Titel: Moderne Dampfkesselanlagen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 485–490)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318133

Moderne Dampfkesselanlagen.

Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer in Mittweida.

(Fortsetzung von S. 439 d. Bd.)

2. Wasserrohrkessel mit geraden Rohren und einer Wasserkammer.

Diese Bauart der Wasserrohrkessel findet für Landkessel viel weniger Anwendung als diejenige mit zwei Wasserkammern. Für Schiffskessel dagegen scheinen sich Einkammerkessel besser zu eignen, sie finden hier auch leichter Eingang. Der Grund hierfür ist hauptsächlich in der grösseren Unempfindlichkeit gegenüber plötzlichen Temperaturänderungen zu finden. Die nur an einem Ende fest eingebauten Wasserrohren können sich entsprechend der ungleichen Erwärmung auch verschieden stark ausdehnen. Das Anheizen eines Einkammerkessels kann daher in der Regel schneller als beim Zweikammerkessel erfolgen, ohne dass erhebliche Zusatzspannungen in den Konstruktionsteilen wachgerufen werden. Auch ein plötzliches Forcieren ist beim Einkammerkessel besser durchführbar.

Dagegen wird aber der erzeugte Dampf viel leichter nass werden, denn infolge der, mit Rücksicht auf den Wasserumlauf, notwendigen Zweiteilung der Kammer findet der aufsteigende Dampf nur die Hälfte des ganzen Kammerquerschnittes vor. Es wird sich daher empfehlen, diese Kessel mit einem Ueberhitzer zu versehen, der um so unentbehrlicher wird, je stärker die Kesselbeanspruchung sich gestaltet.

In Deutschland wird der Einkammerkessel für den Landbetrieb hauptsächlich von der Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik vorm. Dürr & Co., von der Firma E. Willmann in Dortmund und von Walther & Cie., Kalk bei Köln a. Rh., gebaut.

Der Dürrkessel ist in Fig. 215-217 dargestellt. Als neu ist die veränderte Konstruktion und der Einbau des Ueberhitzers zu erwähnen. Die konstruktive Ausbildung des Röhrenelementes und der Verschlüsse ist dieselbe geblieben. Fig. 218-221 geben die Einzelheiten dieser bewährten Verschlüsse wieder.

Die Wasserkammer hat eine Breite von 300 mm und ist der ganzen Hohe nach durch ein Blech von 6 mm Dicke in zwei Hälften geteilt.

Die vordere Hälfte der Wasserkammer führt das Wasser aus dem Oberkessel in die Füllrohre, das sind dünnwandige etwa 55 mm weite Rohre, die in die starkwandigen Siederöhren von 108 mm oder auch 114 mm äusseren Durchmesser und 3 ¾ mm Wandstärke eingesetzt sind. In den Füllröhren fliesst das Wasser abwärts nach hinten, gelangt dann in den ringförmigen Raum der Siederöhren, steigt hier mit dem sich bildenden Dampf nach vorn auf und kommt in die zweite Hälfte der Wasserkammer. Von hier gelangt der Dampf durch einen kastenförmigen, bis zum mittleren Wasserstande geführten Aufsatz in den Dampfraum. Der Dürrkessel arbeitet demnach mit einer zwangläufigen Wasserbewegung. Das Speisewasser wird hinten in den Oberkessel eingeführt. Der sich hier absetzende Schlamm kann durch einen Stutzen von Zeit zu Zeit abgeblasen werden.

Die Siederöhren werden in die hintere Wand der geschweissten prismatischen Wasserkammer mittels Konus ohne Dichtungsmaterial eingesetzt. Die vordere Wand der Wasserkammer erhält die notwendigen Oeffnungen zum Einsetzen und Reinigen der Siederöhren. Die Oeffnungen der Kammerwand |486| werden durch konische Innenverschlüsse, den sogen. Glockenverschluss, verschlossen (Fig. 218). Da die Dichtungsflächen sauber bearbeitet sind, ausserdem eine gewisse Federung im Konus möglich ist, so kann auch hier ohne weiches Dichtungsmaterial rein metallisch gedichtet werden. Die Zwischenwand in der Wasserkammer wird durch die Versteifungsstehbolzen und durch Gegenmuttern gehalten.

Die Verschlüsse an den hinteren Rohrenden sind entweder Aussenverschlüsse mit Kapsel und Bügel oder Innenverschlüsse mit Konus und Glocke.

Textabbildung Bd. 318, S. 486

Der Aussenverschluss ist in Fig. 218-220 dargestellt; das Siederohr ist am hinteren Ende zusammengezogen und mit einem aufgeschweissten, konisch abgedrehten Bunde versehen. Ueber den eingezogenen Hals des Rohrendes wird eine zweiteilige Schelle gelegt, die durch den Verschlussbügel gefasst wird. Die Druckschraube des Verschlussbügels drückt dann die Verschlusskappe, welche innen mit einem gedrehten konischen Rande versehen ist, gegen den Konus des Rohres.

Der Innenverschluss des Rohrendes ist in Fig. 221 dargestellt und ohne weiteres verständlich.

Soll das Wasser aus dem Kessel abgelassen werden, so ist wegen der Neigung der Röhren das Lösen sämtlicher Rohrverschlüsse nötig. Mit Rücksicht hierauf erscheint der Aussenverschluss zweckmässiger, da sämtliche Teile bequem entfernt werden können und die Reinigung der Röhren besser ausgeführt werden kann. Beim Innenverschluss kann der Konus nur nach vorn durch das Rohr hindurch entfernt werden; ausserdem können viel leichter Beschädigungen oder Verschmutzungen der Dichtungsflächen eintreten. Dagegen erscheint der Innenverschluss betriebssicherer, doch hat sich auch der Aussenverschluss gut bewährt.

Bei Schiffskesseln, wo das Entleeren möglichst schnell vollzogen werden muss, werden die Dürrkessel mit Aussenverschlüssen an den Rohren den versehen, die aus einer mit Gewinde versehenen Kapsel aus Manganbronze bestehen. Die Rohrenden sind hierbei nach Fig. 222 derart ausgeführt, dass das vollständige Abfliessen des Wassers möglich und das Zurückbleiben von Schlamm und Schmutz verhindert ist.

Der in Fig. 215-217 dargestellte Dürrkessel hat 154,2 qm wasserberührte Heizfläche, 14,76 qm Ueberhitzerfläche, 3,17 qm Rostfläche und arbeitet mit 10 Atm. Spannung; er ist mit einem Oberkessel von 1,3 m Durchmesser, 7,3 mLänge und 13,5 mm Wandstärke ausgerüstet. Die Siederöhren haben 114 mm äusseren Durchmesser und sind 5,575 m lang. Die Wasserkammer ruht mittels seitlicher Winkel auf zwei gusseisernen kastenförmigen Stützen, während der Oberkessel am hinteren Ende auf einem Träger aufliegt. Die Röhren sind hinten durch eine gusseiserne Platte geführt und können sich frei ausdehnen.

Der Dampf gelangt aus dem Oberkessel in den Ueberhitzer, der gewöhnlich zwischen dem ersten und zweiten Zuge eingebaut ist.

Bei der früheren Bauart des Dürrschen Ueberhitzers fanden auch Doppelröhren Anwendung, wobei der Einbau in der Regel zwischen dem dritten und vierten Feuerzuge erfolgte. Diese Anordnung (vergl. D. p. J. 1899, 312, S, 67) konnte naturgemäss nur zu einer geringen Ueberhitzung führen. Die Düsseldorf-Ratinger Röhrenkesselfabrik vorm. Dürr & Co. führt daher neuerdings ihren Ueberhitzer in der in Fig. 223-225 besonders dargestellten Weise aus.

Die Dampfkammer des Ueberhitzers ist ein geschweisster prismatischer Kasten aus bestem Flusseisen, der durch Stehbolzen aus gleichem Material wirksam versteift ist. In |487| dieser Kammer sind Zwischenwände eingebaut, welche den Raum in mehrere Abteilungen zerlegen. Diese Abteilungen stehen nun durch die Ueberhitzerröhren in Verbindung.

Der Dampf tritt durch den linken Stutzen, Fig. 224, ein und passiert die einzelnen Abteilungen durch Vermittlung der Ueberhitzerröhren von unten nach oben. Die oberste Abteilung steht dann mit dem rechtsliegenden Austrittsstutzen in Verbindung.

Textabbildung Bd. 318, S. 487

Die Ueberhitzerrohre sind kalt gezogene, nahtlose Stahlröhren und haben die Form Fig. 225; sie werden an beiden Enden in die Ueberhitzerkammer eingewalzt, ausserdem durch Eintreiben von Dornen durchaus fest in der Kammerwand befestigt, und die vorstehenden Enden umgebördelt.

Wird die Ueberhitzerheizfläche etwa gleich einem Drittel der Kesselheizfläche gewählt, so ergibt sich nach den Angaben der Firma eine Ueberhitzung von etwa 100°, wenn der Einbau hinter dem ersten Zuge erfolgt. Bei einer Ueberhitzung von 30-40° genügt eine Ueberhitzerfläche gleich ⅛ bis 1/10 der Kesselheizfläche.

Der Einbau der Ueberhitzers über dem dritten Zuge wird nur auf besonderen Wunsch ausgeführt; natürlich ist dann die Ueberhitzung eine geringere.

Das ältere System mit Doppelröhren wird auf Wunsch der Besteller für Landkessel auch jetzt noch geliefert; für Schiffskessel kommt das frühere System noch ausschliesslich zur Anwendung.

Das neue System besitzt gegenüber der Verwendung von Doppelröhren den Vorteil, dass bei demselben die Ueberhitzung eine intensivere bei gleicher Heizfläche ist; es lässt sich aber bei den Schiffskesseln weniger gut verwenden, weshalb bei diesen das doppelrohrige System weiter Verwendung findet.

Textabbildung Bd. 318, S. 487

Der von der Firma E. Willmann in Dortmund gebaute Einkammerkessel mit Doppelröhren ist bereits früher (D. p. J. 1899, 312, S. 81) ausführlich besprochen worden, so dass hierdarauf verwiesen werden kann.

In Frankreich werden die Einkammerkessel mit Doppelröhren von mehreren Firmen in sehr verschiedener Ausführung mit sorgfältiger Durchbildung der Einzelheiten gebaut.

Der Montupetkessel ist in Fig. 226-234 zur Darstellung gebracht. Fig. 226 gibt einen Kessel von 126 qm Heizfläche für eine stündliche Dampferzeugung von 2000 kg wieder. Der Oberkessel liegt hier, wie dies bei den Landkesselndie Regel ist, in der Längsrichtung; doch baut Montupet auch Landkessel und insbesondere Schiffskessel mit querliegendem Oberkessel. Die Speise Vorrichtung für diese Kessel ist in Fig. 227 wiedergegeben. Das Speisewasser wird direkt in den Dampfraum eingespritzt, durch ein Blech aufgefangen und in die Rinne n geleitet. Der sich hier absetzende Schlamm wird zeitweise abgeblasen.

Die Wasserzirkulation ist wie beim Dürrkessel durch eine Scheidewand in der Wasserkammer und durch Einhängerohre bewirkt, nur ist die Einzelkonstruktion eine andere. Fig. 228 zeigt ein Rohrelement von 100 mm lichter Weite. Das äussere starkwandige Rohr wird hier nicht nur in der Aussenwand der Wasserkammer, sondern auch in der Zwischenwand der letzteren befestigt. Die Zwischenwand ist deshalb auch in entsprechender Stärke ausgeführt. Diese Befestigungsweise soll dem Rohr eine sichere Lage geben, so dass die durch die Wurme veranlassen Formänderungen keinen erheblichen Einfluss auf die Befestigungestelle ausüben können.

Textabbildung Bd. 318, S. 487

Sollen die beiden Befestigungsflächen einen dichten Dampfabschluss bilden, so müssen sie sehr sorgfältig eingepasst werden; A. Montupet bewirkt dies dadurch, dass die einzelnen Rohre in einem passend geformten Kaliber bis auf das genaue Mass aufgewalzt werden. Hic Rohre erhalten am Ende einen vorstehenden Bund, um ihre Lage im Kessel –blech auf alle Fälle zu sichern.

Das innere dünnwandige Rohr wird vorn mit einem trichterförmigen Kopfstück in das Aussenrohr eingesetzt.

Die Konstruktion von Montupet erzielt zwar einen |488| sichereren Abschluss in der Scheidewand als die Konstruktion von Dürr, doch ist beim Montupelkessel das Aufsteigen der Dampfblasen durch die Fortsetzung des Aussenrohres bis zur Scheidewand nicht unerheblich erschwert.

Textabbildung Bd. 318, S. 488

Ferner findet auch der Wasserstrom beim Eintritt in die inneren Zirkulationsröhren einen grösseren Kontraktionswiderstand, da einerseits die Rohrenden nicht unerheblich aus der Zwischenwand in die vordere Hälfte der Wasserkammer hineinragen, und weil andererseits die Form des Trichters am Zirkulationsrohr den Uebergang der Querschnitte nicht so allmählich bewirkt, wie dies bei der Trichterform des Dürrkessels (vergl. Fig. 218) der Fall ist.

Die vorstehend erwähnten Umstände werden die Wasserbewegung im Montupetkessel jedenfalls beeinträchtigen, was um so mehr Beachtung verdient, weil die Kessel mit Zirkulationsröhren an sich schon bezüglich der Wasserbewegung nicht ganz so günstig dastehen, wie die normalen Zweikammerkessel.

Textabbildung Bd. 318, S. 488

Hinten werden die Rohre durch einen Gewindestutzen verschlossen.

Eine originelle Form besitzen die Handlöcher, welche nicht in der üblichen Weise kreisrund oder oval, sondernnach Fig. 229 u. 230 geformt sind. Als Vorzug dieser Konstruktion wäre anzuführen, dass nur zwei Bohrer für die Herstellung der 3 Oeffnungen, wie in Fig. 231 angedeutet, notwendig sind. Der Verschlussdeckel kann, wie bei den ovalen Handlöchern, durch die Oeffnung eingeführt werden.

Fig. 232 gibt noch die Konstruktion eines Rohrelementes für 80 mm lichte Weite wieder. Der hintere Gewindeabschluss hat einen Durchmesser, der etwa der Lichtweite des Rohres entspricht, wodurch ein besserer Abfluss des Wassers beim Reinigen der Rohre erzielt wird, als dies bei der Ausführung des Rohrelementes nach Fig. 228 möglich ist. Ferner ist dem Dampfe durch die weiten Aussparungen des Rohres in der Wasserkammer ein leichteres Aufsteigen ermöglicht; dagegen ist auch hier die wenig zweckmässige Form des Trichters beibehalten worden.

Das Einziehen der Rohre erfolgt in der in Fig. 233 dargestellten Weise; Fig. 234 gibt die Vorrichtung für den Ausbau eines Rohres wieder. Die Verwendung beider Vorrichtungen ist aus den Fig. 233 u. 234 ohne weiteres ersichtlich.

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Beim Turgankessel, Fig. 235-238, wie er von der Firma Turgan & Foy, Levallois-Perret (Seine), gebaut wird, vertritt der Dampfsammler die Wasserkammer. Im Innern des Dampfsammlers (Fig. 235) ist ein Behälter A aus dünnen Blechtafeln von 3-5 mm Stärke eingebaut, aus dem die dünnwandigen Zirkulationsröhren mit Wasser gespeist werden. Der Behälter A steht oben durch Oeffnungen mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung.

Textabbildung Bd. 318, S. 489
Textabbildung Bd. 318, S. 489
Textabbildung Bd. 318, S. 489

Die Zirkulationsröhren sind unten geschlossen und haben nur seitliche Oeffnungen, durch welche das Wasser in die Aussenrohre eintreten kann. Nach den Versuchen von Turgan soll nur bei einer derartigen Konstruktion der Röhren eine richtige Zirkulation des Wassers eintreten.

Textabbildung Bd. 318, S. 489

In der Höhe des Wasserspiegels ist die Wand des Behälters A mit Oeffnungen versehen, um den Zufluss des Wassers aus dem Dampfsammler zu ermöglichen.

Die Aussenrohre werden entweder in die Rohrwand des Dampfsammlers eingewalzt oder nach Fig. 236 mittels Konus und Mutter befestigt. Die unteren Rohrenden werden nach Fig. 237 durch ein konisch geformtes Verschlusstück mittels Mutter geschlossen.

Textabbildung Bd. 318, S. 489

Bei kleineren Kesseln wird der Dampfsammler aus zwei Teilen zusammengeschraubt, wodurch die Montage sehr erleichtert wird; bei grösseren Kesseln wird der Dampfsammler aus zwei Tafeln von verschiedener Stärke zusammengenietet, wobei die stärkere Tafel für die Befestigung der Röhren benutzt wird. Der eine Stirnboden des Kessels wird angenietet, der andere angeschraubt.

Die Feuerzüge werden dadurch gebildet, dass nach Fig. 238 bestimmte Rohre einen grösseren Durchmesser erhalten; infolge der gegenseitigen Berührung dieser Rohre wird eine Scheidewand für die Führung der Feuergase geschaffen.

Textabbildung Bd. 318, S. 489

An den Enden werden die weiten Rohre auf das normale Mass zusammengezogen.

Bei grösseren Kesseln, welche zwei Roste erfordern, wird der Feuerraum in der Mitte durch eine vertikale Rohrreihe als Scheidewand geteilt. Bei drei Rostflächen kommen 2 schrägliegende Rohrreihen als Scheidewände zur Anwendung.

Eine eigenartige Befestigung der Rohre in den Wänden der Wasserkammer findet sich bei dem Kessel von Strahlendorff, Chester in England. Fig. 239 zeigt diese Befestigung nach dem amerikanischen Patent.

Textabbildung Bd. 318, S. 489

Es bedeuten C und D die beiden Aussenwände und E die Zwischenwand der Wasserkammer. In die Wand D wird zunächst mit einem Konus das Rohrstück I, die sogenannte äussere Laterne, eingesetzt und durch den Konus J mittels Gewinde befestigt. Dann wird das äussere Verdampfungsrohr G eingeschoben und durch die innere Laterne K gehalten. Die äussere Laterne I hat zu diesem Zwecke an der Befestigungsstelle in der Wand D einen Doppelkonus, gegen dessen Innenfläche das Rohr G gepresst wird.

Textabbildung Bd. 318, S. 489

Die innere Laterne K nimmt bei O in einer konischen |490| Fläche das dünnwandige Zirkulationsrohr H auf, welches durch eine zweite, innere Laterne L gehalten wird. Die Laterne L wird durch die Mutter N befestigt.

Textabbildung Bd. 318, S. 490

Die Wasserzirkulation erfolgt, wie bei den anderen Systemen, in der Richtung der Pfeile.

Die Konstruktion erscheint jedenfalls mit Rücksicht auf die vielen Dichtungsflächen als sehr kompliziert; es wird auch eine sehr sorgfältige Herstellung notwendig sein, wenn die Befestigung allen Ansprüchen, insbesondere bei starker Anstrengung des Kessels, entsprechen soll. Die sorgfältigeHerstellung wird andererseits die Konstruktion zu einer sehr teuren machen.

(Fortsetzung folgt.)

Textabbildung Bd. 318, S. 490
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