgestaltung der Wasserrohrfeuerbüchse zur Ausführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung ist ferner darauf Bedacht genommen, einen guten Wasserumlauf
in den Wasserrohren zu sichern, die Möglichkeit einer leichten Reinigung der Rohre
durch einfaches Durchstoßen derselben zu schaffen und die Rohre so anzuordnen, daß
sie gleichzeitig die Dampfwasserbehälter gegen unzulässige Wärmebeanspruchung schützen.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel einer Wasserrohrfeuerbüchse
zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dar. Abb. r bis 5 zeigen eine
schematische Anordnung. Abb. i ist ein Längsschnitt durch die Feuerbüchse, Abb.
z und 3 sind Ansichten auf die hintere und vordere Wand der Feuerbüchse, Abb. 4.
und 5 zeigen die Anordnung der Wasserrohre in bezug auf die Dampfsammler. Abb.6,
7 und 8 sind den Abb. 1, a und 3 entsprechende Darstellungen in größerem -Iaßstabe.
Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie 7-7 und Abb. 8 ein Schnitt nach Linie 8-8 der
Abb. 6. Die Abb. 9 zeigt eine Einzelheit.
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Die Wasserrohrfeuerbüchse ist dem üblichen Langkessel a1 (Abb. 6)
einer Lokomotive vorgeschaltet. Die hintere, die Feuertür b enthaltende Wand und
die vordere Wand der Feuerbüchse werden durch Wasserrohre a. gebildet, welche obere
und untere Wasserkammern cl und c2 verbinden. Der in diesen Rohren sich entwickelnde
Dampf wird nicht unmittelbar als Betriebsdampf verwendet, sondern nur als Wärmeträger,
der durch Abgabe seiner Wärme an das Kesselwasser Dampf erzeugt. Zu diesem Zweck
sind :die oberen Kammern cl durch Leitungen d (für die hintere Wand) und dl (für
die vordere Wand) an aus Rohrschlangen o. dgl. gebil-(lete Heizkörper e, e1 angeschlossen,
die im Wasserraum des oberen Dampfwassersam.mlers g liegen und durch Rohrleitungen
f, f1 mit den unteren Wasserkammern c2 in Verbindung stehen. Die in den Rohren a
aufsteigende heiße Flüssigkeit bzw. der sich in diesen Rohren entwickelnde Dampf
gelangt also durch die Leitungen d, dl in die Heizkörper e, e1 und verdampft das
diese umgellende Wasser des Behälters g. Das Kondensat des Heizdampfes fließt durch
die Leitungen f, f1 in die unteren Wasserkammern c2 zurück.
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Die die Seitenwände der Feuerung bildenden Wasserrohre h, i sollen
zur Dannpferzeugung durch unmittelbare Beheizung herangezogen werden. Sie erstrecken
sich von unteren, den Rost iz zwischen sich einschließenden Wasserkammern q nach
oben und stehen mit dem Dampfwassersammler g in Verbindung. Um die Reinigung dieser
seitlichen Wasserrohre zu erleichtern, ohne daß man zu diesem Zweck jedesmal den
Mannlochdeckel g1 des Behälters g abzunehmen und den Behälter g zu befahren braucht,
sind die Rohre h, i nicht unmittelbar in den Behälter g, sondern in besondere,
außerhalb des Behälters g liegende Zwischenkammern k eingeführt, welche durch kurze
Rohrstutzen s mit dem Behälter g in Verbindung stehen und mit durch Pfropfen m o.
dgl. verschließbaren Cffnungen versehen sind (siehe die schematischen Darstellungen
Abb.4 und 5 und die Abb. 7 und 8). Bei jeder seitlichen Wand der Feuerbüchse sind
die Rohre h, z. B. die ungeraden Rohre, in die auf der entgegengesetzten Seite liegende
Zwischenkammer k, die geradzahligen Rohre i dagegen in die auf derselben Seite liegende
Zwischenkammer eingeführt. Auf diese Weise kann man die Rohre lt und
i, ohne ihre Einführungsenden im Ouerschnitt verringern zu müssen, auf jeder
Kesselseite so dicht nebeneinanderlegen, claß sie geschlossene Seitenwände bilden.
Hinter diesen Wänden, d. h. also nach außen hin, sind die Rohre o zwischen den unteren
Wasserkammern q und dem Dampfsammler g angebracht, welche durch die von den Rohren
h, i. gebildeten Seitenwände gegen die Einwirkung der Feuergase geschützt sind und
daher als Fallrohre wirken, während die bohre 1i und i Steigrohre bzw. Verdampfungsrohre
darstellen. Die ungeraden Wasserrohre la sind, wie sich aus Abb. 4 und 8 ergibt,
in bezug auf den Behälter g so geführt, daß sie für diesen eine Schutzwand gegen
die Einwirkung der von der Feuerung aufsteigenden Heizgase und der strahlenden
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der Feuerung bilden. Gegebenenfalls kann man die zwischen diesen sich kreuzenden
Rohren lt verbleibenden Spalte durch feuerfestes Material o. dgl. abdecken.
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Zur weiteren Erleichterung der Reinigung der Wasserrohre h sind auch
an den Umbiegungsstellen dieser Rohre Kammern k' mit durch Pfropfen nzl verschließbaren
öffnungen vorgesehen (Abb. 7 und 8). Die Rohre i kann man, wie bei dem Beispiel
nach Abb. 5, in die Zwischenkammer k oder, wie bei dem Beispiel nach Abb. 7 und
8, in die Zwischenkammer kl auf derselben Seite des Behältersg einführen. Nach Abnehmen
der Verschlußpfr-opfen kann man sowohl die seitlichen Wasserrohre h, i als auch
die kurzen Verbindungsstutzen s zwischen den Kammern k und dem Behälter g mittels
geeigneter Werkzeuge durchstoßen. Bei den Rohren h (Abb. 7 und 8) erfolgt die Reinigung
des nach unten gerichteten Teiles dieser Rohre von den Kammern k1 aus und die Reinigung
des nach oben gerichteten Teiles von den Kammern k aus.
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An der Umbiegungsstelle der Fallrohre o sind Kreuzstücke o' mit verschließbaren
öffnungen eingeschaltet, durch die man die nach unten und oben gerichteten Schenkel
der Rohre o ebenso wie die Steig- oder Verdampfungsrohre durchstoßen kann, ohne
den Behälter g öffnen zu müssen.
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Aus Festigkeitsrücksichten sind die in die unteren Kammern q und die
oberen Zwischenkain mern eingeführten Enden der Rohre h, i und o versetzt zueinander
angeordnet, wie sich aus Abb. 9 ergibt.
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Der Wasserumlauf in den seitlichen Wasserrohren vollzieht sich in
folgender Weise: Fallrohre o, Wasserkammern q, seitliche Wasserrohre h. und i, Zwischenkanimern
k1 und k, Sammler g, Fallrohre o.
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Der in dem Behälter ä gesammelte hochgespannte Dampf kann der Hochdruckstufe
der Dampfmaschine zugeführt werden, während der Dampf für die mittleren und unteren
Stufen in dem Langkessel a.1 der Lokomotive erzeugt werden kann.
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Wie bereits eingangs erwähnt, könnte der durch mittelbare Beheizung
erzeugte Dampf auch in einem anderen Behälter als der durch unmittelbare Beheizung
erzeugte Dampf gesammelt werden. Diese beiden Behälter könnten miteinander in Verbindung
stehen, also den gleichen Druck besitzen oder auch voneinander getrennt sein, also
unter verschiedenen Drücken stehen.