Technik speziell

 

Der Kessel

 

Betriebsdruck

12 kg/cm²

Heizfläche

124,25 m²

Rostfläche

4,2 m²

Rostbelastung

100 kg Kohle/ h/ m² Rostfläche

Kesselinhalt

12 m³

Beim Kessel der Bussard handelt es sich um einen Flammrohrkessel mit zwei Flammrohren und rückkehrender Flamme.

Das bedeutet, dass die Rauchgase von der Verbrennungskammer durch die Heizrohre, welche oberhalb der Flammrohre liegen, Richtung Kesselstirnwand ziehen.

Somit durchlaufen die Rauchgase die Längsrichtung des Kessels zweimal.

Der so genannte Großraumwasserkessel hat einen Wasserinhalt, der ein Vielfaches seiner stündlichen Dampfleistung beträgt.

Dieser Kesseltyp ist relativ betriebssicher und einfach zu bedienen. Wegen der in seiner großen Wassermenge gespeicherten Wärmemenge ist er deshalb auch unempfindlich gegenüber kurzzeitigen Belastungsänderungen. Allerdings erfordert er eine lange Anheizzeit zwischen 8- 10 Stunden.

Der Wirkungsgrad dieses Kessels liegt bei ca. 60%.

 

Die Einzelteile des Kessels nennt man nach ihrer Lage, Kesselstirnwand, Kesselrückwand und Kesselmantel. Diese Teile sind übereinander gelegt und vernietet. Zur Stabilitätserhöhung des Kessels verwendet man im Inneren Verankerungen. Man unterscheidet zwischen Stehbolzen und Anker.

Stehbolzen werden überall dort verwendet, wo Wände mit geringen Abständen (bis 400mm), zu verankern sind.

Anker werden bei größeren Abständen der Wände verwendet. Die Anker gibt es in verschiedenen Bauformen. Zur Verankerung von Kesselstirn- und Kesselrückwand verwendet man Rundmaterial, das an den Enden innerhalb und außerhalb der Wand mit Muttern gesichert ist. Zur Verankerung der Rohrwände verwendet man Ankerrohre, die eine stärkere Wandstärke besitzen als die Heizrohre. Die Verbrennungskammerdecken werden durch sogenannte Brückenanker versteift.

Man unterscheidet drei Hauptteile des Kessels:

  1. Feuerungsanlage
  2. Wasserraum
  3. Dampfraum

 

Die Feuerungsanlage hat zwei Funktionen zu erfüllen. Zum einen dient sie der Aufnahme des Brennstoffes, zum anderen dient die in ihr entwickelte Wärme zur Dampferzeugung.

Deswegen befindet sie sich vollständig im Wasserraum und ist so konstruiert, dass möglichst viel Fläche von Feuer, als auch von Wasser berührt ist.

Die Feuerungsanlage unterteilt sich in Feuerung mit Aschfall, Verbrennungskammer, Heizrohre und Rauchkammer mit Schornsteinhals und Schornstein.

Die Feuerung mit Aschfall wird durch die Feuerbuchse gebildet, diese ist zur Erhöhung der Heizfläche und der Stabilität gewellt.

Der Rost unterteilt die Feuerbuchse in Feuerraum, zur Aufnahme des Brennstoffes und Aschfall, zur Aufnahme der Verbrennungsrückstände und Zuführung der Verbrennungsluft.

Die Rostfläche wird aus einzelnen Roststäben hergestellt, die sich nur an ihren Enden mit ihren gestauchten Köpfen berühren, sonst aber einen Zwischenraum haben. Der Kessel der Bussard besitzt zwei Rostlagen, die einzelnen Roststäbe liegen vorne auf der Schürplatte, hinten auf dem Fuß der Feuerbrücke und die in der Mitte liegenden Enden auf dem Rostbalken auf.

Die Feuerbrücke schützt die hintere Verbrennungskammerwand gegen Stichflammen und bewirkt eine bessere Verbrennung, da die Rauchgase besser mit Luft vermischt werden.

Sie besteht aus einer schmiedeeisernen Unterlage mit einem Aufbau aus Schamottsteinen.

Die Feuerzarge ist ein schmiedeeiserner Rahmen, der an die Kesselstirnwand geschraubt ist, in ihr hängt, in der oberen Hälfte, an einer waagerechten Achse die Feuertür. Diese öffnet sich nach innen und ist durch Gegengewichte ausbalanciert.

In der unteren Hälfte befindet sich die Aschfallklappe, diese dient zur Regulierung der Verbrennungsluftzufuhr. Sie wird zum Ascheziehen herausgenommen.

Zur leichteren Handhabung des Schürgerätes beim Schüren des Feuers von unten dient der waagerecht angebrachte Schürstock.

Die Verbrennungskammer leitet die Rauchgase von der Feuerung in die Heizrohre über.

Ihre flachen Wände sind im Bereich der Rohrwand aus dickerem Material, die hintere Wand ist leicht geneigt, um die Heizfläche effektiver zu machen, da sich die dort entstehenden Dampfblasen leichter lösen können. Die Decke der Verbrennungskammer ist in Querschiffsrichtung nach beiden Seiten hin um ca.8 º geneigt, damit die Verbrennungskammer bei Schräglage des Schiffes immer von Wasser bedeckt ist.

Die Heizrohre leiten die Rauchgase von der Verbrennungskammer in die Rauchkammer.

Sie laufen parallel zueinander und befinden sich oberhalb der Feuerung. Die Heizrohre sind durch die Rohrwände der Verbrennungs- und der Rauchkammer glatt durchgeschoben aufgewalzt und umgebörtelt. Die Rohrdurchführungen sind mit Rillen versehen, in die sich die Rohre beim Aufwalzen einpressen.

Die Rauchkammer leitet die Rauchgase von den Heizrohren kommend in den Schornsteinhals und von dort in den Schornstein weiter. Sie besitzt zwei Klappen um die Rauchrohre zu reinigen und instand zusetzen.

Der Schornsteinhals bildet den Übergang von Rauchkammer zum Schornstein. Im Schornsteinhals befindet sich die Schornsteinklappe, die durch einen außen liegenden Hebel verstellt werden kann. Diese Klappe wird als Zugregler verwendet.

Der Schornstein leitet die Rauchgase ins Freie, seine Maße richten sich nach der Rostfläche.

Er ist zum Abhalten der starken Wärmestrahlung mit einem Mantel umgeben. An Deck ist der

Schornstein durch Schornsteinstagen nach vier Seiten abgefangen.

Der Wasserraum dient dazu, das für die Dampferzeugung erforderliche Wasser aufzunehmen.

In ihm befindet sich die Feuerungsanlage, die von allen Seiten von Wasser umgeben ist, um dadurch eine größtmögliche Ausnutzung des Brennstoffes zu erreichen.

Der Dampfraum befindet sich über dem Wasserraum und dient zum Ansammeln des Wasserdampfes. Auf dem Kessel befindet sich der Dampfdom, der den Dampfraum vergrößert. Der Dampfdom ist auch die Stelle von der der Dampf über Hauptabsperr- und Hilfsabsperrventil den Dampfmaschinen und für Nebenzwecke zugeführt wird.

Heizer bei der Arbeit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dreifach- Expansionsdampfmaschine

Bei der Dreifach- Expansionsdampfmaschine wirkt der Dampf nacheinander im Hochdruck-,

Mitteldruck- und Niederdruckzylinder.

Die Maschine besitzt zwei Dampfkammern, die erste liegt zwischen Hoch- und Mitteldruckzylinder und die zweite zwischen Mitteldruck- und Niederdruckzylinder.

Um die Kurbelwelle gleichmäßig zu belasten sind ihre Kurbeln im Winkel von jeweils 120° zueinander versetzt.

Die Dreifach- Expansionsdampfmaschine setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:

- Dampfzylinder mit Schieberkästen und Kolben

- Steuerung mit Umsteuerung

- Kondensator

- übertragende Maschinenteile

 

Der Dampfzylinder ist aus Gusseisen herstellt, seine Enden werden durch den Zylinderboden und den aufgeschraubten Zylinderdeckel abgeschlossen.

Die Schieberkästen sind wie der Zylinder aus Gusseisen und mit ihm aus einem Stück gegossen. Die Schieberkastenwände sind durch Rippen, stellenweise auch durch eingeschraubte Anker versteift. Je nach Bauform der Schieber (Flach- oder Rundschieber), haben die Schieberkästen unterschiedliche Bauformen. In allen Fällen wird der Schieberkasten durch den Schieber in zwei Räume geteilt.

Der Kolben gleitet dampfdicht im Zylinder. Die Abdichtung gegen die Zylinderwand erfolgt mit

Hilfe von Kolbenringen.

Die Kolbenstange ist am oberen Ende konisch dampfdicht in den Kolben eingesetzt und mit der aufgeschraubten Kolbenstangenmutter verschraubt. Das untere Ende der Kolbenstange ist mit dem Kreuzkopf verbunden.

Am Kreuzkopf ist das obere Ende der Treibstange drehbar gelagert. Außerdem trägt der Kreuzkopf den Gleitbahnschuh, der in der Gleitbahn läuft.

Unter Steuerung der Dampfmaschine versteht man alle Einrichtungen, die dazu dienen, den Dampf abwechselnd auf beide Zylinderseiten zu verteilen. Diese Einrichtungen liegen teils innerhalb, teils außerhalb des Schieberkastens. Deshalb spricht man von innerer und äußerer Steuerung.

Die innere Steuerung besteht aus dem im Schieberkasten sich bewegenden Schieber, der Schieberstange und deren Zubehör.

Die Dampfverteilung wird durch Schieber gesteuert, die durch Excenter betätigt werden.

Man unterscheidet zwischen Flach- und Kolbenschieber. Flachschieber werden für die Steuerung des Mitteldruck- und Niederdruckkolbens, Kolbenschieber für Steuerung des Hochdruckkolbens eingesetzt.

Die äußere Steuerung dient zur Bewegung der inneren Steuerung. Diese besteht aus Excenter mit Excenterring und Excenterstange, Kulisse, Kulissenstein, sowie für die Umsteuerung benötigten Hebel und Gelenke.

Der Excenter ist nichts anderes als eine Kurbel, die in Form einer Scheibe hergestellt ist, diese ist auf der Kurbelwelle befestigt. Die Excenterscheibe wird vom Excenterring mit Exenterstange umschlossen. Das freie Ende der Excenterstange steht mit der Schieberstange in Verbindung.

Schiffsmaschinen müssen, um voraus, als auch zurück laufen zu können mit einer Umsteuerung versehen sein.

Die Umsteuerung wird durch die Änderung der Dampfverteilung bewirkt. Dies geschieht durch das Verstellen des Schiebers, wodurch die Dampfwege vertauscht werden, d.h. die Dampfausströmung zur Dampfeinströmung macht und umgekehrt.

Bei der Dreifachexpansionsdampfmaschine der Bussard verwendet man die Zwei- Excenterumsteuerung (Kulissensteuerung von Stephenson).

Diese besitzt zwei auf der Kurbelwelle befestigte Excenter, von denen einer für die Vorwärtsbewegung und der andere für die Rückwärtsbewegung der Maschine vorgesehen ist.

Die Schieberstange und die Excenterstangen sind am Kulissenstein befestigt, der sich auf der Kulisse bewegen kann.

Die Kulisse ist ein Kreisbogen, dessen Radius die Excenterstangenlänge bildet.

Die Umsteuerung wird durch Verstellen der Kulisse bewirkt, so dass die Vorwärts- bzw. Rückwärts- Excenterstange in einer Linie mit dem Kulissenstein und der Schieberstange steht.

Nur dieser Excenter bewegt dann den Schieber, der andere läuft leer.

Der Kondensator erfüllt zwei Aufgaben, zum einen erzeugt er ein Vakuum, das den Niederdruckzylinder unterstützt, zum anderen dient er der Rückgewinnung des verbrauchten Dampfes zu Kesselspeisewasser.

Auf der Bussard kommt ein Oberflächenkondensator zum Einsatz. Sein Gehäuse aus Gusseisen wird an seinen Enden durch Rohrwände und mit Kondensatordeckel abgeschlossen. Die Rohrwände sind aus Bronze hergestellt und teilen den Kondensator in 3 Räume. Die beiden äußeren bezeichnet man als Kühlräume, den inneren als Kondensationsraum. Die beiden Kühlräume sind durch Kühlrohre miteinander verbunden.

Die Wirkungsweise des Kondensators beruht darauf, dass der Abdampf um die Kühlrohre geführt wird, durch die Kühlwasser gepumpt wird und hier kondensiert. Das durch die Kondensation gewonnene Wasser wird von der Luftpumpe gleichzeitig mit der im Kondensator befindlichen Luft herausgesaugt und in den Warmwasserkasten gepumpt.

Von hier speisen die Speisewasserpumpen das Wasser wieder in den Kessel ein.

Die Maschinenteile, die die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens in eine drehende Bewegung umwandeln, nennt man übertragende Maschinenteile. Zu ihnen zählen: Kolbenstange, Kreuzkopf, Gleitbahn und Treibstange.

Die aus Stahl hergestellte Kolbenstange ist mit einem Konus in den Kolben eingesetzt und wird durch eine Mutter gehalten. Am anderen Ende ist sie mit dem Kreuzkopf verbunden.

Der Kreuzkopf stellt die Verbindung zwischen Kolbenstange und Treibstange her. Außerdem besitzt er Gleitflächen, mit denen er sich auf der Gleitbahn hin- und her bewegt. Diese Gleitflächen werden durch besondere Gleitschuhe bebildet.

Die aus Gusseisen hergestellte Gleitbahn stellt das Widerlager für den Kreuzkopfdruck dar.

Zur Ableitung der durch die Reibung entstehenden Wärme, der Gleitbahn, besitzt diese Hohlräume durch die Kühlwasser geleitet wird.

Natürlich müssen die Gleitbahnen geschmiert werden. Das geschieht durch Öl, welches mit Hilfe von Schmiernuten an Gleitbahnschuh und Gleitbahn dort verteilt wird. Das Öl sammelt sich in einem Gefäß am Ende der Gleitbahn, von wo es durch den eintauchenden Gleitschuh wieder auf die Gleitbahn mitgenommen wird.

Die Treibstange setzt die geradlinige Bewegung des Kolbens und des Kreuzkopfes mit Hilfe der Kurbelwelle in eine Drehbewegung um.

 

 

 

 

 

Bilder zu diesen Themen sind in Arbeit und werden demnächst eingestellt.
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