Titel: Moderne Dampfkesselanlagen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1903, Band 318 (S. 501–505)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318137

Moderne Dampfkesselanlagen.

Von O. Herre, Ingenieur und Lehrer in Mittweida.

(Fortsetzung von S. 490 d. Bd.)

3. Wasserrohrkessel mit geraden Röhren und getrennten Wasserkammern für die einzelnen senkrechten, Rohrreihen.

Bei den bisher besprochenen Kesselsystemen waren sämtliche Röhren eines Kessels im allgemeinen zu einem Bündel vereinigt indem entweder an jedem Ende oder nur an einem Rohrende je eine Wasserkammer vorhanden war. Die Herstellung dieser Wasserkammern in Form von flachen prismatischen Kasten, deren Wände durch Stehbolzen versteift werden müssen, verursacht nicht unerhebliche Kosten, die mit der Höhe der Dampfspannung rasch wachsen. Bedenkt man nun, dass die Wasserrohrkessel in vielen Fällen nur dadurch den Vorzug vor anderen Systemen verdienen, dass sie selbst bei den höchsten gebräuchlichen Spannungen ohne Schwierigkeiten anwendbar sind, so wird man es erklärlich finden, dass man die wenig zweckmässige prismatische Form der Wasserkammern durch andere Formen zu ersetzen versuchte. Eine wirksame Verbesserung in dieser Richtung wurde durch die Anwendung zylindrischer Wasserkammern erreicht, wie dies bei den Kesseln von G. Kuhn, von Bary und von Garbe besonders hervorgehoben wurde. (Siehe die Fig. 199-214, S. 436-439 d. Bd.)

Textabbildung Bd. 318, S. 501

Allerdings darf der Durchmesser der zylindrischen Wasserkammern nicht zu gross werden, weil dann bei hohen Spannungen dieselben Nachteile auftreten, wie bei denüblichen Grosswasserraumkesseln. Es muss infolgedessen nur eine geringe Zahl von Röhren zu einem Bündel vereinigt und der Kessel aus mehreren solcher Rohrbündel zusammengesetzt werden.

Die prismatischen mit Stehbolzen versteiften Wasserkammern können aber noch in anderer Weise umgangen werden, indem nämlich jede senkrechte Rohrreihe für sich mit einer schmalen Wasserkammer versehen wird. Diese Einrichtung macht ebenfalls jede besondere Versteifung überflüssig und hat noch den weiteren Vorteil, dass die einzelnen Wasserkammern als Massenartikel hergestellt werden können. Das Material der Wasserkammern ist bei massigen Dampfspannungen Gusseisen, bei hohen Dampfspannungen Stahlguss oder getempertes Gusseisen.

Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion liegt noch in der weitgehenden Zerlegbarkeit der Kessel. Man findet daher auch diese Konstruktion vielfach bei Kesseln angewendet, die in oder unter bewohnten Räumen Aufstellung linden sollen, weil der Zugang zu diesen Räumen häufig kein bequemer ist. Auch für Kessel, die in schwer zugänglichen Gebirgsgegenden verwendet werden sollen, ist diese Konstruktion vorteilhaft.

Die getrennten Wasserkammern werden sowohl an beiden Röhrenden angebracht, sodass die Wasserzirkulation im allgemeinen |502| derjenigen der Zweikammerkessel entspricht, oder die Rohre werden nur an einem Ende mit den Wasserkammern verbunden, wobei dann, wie bei den Einkammerkesseln, zur Erzielung einer Wasserbewegung innere Zirkulationsröhren Anwendung finden müssen.

Man findet entweder nur die Rohre einer Vertikalreihe oder auch diejenigen zweier Reihen in derselben Wasserkanister vereinigt. Bei Vereinigung von drei oder mehr Reihen würde sich eine besondere Versteifung der Wasserkammern wieder mehr und mein- als notwendig erweisen.

Textabbildung Bd. 318, S. 502

Fig. 240-249 beziehen sich auf den sogenannten Sektional-Sicherheitsröhrendampfkessel von Simonis & Lanz in Frankfurt a. M. Der dargestellte Kessel (Fig. 240 und 241) hat eine wasserberührte Heizfläche von 36,6 qm und eine dampfberührte Heizfläche von 15,7 qm. Die Rostfläche beträgt 0,75 qm. Der Kessel kann bei 10 Atm. Betriebsspannung in oder unter bewohnten Räumen aufgestellt werden und wird auch vorzugsweise für diesen Zweck gebaut, während die Firma Simonis & Lanz im übrigen ihren Zweikammerkessel (Fig. 140 bis 142, S. 373 d. Bd., verwendet.

Textabbildung Bd. 318, S. 502

Der Sektionalkessel (Fig. 240 u. 241) besteht aus 60 Röhren, die in 6 senkrechten Reihen angeordnet sind. Die unteren 8 Rohre jeder Reihe sind stark geneigt (1 : 5) und bilden in der Hauptsache den Wasserraum; nur die vorderen linden der obersten Rohre liegen über dem Wasserspiegel und bilden daher gemeinsam mit den beiden oberen, nur sehr schwach nach hinten geneigten Rohrreihen den Dampfraum.

Jede senkrechte Rohrreihe ist hinten und vorn mit einer gusseisernen Wasserkammer versehen. Die hinteren Wasserkammern stehen sämtlich unten mit einem wagerecht liegenden, als Schlammsammler dienenden gusseisernen Rohr in Verbindung, in welches auch die Speiseleitung mündet. Die vorderen Wasserkammern nehmen die stark geneigten Wasserrohren und die untere Reihe der Dampfröhren auf. Die obere Reihe der Dampfröhren steht hinten mit der unteren Reihe und vorn mit einem querliegenden Dampfsammelrohr in Verbindung, Der in den Wasserröhren entwickelte Dampf steigt zu den vorderen Kammern auf und durchströmt danndie beiden Dampfrohrreihen hintereinander, um schliesslich in das Dampfsammelrohr zu gelangen.

Die Dampfröhren trocknen den Dampf in wirksamer Weise. Da aber diese Kessel erfahrungsmässig sehr zum Ueberkochen, d.h. zur Lieferung nassen Dampfes neigen, so ist im Dampfsammelrohr noch ein 3 mm starkes Blech der Länge nach eingesetzt, welches mit etwa 10 mm weiten Löchern versehen ist und zur Wasserabscheidung dienen soll.

Textabbildung Bd. 318, S. 502

Die Dampfabsperr- und die Sicherheitsventile sitzen am Dampfsammelrohr. Die Wasserstandsgläser sind vorn rechts am Kessel an einem weiten senkrechten Rohr angebracht, welches einerseits durch ein genügend weites, schrägliegendes Rohr mit dem hinteren Speisewasserstutzen, andererseits durch ein enges Rohr mit dem Dampfsammler in Verbindung ist.

Die Einzelheiten der Konstruktion sind in Fig. 242-249 dargestellt.

Fig. 242 zeigt einen Schnitt durch die vordere Wasserkammer, Fig. 243 einen Schnitt und Fig. 244 eine Ansicht der hinteren Wasserkammer. Der Flansch des unteren Krümmers schliefst an den Schlammsammler an. Der oberste Flansch in Fig. 244 dient zur Aufnahme eines kurzen schmiedeeisernen Rohres, welches dem entwickelten Dampfe einen unmittelbaren Abfluss von der hinteren Wasserkammer zur hinteren Dampfkammer ermöglicht. Diese Verbindung ist in Fig. 240 nicht besonders dargestellt; sie ermöglicht auch dem aus dem Dampfe ausgeschiedenen Wasser einen Abfluss zum Wasserraum des Kessels.

Fig. 245 und 246 geben einen Querschnitt durch die Wasserkammer und den Kammerverschluss wieder; der letztere wird in derselben Weise ausgeführt, wie dies bei dem Zweikammerkessel von Simonis & Lanz (Fig. 140-144) erläutert wurde.

Schliesslich zeigen Fig. 247-249 noch die Befestigung der Rohre mit den Wasserkammern. Die Rohre werden mit einem Flansch an den Enden versehen und durch Schrauben mit Benutzung von Dichtungsscheiben mit den Wasserkammern verbunden.

Während Simonis & Lanz den Sektionalkessel nur für |503| geringe Leistungen ausführt, baut die Babcock und Wilcox-Gesellschaft ihr Sektionalsystem in allen Grössen.

Fig. 250 und 251 geben eine Kesselanlage, bestehend aus zwei Kesseln von je 330 qm Heizfläche, nach der Ausführung der Deutschen Babcock und Wilcox-Werke in Oberhausen wieder.

Jeder Kessel ist mit einem Ueberhitzer von 37 qm Heizfläche und mit der patentierten Kettenrostfeuerung der Firma ausgestattet.

Die zu einer Abteilung vereinigten Wasserrohren, welche 102 mm Durchmesser besitzen, liegen nicht in einer senkrechten Ebene, sondern sind im Zickzack angeordnet, um die Heizgase möglichst am unmittelbaren Durchgang zu hindern und um hierdurch die Wirksamkeit der Heizgase zu erhöhen.

Die Einzelkammern sind infolgedessen in schlangenförmigen Windungen ausgeführt; Fig. 252 zeigt zwei nebeneinanderliegende Einzelkammern in grösserem Masstabe. Die Kammerverschlüsse sind aus Fig. 253-257 zu erkennen. Fig. 253 zeigt einen Querschnitt durch die Kammer. Der äussere Verschlussdeckel ist in Fig. 256 und 257 dargestellt; er wird durch eine Sehraube mit Mutter gegen die Kammerwand gepresst, wobei der Schraubenkopf sich gegen den inneren Verschlussdeckel Fig. 254 und 255) legt.

Letzterer ist nicht kreisrund, sondern hat eine längliche Form, welche das Einbringen in die Kammer ermöglicht. Der innere Deckel gibt auch keine Abdichtung, sondern liegt nur an den beiden Enden an der Kammerwand auf, um den Zug der Schraube zu übertragen. Die Dichtung erfolgt daher in den beiden Ringflächen zwischen dem äusseren Verschlussdeckel einerseits und der Kammerwand, bezw. der Schraubenmutter andererseits.

Jede Einzelkammer steht durch ein besonderes Rohr mit dem Oberkessel in Verbindung. Um sämtliche Verbindungsröhren parallel stellen zu können, erhält der Oberkessel seitliche Ansätze, in welche die äusseren Verbindungsröhren eingeführt werden.

Jeder der in den Fig. 250 und 251 dargestellten Kessel hat 16 Sektionen und 2 Oberkessel: je 8 Sektionen sind an einem Oberkessel angeschlossen.

Die beiden Oberkessel haben einen gemeinsamen Dampfsammler, sind aber sonst im Wasserraum ohne jede Verbindung. Die beiden Wasserräume eines Kessels haben gewöhnlich nur eine Verbindung durch den gemeinsamen Schlammsammler, der hinten unter den Einzelkammern liegt und durch kurze Rohrstücke mir den letzterenverbunden ist.

Textabbildung Bd. 318, S. 503
Textabbildung Bd. 318, S. 503

Diese Verbindung genügt jedoch erfahrungsmässig nicht immer, um den Wasserstand in beiden Oberkesseln genau hoch zu halten, sodass sich eine unmittelbare |504| Verbindung der letzteren durch einen weiten Stutzen immerhin empfehlen würde.

Der aus -förmig gebogenen Röhren gebildete Ueberhitzer besitzt eine Vorrichtung, die die Füllung des Ueberhitzers mit Wasser ermöglicht, was beim Anheizen des Kessels oder beim Betriebe ohne Dampf überhitzung wertvoll für den Schutz der Ueberhitzerrohre ist. Eine ausführliche Besprechung des Babcock & Wilcox-Ueberhitzers brachte der Verfasser schon in seiner früheren Veröffentlichung: „Die Anwendung des überhitzten Dampfes usw.1), D. p. J. 1899, sodass hier darauf verwiesen werden kann.

Textabbildung Bd. 318, S. 504

Die mechanische Patentkettenrostfeuerung besteht aus einer endlosen, aus kurzen gusseisernen Roststabgliedern zusammengesetzten Kette, die oben und unten in bestimmten Zwischenräumen durch Walzen unterstützt wird, welche in gusseisernen Seitenrahmen gelagert sind. Diese Seitenrahmen, auf 4 Rädern ruhend, bilden den Kettenrostwagen, der aus dem eigentlichen, Feuerraum herausgezogen werden kann.

Aus dem am vorderen Ende befindlichen abstellbaren Kohlentrichter gelangt das Brennmaterial der ganzen Rostbreite nach auf die Kette, die durch ein regulierbares Schaltwerk langsam durch den Verbrennungsraum geführt wird. Die Geschwindigkeit der Kohlenzufuhr wird derart geregelt, dass sie zur vollständigen Verbrennung der Kohle ausreicht.

Die Hohe der Kohlenschicht ist durch eine zweiflügelige Schiebetür entsprechend der Belastung des Kessels genau einstellbar und zu regeln.

Die sich bildende Asche und Schlacke wird durch die Bewegung des Rostes nach rückwärts geschafft und fällt dort auf eine die Aschenfallöffnung abschliessende Klappe. Diese Klappe kann vom Heizerstand aus geöffnet werden und zwar geschieht dies ein- oder zweimal täglich, je nach dem Aschen- und Schlackengehalt der Kohle. Das Abschlacken findet somit vollkommen selbsttätig ohne Oeffnen von Heiztüren oder Zuhilfenahme von irgend welchen Werkzeugen statt.

Die Hauptantriebswelle macht 35 Umdrehungen in der Minute; der Kraftbedarf beträgt für jeden Kessel eine Pferdestärke. Im Falle eines Motorstillstandes kann der Rost auch von Hand aus bewegt oder durch die oben erwähnte zweiflügelige Schiebetür zeitweilig von Hand aus gefeuert werden.

Durch Versuche, die der Schlesische Verein zur Ueberwachung von Dampfkesseln im April 1901 an einem Dampfkessel von 420 qm Heizfläche der Zuckerraffinerie von Schöller & Skene zu Klettendorf bei Breslau vorgenommen hat, wurde mit der Kettenrostfeuerung ein Wirkungsgrad von fast 0,80 erzielt.

Textabbildung Bd. 318, S. 504

Für Marinezwecke wird der Babcock & Wilcox-Kessel mit querliegendem Dampfsammler gebaut, während in jeder Einzelkammer zwei vertikale Rohrreihen vereinigt sind. Die letztere Anordnung vermindert das Kesselgewicht, ohne die Widerstandsfähigkeit der Kammer zu beeinträchtigen. Die Wasserröhren haben einen geringeren Durchmesser als bei den Landkesseln.

Textabbildung Bd. 318, S. 504

Eine eigenartige Ausbildung der vorderen Abteilungskammern findet sich bei dem Wasserrohrenkessel von Crépelle-Fontaine, La Madeleine bei Lille (Fig. 258 u. 259). Die Wasserröhren liegen wie beim Babcock & Wilcox-Kessel im Zickzack übereinander, sodass die von vorn gesehenen Wasserkammern wieder Schlangenwindungen aufweisen (Fig. 259). Ein erheblicher Unterschied besteht aber darin, dass nach Fig. 258 jede Einzelkammer durch eine Scheidewand in zwei Abteilungen getrennt ist. Die vordere Abteilung steht mit der untersten Rohrreihe in Verbindung, die hintere Abteilung mit den übrigen Rohrreihen. Jede Abteilung ist für sich mit dem Oberkessel verbunden, in welchem eine Dubiausche Rohrpumpe eingebaut ist. Die hintere Abteilung der vorderen Wasserkammern nimmt nach oben hin an Querschnitt |505| zu, um der Dampf- und Wasserbewegung keine Hindernisse zu bieten.

Die hinteren Wasserkammern haben keine Scheidewand; sie sind unten durch einen Schlammsammler unter sich, und oben durch eine Rohrreihe mit dem Oberkessel verbunden.

Durch die beschriebene Einrichtung soll besonders die Zirkulation in den unteren Wasserröhren gefördert werden; zu empfehlen wäre aber jedenfalls noch eine besondere Verbindung des Oberkessels mit den unteren Enden der hinteren Wasserkammern, da die vorhandene Verbindung durch ein Rohr für jede Abteilung am oberen Ende kaum den Wert der Zwischenwand in den vorderen Kammern zur Geltung kommen lässt.

Wenig vorteilhaft dürften die grossen Räume im oberen Teile der Einmauerung sein; für die Zugwirkung bieten sie keine Vorteile, dagegen vermehren sie unnötig die wärmeausstrahlenden und luftdurchlässigen Flächen.

Die Seitenwinde des Feuerraumes und die Feuerbrücke erhalten Luftkanäle, für welche aber Absperrvorrichtungen Vorgesehen werden müssen, wenn nicht die Luft in unnötig Bossen Mengen in den Feuerraum eintreten soll.

Das Material der Wasserkammern ist Stahlguss; die Zwischenwand wird mit Oeffnungen zum Einsetzen und peinigen der Rohre versehen. Während des Betriebes sind diese Oeffnungen durch Deckel geschlossen.

Bei dem Mobergkessel der Mechanischen Werkstätten Vulkan in Noorkoping-Schweden (Fig. 260 u. 261) werden die Wasserröhren a in Einzelkammern b und c befestigt, die ebenfalls einen von unten nach oben wachsenden Querschnitt besitzen; ausserdem ist aber jede Einzelkammer durch fünf parallel liegende Röhren f bezw. g mit dem Oberkessel d verbunden, sodass auch an dieser Verbindungsstelle ein Querschnitt vorhanden ist, der demjenigen des Röhrenbündels fast gleichkommt, während bei den meisten Wasserrohrkesseln diese Stelle nur ⅙ bis 1/7 des Querschnittes des Röhrenbündels weit ist, sodass eine nicht unbeträchtliche Hemmung der Wasserbewegung eintritt.

Der Kessel von N. Roser in Saint-Denis (Seine) besitzt gerade Einzelkammern, Fig. 262 u. 263, und zeichnet sich sowohl durch die zweckmässige Gesamtanordnung wie durch die sorgfältige Einzelkonstruktion vorteilhaft aus.

Textabbildung Bd. 318, S. 505

Die beiden Oberkessel sind vorn durch einen Querkessel verbunden, der einen bequemen Anschluss der Wasserkammern ermöglicht. Die hinteren Wasserkammern stehen mit einen reichlich bemessenen Schlämmsammler in Verbindung, der seinerseits unmittelbar mit den Oberkesseln verbunden ist, sodass für eine reichliche Wasserzuführung zu den untersten Rohrreihen Sorge getragen ist.

Textabbildung Bd. 318, S. 505
Textabbildung Bd. 318, S. 505

Interessant ist die Verbindung der Kammern mit dem Oberkessel bezw. mit dem Schlammsammler, indem hierfür nicht die fast allgemein gebräuchlichen, eingewalzten Rohrstücke, sondern nach Fig. 264 doppelt-konische Ringe verwendet werden, die durch eine Schraube und zwei Bügel mit den zu verbindenden Teilen zusammengepresst werden. Die Verbindung erfolgt ohne besonderes Dichtungsmaterial. Fig. 264 zeigt die Verbindung mit dem Schlammsammler; die Verbindung mit dem Oberkessel ist dieselbe. Der konische Kammer verschluss in den vorderen Wasserkammern hat natürlich eine solche Weite, dass die Wasserröhren bequem hindurchgesteckt werden können, während die hinteren Kammeröffnungen nur zum Aufwalzen und Reinigen der Rohre dienen.

(Fortsetzung folgt.)

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Sonderabdruck im Verlage von R. Schultze-Mittweida erschienet.

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