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Vornchtung zur Entgasung von Kesselspeisewasser in einem besonderen
Behälter durch Kesseldampf.
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Es sind Einrichtungen bekannt, die, vor oder im Kessel eingebaut,
dazu dienen, das Speisewasser mit Dampf oder durch Mischung mit Kesselwasser hoch
vorzuwärmen, bevor es verdampft wird, um dadurch Kesselsteinbildner und Gase desselben
auszuscheiden.
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Sind diese Reiniger außerhalb des Kessels angeordnet, dann sind dieselben
mit dem eigentlichen Kessel durch Leitungen unter Einschaltung von Absperrventilen
verbunden, die bei normalem Betrieb geöffnet sind und die nur geschlossen werden,
wenn die Anlage stillgesetzt oder gereinigt wird. Die letztere Bauform besitzt auch
noch einen Dampfabzug.
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Nach dem Daltonschen Gesetz diffundieren die freigemachten Gase des
Speisewassers durch den gesamten Dampfraum des Kessels bzw. Anlage, und zwar in
gleicher Weise, als wie diese Gase sonst ohne diese Reiniger nach und nach aus dem
Wasser in den Dampf entweichen. Sowohl chemisch gereinigtes als auch aufgekochtes
Wasser enthalten noch erhebliche Gasmengen, diedurch Zersetzung bei hohen Temperaturen
frei werden und die mit den übrigen bei Kraftanlagen in den Kondensationen den größten
Teil der Luftpumpenarbeit erforderlich machen, im Heizdampf den Warmeäbergang erschweren
und auch selbst zerstörend in der Anlage wirken.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Aufgahe, die Güte des
erzeugten Dampfes. bis an die praktisch erreichbare Grenze zu verbessern, und zwar
dadurch, daß die Gase des Speisewassers getrennt von der eigentlichen Tätigkeit
des Kessels gewonnen, zusammengehalten und abgeführt werden. Dieser Gedanke in praktischer
Ausgestaltung kennzeichnet sich dahin, daß eine außerhalb oder innerhalb des Kessels
abigetrennte, dampfdichte, mit Wasserablauf und Dampfabzug als auch mit ausgiebigen
Riesel- und Absatzflächen für die Kesselsteinbildner des darüber. zu leitenden Speisewassers
versehene Kammer mit einer Frischdampfieitung verbunden ist, in welcher eine Rückschlagklappe
oder ein sonstiges Verschlußmittel derart eingeschaltet ist, daß der Dampf von seiner
Erzeugungssltelle ohne nennenswerten Widerstand in die vorgenannte Kammer einströmen
kann, daß dagegen ein Zurücktreten der abgeschiedenen Gase aus dem Entgasungsraum
in den eigentlichen Kessel verhindert wird.
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Hiernach wird vom Hauptdampfraum ein besonderer Dampfraum von der
erforderlichen Form und Größe abgezweigt, und der in diesem Raum verbrauchte oder
entnommene Dampf wird ausschließlich durch eine Rückschlagklappe 0. dgl. nach Bedarf
eingelassen und eine Rückströmung unterbunden. Die in dem Entgasungsraum aus dem
Wasser durch Behitzung frei gewordenen Gase sind somit vom Dampf des Kessels isoliert.
Da der Wärmegehalt der Gase gering ist, ist ihre. schnelle Abführung notwendig,
wenn anders die Erhitzung des Speisiewassers und damit die ganze Ab scheidung nicht
in Frage gestellt werden soll. Es wird deshalb der Entgasungsraum mit einem besonderen
Dampfabzug versehen, durch welchen die Gase mit einem größeren Teil Dampf gemischt
zum Betrieb von Hilfs- oder Nebenanlagen abgeführt werden. Über die Rückschlagklappe
strömt deshalb sowohl der vom Speisewasser bei der Erhitzung kondensierte Dampf
als auch der für die frei werdenden Gase notwendige Abführungsdampf. Das Rückschlagventil
oder sonstiges Verschluß organ ist außerordentlich empfindlich, um die Bildung eines-Unterdruckes
im Entgasungsraum und damit ein Rückstauen des. Speisewassers zu verhindern, woran
sonst diese Einrichtungen sofort versagen. Die Entgasungskammler ist für die Erhitzung
des Speisewassers mit an sich bekannten ausgiebigen Riesel- oder Absatzflächen versehen,
die außer der Verteilung.. für das Wasser auch zum Aufnehmen der Kesselsteinbildner
dienen. Der vom Wasser noch mitgetragene Schlamm wird in geeigneter Weise aus dem
Kessel abgeführt.
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Dieser so gekennzeichnete Entgasungsraum kann aus einem außerhalb
des Kessels angeordneten Hilfsbehälter bestehen, der sicht zwecks Reinigung der
Ries, elflächen von dem Hauptkessel abschalten läßt. In die Dampfzuleitung ist dann
die vorerwähnte Rückschlagklappe einzubauen.
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Bei bestehenden Kesseln kann die Anbringing des vorerwähnten Hilfskessels
Schwierigkeiten machen, und für diese Fälle schlägt die Erfindung vor, die Entgasungskammer
im Kessel selbst in der gekennzeichneten Weise unter Anpassung der jeweiligen Kesselform
anzubringen.
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Im allgemeinen wird daher als Lösung vorgeschlagen, daß im Dampfraum
eines Kessels eine Entgasungskammer durch Einbau einer den Dampfraum teilenden,
bis ins Kesselwasser eintauchenden Wand gebildet wird, welche mit einer zweiten
Teilwand oder mit der Stirnwand des Kessels einen Rieselapparat einschließt, über
welchen das Speisewasser geführt wird. Diese Kammer ist einerseits mit einem Dampfabzug
und anderseits mit einem Rückschlagventil in den Trennwänden versehen. Je nach Kesselart
besitzt die Trennwand einen schräg geneigten Boden als Abweiser für den senkrecht
aufsteigenden Dampf. Dieser Boden bildet zugleich für die ausgeschiedenen Kesselsteinbildner
ein Leitblech, welches diese als Schlamm einem Entschlammungsstutzen zuleitet.
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Bei anderen Kesselformen erscheint für die. leichtere Befahrbarkeit
des Kessels als auch für das Durchbringen durch das Manaloch eine Ausbildung der
Entgasungskammer zweckmäßig, dergestalt, daß dieselbe die Form einer langgestreckten,
allseitig geschlossenen und in das Kesselwasser ausmündenden Rinne erhält mit an-
und absteigender Wasserführung. Bei dieser Form ist an dem dem Wassereintritt entgegengesetzten
Ende die Rückschlagklappe angeordnet, und zwar mittels eines Aufsatzes oder Helmes,
wodurch dieselbe hoch im Dampf der Einwirkung des Kesselwassers entzogen wird.
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Wie bereits an anderer Stelle erwähnt, ist es wichtig, aus. der Entgasungskammer
die ausgeschiedenen Gase wegen ihres geringen Wärmeinhaltes schnell abzuführen,
damit die Beheizung des Speisewassers nicht darunter leidet oder sich ein Unterdruck
bildet bzw. die Gase Auswege in den Kessel suchen. Es ist bereits vorgeschlagen,
bei offenen Steinabscheidern Betriebsdampf für Hilfseinrichtungen aus diesem Abscheiderraum
zu entnehmen. Es fehlte jedoch das Organ für den Zusammenhalt der Gase. Außerdem
ist es wichtig, daß bei Speisung von mehreren Kes seln durcheinander der Betriebsdampf
der Hilfsapparate jeweils. aus demjenigen Kessel entnommen bzw. abgeführt wird,
wo gerade
das Speisewasser erwärmt und Gase abgeschieden werden.
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Gemäß der Erfindung erfolgt dies dadurch, daß durch das in den Entgasungsraum
eingespeiste Wasser ein Abzug des Dampf-Luf,-Gemisches aus dem Entgaser bewirkt
wird.
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Es wird hiernach ein Abhängigkeitsverhältnis zwischen der Erzeugung
und Abführung des Dampf-Luft-Gemisches herbeigeführt. Die Erfindung gibt weiter
ein konkretes Ausführungsbeispiel an, das später noch beschrieben wird.
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Das Dampf-Luft-Gemisch ist aber selbst für den Betrieb von Hilfs-
und Nebenanlagen nicht in allen Fällen ohne weiteres zu gebrauchen, und es wird
für seine Verwertbarkeit vorgeschlagen, das Dampf- Gas-Gemisch durch Zuleitung von
weiterem Frischdampf zu verbessern. Es mag in vielen Fällen Sattdampf genügen, während
in den meisten Fällen überhitzber Dampf das Gegebene sein wird.
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Dies sind die Erfindungsmerkmale für die Grundformen, die nach Art
und Abmessung der Kessel abänderbar sind. Die Erfindung ist beispielsweise in beiliegender
Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. 1 den Längsschnitt eines Dampfkessels
mit besonderem Apparat zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von luft- und
gasfreiem Dampf, Abb. 2 einen Längsschnitt einer anderen Kesselart mit in demselben
eingebauten Apparat, Abb. 3 eine weitere Abändenrng, bei der der eigentliche Kessel
von der in Abb. I dar gestellten Art ist, während der besondere Entgasungsapparat
speziell in bezug auf Größe und Gestalt gemäß einer weiteren Ausführungsform ausgebildet
und mit einer Vorrichtung zum Regeln des Abzuges des Dampf-Luft-Gemisches versehen
ist.
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Gemäß Abb. 1 ist ein geschlossener Behälter 2 über dem eigentlichen
Dampfkessel I angeordnet. In dem Behälter 2 befinden sich übereinander angeordnete,
getrennte wagerechte Platten 3, die zueinander versetzt sind.
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Das kalte oder vorgewärmte Speisewasser tritt durch das Rohr 4 in
den Behälter und fließt über die Platten 3 von der ersten auf die. -zweite und von
dieser auf die dritte usw,, bis in das unterste Abteil des Behälters, aus' welchem
es in den Kessel 1 durch das Rohr 5 gelangt. Auf diesem Wege wird das Wasser bis
auf die Abschjeidungs-und Dissoziationstemperatur etwaiger unerwünschter Bestandteile
erhitzt, die unlöslich und zum Absetzen gebraucht werden. Auch Gase werden hierbei
frei und mischen sich mit dem Dampfinhalt, während die Kesslelsteinbildner sich
an den Platten 3 abscheiden oder auf den Boden des Behälters 2 sich ablagern. Das
Heizen wird durch aus dem Dampfraum des Kessels über das Rohr 6 in den Behälter
2 geleiteten Frischdampf bewirkt, wobei das Rohr 6 am oberen Ende mit einer Rückschlagklappe
7 versehen ist, das wohl das Eintreten des Dampfes in den Behälter2, jedoch nicht
das Zurückströmen aus demselben gestattet.
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Die Rückschlagklappe 7 darf nur geringen Widerstand bei der Nachströmung
von Dampf verursachen und muß bei Druckausgleich in beiden Dampfräumen absolut dicht
sein.
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Hierzu ist in besonderer Weise eine Klapple infolge ihrer leicht geneigten
Anordnung besonders befähigt, wenn dieselbe auch durch jedes andere geeignete Organ
ersetzt werden kann.
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Dadurch, daß das kalte oder vorgewärmtei Speisewasser innig mit dem
Frischdampf gemischt wird, vollzieht sich im Abscheider derselbe Vorgang wie derjenige,
der im Kessel während einer längeren Zeitdauer vor sich gehen würde, wobei die wallende
Bewegung des Wassers im Kessel durch das fortwährende Rieseln des Wassers über die
Platten oder der Terrassen 3 als auch durch das Blasen des Dampfes über die dünnen,
auSräuselnden Wasserschichten ersetzt wird. Das Dampf-Luft-Gemisch wird durch die
Leitung 8 für die Hilfsanlage entnommen, und selbst wenn kein Speisewasser durch
4 eingeführt wird, kann die Hilfsanlage gleichwohl aus diesem Abscheider betrieben
werden, weil-dann einfach Frischdampf allein durch die Klappe 7 durch den Reiniger
zieht und diesen zugleich mit Dampf ausspült.
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Bei der in Abb. 2 dargestellten Abänderung ist der Abscheider oder
Entgaser im Kessel selbst vorgesehen, und zwar mit einer senkrechten Klappe 12 und
einer geneigten Bodenplatte I0, die oben einen Ring 9 als Widerlager zu der Klappe
12 besitzt. Die Neigung der Bodenplatte 10 bezweckt, etwaige aus dem Kessel aufsteigende
Dampfblasen von dem Eintritt in den Entgasungs, raum fernzuhalten, so daß der gesamte
Dampfbedarf des letzteren über die Klappe 9 geregelt wird. Das Speisewasser fließt
durch das Rohr 13 auf die obere Platte oder Terrasse 3 über die geneigte Bodenplatte
hinab in das Kessel wasser, während Frischdampf im Gegenstrom durch den Entgaser
das Frischwasser erhitzt und die Gase abführt, die durch das Rohr 15 für die Hilfsanlagen
entnommen werden. Es wird als wichtig erachtet, daß die den Druckausgleich und den
Dampfnachschub vermittelnde Klappe e 9 sich im Dampfraum befindet, damit eine Störung
durch Kesselsteinansätze oder eine Einwirkung des Wassers nicht stattfinden kann.
Kesselsteinbildende Bestandteile, die während der Entgasung abgeschieden
worden
sind, sammeln sich in der Schlammtasche 14 an, von wo sie von Zeit zu Zeit entfernt
oder ausgeblasen werden, können.
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Gemäß der Abb. 3 besteht der Entgaser aus einer allseitig geschlossenen
Rinne, die im Längsschnitt eine Knickung aufweist.
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Dieses Gehäuse ist einesteils mit dem Speiserohr 18 verbunden und
liegt mit der # Ausflußmündung im Kesselwasser, wo dieselbe dampfdicht verschlossen
gehalten wird. An einem Aufsatz I6 ist eine Rückschlagklappe I7 angebracht, welche
denselben Zweck wie die Klappen 7 und 12 erfüllt. Der Aufsatz gestattet, die Klappe
hoch genug im Dampfraum zu bringen und vor einer Überfititung zu schätzen, auch
den Dampfeintritt bei wechselndem Wasserstand zu sichern und auch noch weiter die
Aufgabe, den eintretenden Dampf-in voller Breite des Gehäusebodens hochzuführen
bis zur Knickung, wo die Dampfentnahme 19 für das Dampf-Luft-Gemisch angesetzt ist.
Rieselt nämlich das durch das Speiserohr 18 eintretende und im ersten Gehäuseschenkel
hochsteigende Wasser in breiter Schicht über den Ablaufschenkel der Ausflußöffnung
zu, dann tritt eine intensive Erhitzung dieser Wasserschicht ein, und der an dem
entgegengesetzten Ende eintretende Frischdampf in seinem Bestreben, nach der Dampfentnahme
19 zu gelangen, kräus-elt die Wasserschichten und löst außer der Erhitzungswirkung
auch mechanisch die Gasteilchen aus, treibt sie vor sich her der Dampf-Gas-Entnahme
zu.
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Wird kein Dampf-Luft-Gemisch aus dem Gehäuse entnommen, dann bleibt
die Klappe 17 des Aufsatzes 16 geschlossen.
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Das Öffnen und Schließen des Rohres 19 kann durch einen im Innern
des Gehäuses schwingbar gelagerten, gekrümmten Hebel 20 bewirkt werden, der mit
einer Prallscheibe 21 versehen ist, die an der niedrigsten Stelle des kurzen Schenkels
des Gehäuses nahe bei der Mündung des Speisewasserrohres 18 liegt.
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Am unteren Ende des Rohres 19 befindet sich ein Rückschlagventil,
und die Anordnung ist derart getroffen, daß das Ventil sich öffnet, wenn die Prallscheibe
21 durch das in das Gehäuse eintretende Speisewasser gehoben wird. Das etwa in dem
oberen Gehäuseraum. vorhandene Dampf-Luft-Gemisch entweicht in dem Augenblick aus
dem Entgaser, wenn durch zugespeistes Wasser ein Dampf-Luft-Gemisch entwickelt wird,
wodurch die Sicherheit gegeben ist, daß unter mehreren angeschlossenen Kesseln das
genannte Gemisch aus dem gespeisten Entgaser entnommen wird und so ein Ansammeln
und Übertreten der Gase in den Dampfraum des eigentlichen Kessels verhindert.