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Quecksilberdampfkessel mit einer waagerecht im Feuerraum liegenden
Kesseltrommel und an diese angeschlossenen Heizelementen Es ist bekannt, eine Quecksilberdampfkesselanlage
mit einer waagerecht im Feuerungsraum liegenden Kesseltrommel auszurüsten, die Strahlungs-
und Berührungsheizflächen aufweist. Diese Heizflächen werden in der Regel durch
Heizrohrelemente, Fall-und Steigrohre, gebildet, denen flüssiges Quecksilber aus
der Kesseltrommel zuströmt und die das in ihnen entwickelte Gemisch aus dampfförmigem
und flüssigem Quecksilber wieder in die Kesseltrommel zurückführen. Eine solche
Kesseltrommel hat vielfach eine beträchtliche Länge, welche die Ursache zu betrieblichen
Schwierigkeiten ist. Es kommt nämlich in einer solchen langen Kesseltrommel zu einer
Längsströmung des flüssigen Quecksilbers, die sich bezüglich der beiden Enden der
Trommel in einer unterschiedlichen Höhe des Flüssigkeitsspiegels auswirkt, da Quecksilber
bekanntlich in erheblichem Maße schwerflüssig ist.
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Nach der Erfindung sind diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß
das flüssige Quecksilber der Kesseltrommel den Heizelementen durch eine unterhalb
der Trommel angeordnete und mit der Trommelachse im wesentlichen parallel laufende
Rohrleitung zuströmt, die mit über die ganze Kessellänge gleichmäßig verteilten
einzelnen Rohrstutzen an den Kesselboden angeschlossen ist und deren Durchmesser
in Richtung des Flüssigkeitsstromes allmählich zunimmt.
Ein Ausführungsbeispiel
der Quecksilberdampfkesselanlage ist auf der Zeichnung wesenhaft dargestellt.
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Fig.1 ist eilt senkrechter Schnitt durch die Kesselanlage.
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Fig.2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i.
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Die gesamte Kesselanlage ist in einem Mauerwerk eingeschlossen, das
durch die unteren Wände l o und die oberen Wände i i geIlildet ist. Die Stoßstelle
der beiden Mauerwände i o, i i ist durch eine Gleitverhindung so ausgebildet, daß
eine Relativbewegung zwischen dem unteren und dem oberen Teil des Mauerwerkes während
des Betriebes möglich ist. Das 'Mauerwerk umschließt eine Verbrennungskammer 13,
durch die sich eine waagerechte Kesseltrommel 14. erstreckt. Diese Kesseltrommel,
deren Enden seitlich aus dem Mauerwerk lieratisragen, unterteilt die Verbrennun--skammer
in einen oberen Raum mit Berührungsheizflächen und in einen unteren lzaulil mit
Strahlungsheizflächen. All die beiden Enden der Trommel 14 ist je ein Paar waagerechter
Verteilungsrohre 15, 16 angeschlossen. Die Rückwand des unterhalb der Kesseltrommel
befindlichen Verbrennungsraumes ist mit Erhitzerrohren 17 ausgekleidet, die oben
in die Hauptverteilungsrohre 15, 16 münden und unten all Sammelrohre iS angeschlossen
sind, denen flüssiges Quecksilber aus der Kesseltrommel durch die schrägen Fallrohre
2o zugeführt wird. Während des Betriebes des Kessels strömt ständig flüssiges Quecksilber
aus der Kesseltrommel 1.1 durch die Fallrohre 2o in die Sammelrohre i E und ,gelangt
aus diesen Rohren in die Steigrohre i 7 , in denen das Quecksilber erhitzt und teilweise
verdampft wird. Das entstehende Gemisch aus flüssigem und dampfförmigeiii Quecksilber
gelangt dann über die Hauptverteilungsrohre 15, 16 in die Kesseltrommel 14. Die
Seitenwände des Verbrennungsraumes sind mit Erhitzerrohren 21, 22 bekleidet. Die
unteren Enden dieser Rohre 21 sind an Sammelrohre 23 angeschlosseil, die ihrerseits
mit den obenerwähnten Fallrohren 2o in Verbindung stehen, so daß das die Rohre 2o
durchströmende flüssige Quecksilber in die Sammelrohre 23 gelangen kann. Die oberen
Enden der Steigrohre 21 sind nach innen gebogen und zu mehreren zopfartig zusammengeflochtenen
Gruppen 2.1 vereinigt. Durch die Rohre dieser Gruppen 24 strömt das aus flüssigem
und dampfförmigem Quecksilber bestehende Gemisch in die Kesseltrommel 1.1. Die Rohre
22 münden oben in Hauptverteilungsrohre 25, aus denen den Rohren 22 das in ihnen
zti verdampfende flüssige Qtiecksilher zuströmt. Die Rohre 22 stellen also Fallrohre
dar. Diese Fallrohre 22 sind unten schleifetlartig nach oben gebogen und in der
gleichen Weise wie die Steigrohre 2 i zu zopfartig zusammengeflochtenen Grttplleii
26 vereinigt. Die Gruppen 26 liegen dabei über den Gruppen 2.1, und zwar versetzt
ztt diesen, so daß beide Gruppen 2.1.26 als Schlackenfänger wirken.
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Die Rohrgruppel126 erstrecken sich etwa bis zur Hölle der Kesseltrommel
nach oben und lösen sich dort wieder in einzelne Rohrreilien 27, 2S auf, die parallel'
zur Kesseltrommel den oberen Verbrennungsraum ausfüllen. Dieser obere Verbrennungsraum
enthält außerdem die die Rückwand des Mauerwerks bekleidenden Fallrohre a9, die
unten all die Hauptverteilungsrohre 15,i 6 angeschlossen sind. Die Seiteilwä nde
des oberen Verbrennungsraumes sind mit Fallrohren 30 ausgekleidet, deren untere
Enden in einer Krümmung 3 i zu der Kesseltrommel 1 -1 laufen und all diese angeschlossen
sind. Aus den Fallrohren 3o gelangt also erhitztes Quecksilber in die Kesseltrommel
14.
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Um die für den Betrieb des Kessels erforderliche Quecksilbermenge
möglichst zu verringern und eine wirksame Trennung zwischen flüssigem und dampfförmigem
Quecksilber innerhalb der Kesseltrommel zu gewährleisten, ist es voll Bedeutung,
daß das Quecksilber die Kesseltrommel 1,4 bis zu einem möglichst niedrigen und unveränderlichen
Flüssigkeitsspiegel anfüllt. Zu diesem Zweck wird das flüssige Quecksilber der Kesseltrommel
durch mehrere im Abstand voneinander angeordnete, möglichst senkrechte Rohrstutzen
32 entzogen, die an den Boden der Kesseltrommel angeschlossen sind und das flüssige
Quecksilber in zwei Sammelrohre 33, 3.1 leiten. die außen in die Fallrohre 2o übergehen.
Diese Sammelrohre 33, 3.1 bestehen aus mehreren einzelnen Rohranschnitten 35, 36
mit in der Strömungsrichtung des flüssigen Quecksilbers zunehmendem Durchmesser
(Fig. 2). Die Rohre 32, 36 liegen unterhalb der Trommel innerhalb einer aus feuerfestem
Baustoff hergestellten Kamnier 37 (Fig. i). Diese Kammer hat einen im wesentlichen
dreieckigen Querschnitt, desseil Spitze nach unten zeigt, während die Basis des
Dreiecks durch das hitzebeständige Mauerwerk gebildet wird, das die Trommel 1.1
umgibt. Auf diese Weise ist dem Durchgang der Verbrennungsgase von dem unteren Verbrennungsraum
zu dem oberen Verbrennungsraum ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt.
Die Kammer 37 dehnt sich über die ganze Länge der Kesseltrommel aus und ist, wie
Fig. 2 erkennen läßt, an den beiden Stirnseiten offen, so daß die Fallrohre leicht
zugänglich sind. Die Fallrohre und deren Anschlüsse all den beiden Seiten der
Trommel
14 sind daher wirksam gegen die Strahlungswärme innerhalb des unteren Hauptverbrennungsraumes
geschützt. Infolge der Anordnung mehrerer Anschlußstutzen 32 und infolge der Aufteilung
der Rohrabschnitte 33 in einzelne Abschnitte 35, 36 mit wachsendem Durchmesser ist
gewährleistet, daß das flüssige Quecksilber der Kesseltrommel in untereinander gleichen
Mengen und gleicher Zusammensetzung entzogen wird, so daß der Flüssigkeitsspiegel
innerhalb der Kesseltrommel eine -,waagerechte Ebene bildet und verhindert ist,
daß das flüssige Quecksilber in Richtung der Trommelachse einem Gefälle unterliegt.
Die Kammer 37 ist außen mit den wieder aufgelösten einzelnen Heizrohren der , zu
einem Zopf vereinigten Rohrgruppe 2.1 umkleidet. Durch diese Rohre gelangt das erhitzte
Quecksilber in die Kesseltrommel.
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Das aus flüssigem und dampfförmigem Quecksilber bestehende und durch
die verschiedenen Erhitzerelemente der Kesseltrommel zugeführte Gemisch wird innerhalb
der Kesseltrommel wieder entmischt. Diese Entmischungseinrichtung besteht aus einem
halbzylindrischen Mantel 38, der im oberen Teil der Kesseltrommel in einem
Abstand von der Kesselinnenwandung angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein Ringraum
39 (Fig. 2) gebildet, in den das flüssige und dampfförmige Quecksilber strömt. Dieses
Gemisch gelangt aus dem Ringraum 39 in den Quecksilbersumpf .1o, der sich am Boden
der Kesseltrommel bildet. Das flüssige Quecksilber dieses Sumpfes beginnt dann über
die Fallrohre seinen neuen Kreislauf durch die Kesselanlage, während der Quecksilberdampf
durch mehrere Dampfentnahmerohre4i, die innerhalb ,des Zylindermantels 38 im Innern
der Kesseltrommel münden, aus dem Kessel herausbefördert wird. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind vier solcher Entnahmerohre 4 i angeordnet. Die Verwendung
mehrerer Rohre 41 an Stelle eines einzigen Entnahmerohres hat den Vorteil, daß die
Dampfentnahme über den ganzen Kessel gleichmäßig verteilt wird und infolgedessen
der Flüssigkeitsspiegel des Quecksilbersumpfes ruhig ist. Die Dampfentnahmerohre
41 sind in der Nähe ihrer Anschlußstelle an die Kesseltrommel von einer Kammer 42
aus hitzebeständigem Baustoff umgeben. Die Kammer läuft nach oben spitz zu, damit
sie dem Durchgang der Verbrennungsgase durch den oberen Verbrennungsraum einen möglichst
geringen Widerstand entgegensetzt. Wie Fig. 2 zeigt, ist die Kammer 42 an beiden
Stirnseiten offen. Außen ist die Kammer 42 von den obenerwähnten Heizrohren
27.28 bekleidet. die das Mauerwerk der Kammer .12 gegen die Einwirkung der
Wärme schützen.