Котел паровоза
Паровоз котел является конструкцией парового котла или котла оболочки для генерации пары для работы паровых локомотивов .
строительство
В связи с особыми требованиями мобильного использования эта конструкция имеет ряд особых конструктивных особенностей:
Котел на паровозе обычно состоит , в силу ограничений габаритов транспортного средства , из заднего котла, длинного котла, который обычно состоит из нескольких секций, и дымовой камеры, закрепленной профильным кольцом . Если раньше части котла были склепаны, то современные котлы полностью сварные. Котел паровоза - это обычно дымогарный котел.
Постоянный чайник
Стоял чайник вместе с топкой, образует на задний чайник . Каминное отверстие и противопожарный люк расположены в секции задней стенки стоящего котла . Органы управления, необходимые для работы паровозного котла, прикреплены к задней стенке стоящего котла. Передняя стенка стоячего резервуара заканчивается полуцилиндрической частью и вместе с корпусом стоящего резервуара образует цилиндр, в который вдавливается длинный резервуар . Стенка топки и корпус котла соединяются боковыми стойками и потолочными стойками. Поперечные анкеры над топкой защищают стоящий котел от раскола вбок. Стоящий котел закрыт снизу напольным кольцом.
Задний котел
Задний котел состоит из стоящего котла и внутренней топки. Задний котел и топка соединены нижним кольцом и вместе образуют водяную рубашку вокруг костра. К наружной стене котла топка крепится шпильками и поперечными анкерами . Спереди задняя чашка переходит в длинную чашку, обычно с коническим переходным участком. Дымовая и отопительная трубы устанавливаются между стенками труб в длинном котле. В более современных паровозных котлах топка заканчивается камерой сгорания, которая выступает внутрь длинного котла.
Передний конец длинного котла образован стенкой трубы дымовой камеры и профильным кольцом, к которому дымовая камера крепится. Дымовые газы собираются в дымовой камере и выходят наружу через дымоход .
Силы, которые действуют на стоящий котел и стены топки из-за давления пара, поглощаются большим количеством шпилек, соединительных болтов (Skoda), потолочных и поперечных анкеров, соединяющих эти стены. Длинный резервуар в значительной степени стабилизирован своей цилиндрической формой в связи с внутренним избыточным давлением. Используемые котельные плиты имеют толщину 10–20 мм, в зависимости от давления в котле.
Выход пара
Производительность пара в Германии составляет до 16,6 т / ч для котлов старого образца (котлы серии 45 ) и до 22 т / ч для новых заменяющих котлов для паровозов в Германии (снова котлы серии 45 ; так называемые классы осколки не учитываются), а в США - более 45 т / ч (котлы различных серий, например, котлы класса H-8 на Chesapeake & Ohio Railway с испарительной поверхностью нагрева 672,9 м², перегревателем 296,1 м². поверхность и поверхность решетки 12,56 м², что при данной поверхности нагрева соответствует сжиганию каменного угля ).
В основном влажный пар образуется в процессе испарения . Перегретый пар, который более экономичен для эксплуатации локомотива , может быть извлечен с помощью специальных опций сушки паром или перегрева . Для этого в поток дымовых газов встраиваются элементы пароперегревателя. Затем в них сушат и перегревают пар. Таким образом, температура пара в зависимости от нагрузки котла составляет от 300 до 400 ° C. Наиболее распространенные значения рабочего давления для паровозов нормального давления составляют от 8 до 16 бар в Германии и от 14,1 до 21,8 бар в США. Возможны более высокие рабочие давления, но требуются котлы более сложной конструкции.
Исторические строительные материалы и технологии
Развитие паровых котлов - это история случайностей. Котельные материалы еще не были так хорошо развиты в металлургии ; то листы содержали производственные дефекты , которые не могут быть найдены из - за отсутствия материальных методов тестирования.
Вначале медь в основном использовалась при строительстве котлов. Металлические листы соединялись заклепками . Заклепка удерживает соединение за счет трения и формованной головки. При клепке нагретый кусок металла вставляется в отверстие через два металлических листа, сжимается с обеих сторон молотком и формируется головка.
Позже стали использовать сталь из-за ее большей прочности . Стальной лист также был соединен заклепками. Чуть позже стальной лист был соединен огневой сваркой . Два соединяемых листа были скошены с одной стороны и нагреты на огне. В оксидных и масштабных слоях были удалены с помощью восстановительной сварки порошка. В кузнецы ударила перекрывающееся shoped поверхностей с молотками и сваривает их в процессе. Оглядываясь назад, они не могли определить, насколько удачной оказалась связь между материалами. Следовательно, в перекрытии должен был быть обеспечен определенный запас прочности.
Современные котлы
Сегодня новые котлы только сваривают . Плиты котла должны соответствовать стандарту. Наружные швы котла подвергаются рентгеновскому или ультразвуковому контролю. Плиты котла подвергаются 100-процентному ультразвуковому испытанию на предмет дублирования и пустот на заводе-изготовителе. Кроме того, плита котла должна выдерживать испытание на растяжение, испытание на удар с надрезом и испытание на изгиб.
В настоящее время в стену котла и топки ввариваются шпильки, а раньше приклепывались на место. Трубы длинного котла втягиваются в диаметр стенки трубы топки и ввариваются, а на стенке трубы дымовой камеры растягиваются и водонепроницаемо закатываются . Это необходимо, чтобы избежать повреждений от расширения. В последнее время также стали приваривать трубы с двух сторон.
Рабочий паровозный котел расширяется на 1–5 см в длину в зависимости от размера котла. Это увеличение длины по сравнению с рамой локомотива необходимо компенсировать. Таким образом, весь котел локомотива жестко соединен с рамой локомотива только на опоре дымовой камеры под дымовой камерой. Остальная часть котла опирается на маятниковые пластины, которые могут следовать за продольным расширением. В конце топки котел крепится к каркасу клиньями. Это подвижные зажимные детали, которые должны быть ослаблены оператором котла при нагреве или при отключении котла, либо зажиматься во время движения.
Пространство над трубами и топкой - это паросборное пространство, которое обычно заканчивается одним или двумя паровыми куполами (круглые конструкции котла). Влажный пар забирается из паровых куполов.
Водное помещение необходимо постоянно наполнять водой. Если уровень воды опустится ниже отметки минимума, крышка топки может выгореть и треснуть. Внезапное падение давления и последующее повторное испарение приводит к образованию очень большого количества пара, который в течение очень короткого времени вызывает чрезмерное повышение давления в стоящем котле, что приводит к его взрыву - котел лопается . Чтобы предотвратить катастрофу в последний момент, в потолке топки обязательно установить одну или несколько плавильных пробок. Легкоплавкая пробка представляет собой полый винт с Schmelzlotverschluss. Если потолок топки слишком сильно нагревается, припой плавится, и струя пара тушит огонь до того, как потолок начинает светиться. Замена плавких пробок является частью осмотра котла.
Операционный ущерб
Паровые котлы локомотивов в процессе эксплуатации подвергаются различным нагрузкам, которые могут привести к поломке. В первую очередь они связаны с расширением материала при нагревании. Материал котла также химически реагирует с водой и веществами для обработки воды. Со стороны возгорания наблюдается истирание из-за окисления плиты котла и точечная коррозия из-за кислых дымовых газов.
- Прежде всего, в дымовых трубах и трубах отопления, а также в элементах пароперегревателя выхлоп дымовых газов очень сильный. По истечении достаточного времени эксплуатации это приводит к появлению точечной коррозии или продольных трещин в материале. Для ремонта пораженные концы необходимо вырезать и заменить новыми кусками трубы.
- В топке материал расходуется непосредственно на стенку топки, а шпильки, удерживающие топку в котле, разрываются. Во время капитального ремонта котла изношенные или порванные шпильки, выброшенные или чрезмерно изношенные куски листового металла вырезаются и заменяются новыми, проверенными деталями. Из-за закрытой конструкции запасные части могут быть только настолько большими, чтобы они прошли через зольник или отверстие для костра. Во время работы может снова и снова случиться, что шпилька сломается. Для того, чтобы можно было однозначно идентифицировать разрыв, шпильки высверливаются со стороны топки на глубину не менее 60 мм. В случае перерыва в огонь попадает вода из котла. Допустимо прибивать сломанные шпильки. Два расположенных рядом шпильки нельзя забивать гвоздями. Со временем силы, которые должны воспринимать шпильки, приводят к радиальным трещинам, исходящим от шпилек. Затем поврежденные листы необходимо заменить.
- В глубоких складках, образующих нижние углы между внешней стенкой котла и топкой, со временем появляются перетяжки материала. Их нельзя сваривать, необходимо поменять складку.
- В нижней части котла происходят химические реакции между материалом и осадками от химической обработки воды. Полученные отверстия привариваются при следующем ремонте и шлифуются.
Вид котла изнутри
Стенка дымовой камеры с головкой паяльной трубы
Потолочные шпильки и потолочные поперечные анкеры в котле паровоза
Шпильки пола в котле паровоза
литература
- Леопольд Нидерштрассер: Путеводитель по паровозной службе . Перепечатка 9-го издания 1957 г., Карлсруэ 1979 г., ISBN 3-921700-26-4
- Авторский коллектив: Паровоз . Перепечатка 2-го издания Берлин 1965 г .; Transpress, Берлин 1993, ISBN 3-344-70791-4