Dampferzeugung Dampfkessel, Feuerungen: einschließlich Atomreaktoren

I. Dampfkessel.- A. Großwasserraumkessel.- 1. Flammrohrkessel.- 2. Flammrohrheizrohrkessel.- a) Hollandkessel.- b) Flammrohrkessel mit rückkehrenden Heizrohren.- 3. Feuerbüchs-Heizrohrkessel.- a) Lokomotivkessel.- b) Lokomobilkessel mit Feuerbüchse.- c) Sonstige Feuerbüchskessel.- B. Wasserrohrkessel.- 1. Schrägrohrkessel.- a) Teilkammerkessel mit längsliegender Trommel.- b) Teilkammerkessel mit querliegender Trommel.- Drei-Zugkessel.- Zwei-Zugkessel.- Einzugkessel.- 2. Steilrohrkessel.- a) Drei-Trommelkessel.- b) Zwei-Trommelkessel.- c) Ein-Trommelkessel.- d) Eckrohrkessel.- 3. Strahlungskessel.- a) Kühlschirmausführungen.- b) Strahlungskessel mit trockenem Schlackenabzug.- c) Schmelzkammerkessel.- Einkammersystem.- Zweikammersystem.- 4. Abhitzekessel.- C. Sonderkessel.- 1. Zwangumlaufkessel.- 2. Zwangdurchlaufkessel.- a) Bensonkessel.- b) Sulzerkessel.- c) Ramsinkessel.- 3. Schmidt-Hartmann-Kessel.- 4. Löfflerkessel.- 5. Dampferzeuger mit Überdruckfeuerungen.- 6. Sonstige Anlagen.- II. Feuerungen.- A. Rostfeuerungen.- 1. Planrost.- a) Handbeschickte Roste für stationäre Kessel und Lokomotiven.- b) Wurfbeschicker.- c) Mechanische Planroste.- 2. Schrägrost.- 3. Treppenrost.- 4. Wanderrost.- 5. Vorschubrost.- 6. Doppelvorschubrost.- 7. Schürrost.- 8. Rückschubrost.- 9. Unterschubrost.- B. Kohlenstaubfeuerungen.- 1. Kohlenstaubmühlen.- a) Schwerkraftmühlen.- b) Schlägermühlen.- Schläger-Sichtermühlen.- HS-Mühlen.- KSG-Mühlen.- c) Federkraftmühlen.- d) Fliehkraftmühlen.- e) Prallmühlen.- f) Zusammenfassung.- 2. Gesamtanordnung der Mahlanlage.- 3. Kohlenstaubbrenner.- C. Öl- und Gasfeuerungen.- 1. Ölfeuerungen.- 2. Gasfeuerungen.- III. Brennstoffe.- A. Feste Brennstoffe.- 1. Lagerstätten und Aufbereitung von Kohle.- 2. Beurteilung von Stein- und Braunkohlen.- a) Preis.- b) Heizwert.- c) Körnung.- d) Gasgehalt.- e) Koksbeschaffenheit.- f) Analyse der Kohle.- 3. Erweichungs- und Schmelzpunkt der Schlacke.- 4. Zähigkeit von flüssigen Schlacken.- 5. Zündpunkt.- 6. Aus Steinkohle erzeugte Brennstoffe.- 7. Aus Braunkohle erzeugte Brennstoffe.- 8. Torf.- B. Flüssige Brennstoffe.- C. Gasförmige Brennstoffe.- D. Ermittlung des Heizwertes.- 1. Versuchsmäßige Bestimmung.- 2. Berechnung des Heizwertes fester und flüssiger Brennstoffe.- 3. Berechnung des Heizwertes gasförmiger Brennstoffe.- E. Ermittlung des Luftbedarfes.- 1. Feste und flüssige Brennstoffe.- 2. Gasförmige Brennstoffe.- F. Ermittlung des Rauchgasvolumens.- 1. Feste und flüssige Brennstoffe.- 2. Gasförmige Brennstoffe.- G. Luft- und Rauchgasmenge bei unvollkommener Verbrennung.- H. Näherungsweise Bestimmung von Luft- und Gasmengen.- J. Der Kohlensäure- und Sauerstoffgehalt der Rauchgase.- K. Berechnung der Luftüberschußzahl aus der Rauchgasanalyse.- L. Durchführung der Rauchgasanalyse.- M. Verbrennungsdreiecke.- N. Der Wärmeinhalt der Rauchgase.- 1. Spezifische Wärme.- 2. Das i?-Diagramm von Rosin.- 3. Das J?-Diagramm.- 4. Dissoziation der Rauchgase.- IV. Der Wasserdampf.- A. Zustandsgrößen.- B. Wärmeinhalt.- C. Einfluß der Speisearbeit auf die Vorwärmung.- D. Normaldampf.- V. Wirkungsgrade und Wärmeverluste bei Dampfkesseln.- A. Abgasverlust.- B. Verlust durch Unverbranntes.- 1. Vorausberechnung des Verlustes durch Unverbranntes.- a) Rostfeuerungen.- b) Kohlenstaubfeuerungen.- 2. Versuchsmäßige Ermittlung des Verlustes durch Unverbranntes.- C. Strahlungsverlust.- D. Verlust durch den Wärmeinhalt der Schlacke.- E. Verlust durch ungenügende Beharrung.- F. Kesselwirkungsgrad.- VI. Lehre vom Wärmeübergang.- A. Der Wärmeübergang durch Leitung und Konvektion.- 1. Allgemeine Grundgleichungen.- 2. Anwendung der Ähnlichkeitstheorie.- 3. Anwendung der Impulstheorie.- 4. Berechnungsformeln für die Wärmeübergangszahl.- a) Erzwungene Strömung.- Strömung im Rohr.- Strömung um Rohre und Rohrbündel.- Strömung entlang von Platten.- b) Freie Strömung.- Vertikale Platte.- Horizontale Platte.- Horizontales Rohr.- Vertikales Rohr.- Luftspalt.- Wärmeübergang an nichtsiedendes Wasser.- Wärmeübergang an siedendes Wasser.- Kondensierender Dampf.- Kondensation von Sattdampf.- Kondensation von Heißdampf.- B. Der Wärmedurchgang.- 1. Die Wärmedurchgangszahl K.- 2. Der Temperaturverlauf.- 3. Wärmedurchgang bei Rippenrohren und Lufterhitzern.- C. Strahlung.- 1. Strahlung von Flächen.- a) Strahlung von Einzelflächen.- b) Strahlung zwischen zwei Flächen.- c) Berücksichtigung des Schwärzegrades.- d) Schwärzegrad von Brennkammerwänden.- 2. Strahlung von Räumen.- a) Absorptionszahl und Schwärzegrad.- b) Gleichwertiger Radius.- c) Strahlungsarten.- Gasstrahlung.- Flammenstrahlung.- Staubstrahlung.- D. Wärmeübergang durch Strahlung in strömenden Medien.- E. Temperaturberechnung in Brennkammern.- 1. Kohlenstaub-, Gas- und Ölfeuerungen.- 2. Rostfeuerungen.- 3. Schmelzkammerfeuerungen (Zweikammersystem).- a) Vereinfachte Theorie.- b) Berücksichtigung der Strahlung durch das Rohrgitter.- c) Feste Schlackenschicht.- 4. Schmelztrichter- und Schmelzkammerkessel (Einkammersystem).- 5. Schottüberhitzer.- a) Genaue Theorie.- b) Näherungsweise Theorie.- VII. Zugbedarf.- A. Zugverlust und Auftrieb.- 1. Zugverlust in Rohrbündeln für Strömung senkrecht zur Achse.- 2. Zugverlust in Rohrbündeln bei Strömung parallel zur Achse.- 3. Zugverlust in Rohren und Kanälen.- 4. Zugverlust bei Rippenrohren.- 5. Zugverlust in Kesselzügen.- 6. Auftriebswirkung.- 7. Schornstein.- B. Wärmeübergang und Zugverlust.- VIII. Wärmetechnische Berechnung von Dampfkesseln.- A. Kennziffern.- B. Normalisierung.- C. Rechnerische Ausmittlung eines Dampfkessels.- D. Graphische Ausmittlung eines Dampfkessels.- E. Berechnung von Zwangdurchlaufkesseln.- F. Berechnung von Zwangumlaufkesseln.- G. Berechnung von Löfflerkesseln.- H. Berechnung von Velox-Kesseln.- J. Ausgeführte Heizflächen.- IX. Wasserumlauf.- A. Naturumlaufkessel.- 1. Wichte von Dampfwassergemischen.- 2. Strömungsverluste.- 3. Gesamtdruckdifferenz im Rohr.- 4. Wasserumlauf im Kühlschirm.- a) Berechnung des Wasserumlaufes in einem Kühlschirm.- b) Unstabilität der Strömung.- Bedingung für Unstabilität.- Ungleiche Beheizung der Rohre eines Kühlschirmes.- Ungleiche Beheizung in Längsrichtung des Rohres.- Ungleicher Strömungswiderstand.- Ungleiche Druckdifferenzen.- Einfluß der Last auf die Unstabilität.- c) Stabile und unstabile Punkte.- d) Beispiel zur Berechnung der Umlaufmengen.- Ausgangswerte.- Druckdifferenz im Siederohr.- Druckdifferenz im Steigrohr.- Druckdifferenz im Fallrohr.- Ermittlung der Umlaufmengen und Strömungsgeschwindigkeiten.- e) Beispiel zur Überprüfung der Stabilität.- Ausgangswerte.- Berücksichtigung des Verdampfungsverzuges.- Druckdifferenz im Siederohr bei Fallströmung.- Stabilitätskriterium und Einfluß vereinfachender Annahmen.- f) Verhalten von Kühlschirmen unter verschiedenen Betriebsbedingungen.- Teillast.- Verkleinerung des Überhubes.- Einbau von Drosselblenden.- Einfluß der Maßnahmen zur Stabilisierung auf die Umwälzmenge.- g) Anfahren von Kühlschirmen.- Unstabilität beim Anfahren.- Verkehrter Wasserumlauf.- h) Kühlschirme mit Kurzschlußrohren.- i) Schäden bei Kühlschirmen.- 5. Wasserumlauf im Zweitrommel-Kessel.- a) Die größtmögliche Fallrohrzahl.- b) Berücksichtigung des Verdampfungsverzuges.- c) Stagnation von Strömungen.- B. Zwanglaufkessel.- 1. Allgemeine Beziehungen zur Berechnung des Druckabfalles.- 2. Druckverlust bei Zwangumlaufkesseln.- 3. Stabilität der Strömung bei Zwanglaufkesseln.- a) Stabilitätsbedingung.- b) Beeinflussung der Stabilität durch den Druckabfall im Rohr.- c) Stabilisierungsmaßnahmen bei Zwanglaufkesseln und Vorverdampfern.- d) Zusätzliche Untersuchungen zur Stabilität bei Zwanglaufkesseln.- Stabilität bei ungleicher Beheizung im Zwanglaufkessel.- X Speicherfähigkeit von Dampfkesseln.- A. Einfluß der Laständerung.- B. Berechnung der Speicherfähigkeit.- C. Zulässige Drucksenkungsgeschwindigkeit.- 1. Naturumlaufkessel.- 2. Zwangumlaufkessel.- XI. Der notwendige Dampfraum.- A. Zulässige Dampfraumbelastung.- B. Salzgehalt im Dampf.- C. Abschlämmen und Absalzen.- XII. Chemische Aufbereitung des Speisewassers.- A. Die Härtebildner im Wasser.- B. Enthärtungsverfahren.- 1. Übersicht.- 2. Fällverfahren.- 3. Ionenaustauschverfahren.- a) Na-Kationenaustauscher (Neutralaustausch).- b) H-Kationenaustauscher.- c) OH-Anionenaustauscher.- C. Anforderungen an Speise- und Kesselwasser.- 1. Dichte.- 2. Alkalität.- D. Kesselstein.- XIII. Theorie der Feuerungen.- A. Kohlenstaubfeuerungen.- 1. Brennkammerbelastung und Aufenthaltszeit.- 2. Wärmeentwicklung längs der Flammenlänge.- 3. Verbrennungszeit von Kohlenstaub.- 4. Zündzeit von Kohlenstaub.- 5. Begrenzungen der Brennkammerbelastung.- 6. Trocknung der Kohle.- B. Rostfeuerungen.- 1. Feuerraum- und Rostbelastung.- 2. Wanderrost.- a) Aufenthaltszeit am Rost.- b) Einfluß des Pendelstauers.- c) Zustandsänderungen längs des Rostes.- d) Mischung im Feuerraum und Sekundärluft.- e) Schichthöhe.- f) Erforderliche Luftpressung.- g) Zündung.- XIV. Einzelteile im Dampfkesselbau.- A. Trommeln, Rohre, Kammern.- 1. Zahlenangaben für Trommeln, Rohre, Kammern.- 2. Walzverbindung.- 3. Trommeleinbauten.- B. Überhitzer.- 1. Allgemeine Angaben.- 2. Konvektions- und Schottenüberhitzer.- 3. Strahlungsüberhitzer.- 4. Temperaturregelung.- 5. Anfahren von Überhitzern.- 6. Dampfverteilung.- 7. Schäden an Überhitzern.- 8. Zwischenüberhitzer.- C. Speisewasservorwärmer.- 1. Allgemeine Angaben.- 2. Rippenrohrvorwärmer.- 3. Günstigste Ausbildung von Rippenrohren.- 4. Schäden an Rippenrohrvorwärmern.- 5. Vorverdampfer.- D. Lufterhitzer.- 1. Allgemeine Angaben.- 2. Rekuperativlufterhitzer.- 3. Schäden an Luvos.- 4. Regenerativlufterhitzer.- E. Kesselgerüst.- 1. Allgemeine Angaben.- 2. Berechnung des Gerüstes.- F. Einmauerung.- 1. Eigenschaften des Baumaterials.- 2. Ausführung der Einmauerung.- G. Montage, Druckprobe.- H Kesselausrüstung und Hilfseinrichtungen.- 1. Grobe Armatur.- 2. Rußbläser.- 3. Feine Armatur.- 4. Meßinstrumente, Automatik.- 5. Kesselhilfsmaschinen.- XV. Werkstoff.- A. Einteilung des Werkstoffes.- B. Beanspruchungsarten.- C. Zeitstandfestigkeit.- D. Zunderbeständigkeit.- E. Spannungsrißkorrosion.- F. Legierungsbestandteile.- G. Art der Schäden bei Dampfkesselmaterial.- H. Werkstoffeigenschaften.- XVI. Festigkeitsberechnung von Dampfkesseln.- A. Nahtlose Flußstahlrohre.- 1. Beanspruchungen.- 2. Berechnung dickwandiger Rohre.- 3. Berechnung dünnwandiger Rohre.- 4. Berechnung dünnwandiger Kesselrohre nach den Werkstoff- und Bauvorschriften.- 5. Beanspruchung durch Eigengewicht.- 6. Wärmespannung.- 7. Plastische Verformungen.- 8. Berechnung von Heißdampf- und Speisewasserrohrleitungen.- B. Zylindrische Dampfkesselwandungen.- 1. Berechnung nach den Werkstoff- und Bauvorschriften.- 2. Gütezahl für Nietungen.- 3. Gütezahl für Schweißnähte.- 4. Gütezahl für Rohrlochreihen.- 5. Spannungsspitzen.- 6. Biegebeanspruchung von Trommeln.- 7. Nietverbindungen.- 8. Stutzenanschlüsse.- C. Gewölbte Kesselböden für inneren Überdruck.- D. Gewölbte Böden bei äußerem Überdruck.- E. Flammrohrböden.- F. Glatte Vierkantrohre.- G. Vierkantrohre für Teilkammerkessel.- H. Berechnung der Wanddicken von Dampfkesselflammrohren unter äußerem Überdruck.- J. Berechnung der Stärke ebener Wände.- a) Ebene Platten.- b) Rechteckige Platten.- c) Rohrplatten.- d) Rohrplatten mit Druckbeanspruchung.- e) Ebene Kesselböden.- K. Die Berechnung der Schrauben und Verschraubungen.- L. Anker und Stehbolzen.- M. Bügel oder Deckenträger für Feuerbüchsendecken.- XVII. Reaktoren.- 1. Bausteine der Materie.- 2. Massendefekt.- 3. Bindungsenergie der Kerne.- 4. Spaltung und Fusion.- 5. Energieentbindung bei Spaltung.- 6. Die Kettenreaktion.- 7. Spaltstoffe.- 8. Spaltstoffverbrauch.- 9. Der Multiplikationsfaktor.- 10. Laständerung der Reaktoren.- 11. Wirkungsquerschnitte.- 12. Neutronenfluß.- 13. Freie Weglänge.- 14. Diffusion.- 15. Diffusionslänge.- 16. Diffusionskonstante.- 17. Energieabnahme beim Bremsvorgang.- 18. Die Abbremsung als Stoßvorgang.- 19. Die Komponenten der 6-Faktoren-Formel.- a) Schnellspaltfaktor.- b) Resonanz-Entgangswahrscheinlichkeit.- Homogener Reaktor.- Heterogener Reaktor.- c) Thermischer Ausnützungsgrad f.- Homogener Reaktor.- Heterogener Reaktor.- d) Ausnützungsfaktor des Spaltstoffes ?.- e) Zusammenfassung.- 20. Die Bremsdichte.- 21. Das Fermialter.- 22. Analogie zwischen Fermialter und Diffusionslänge.- 23. Kritische Größe eines Reaktors auf Grund der Fermialtertheorie.- 24. Näherungsweise Ermittlung der kritischen Größe.- 25. Berücksichtigung des Reflektors.- 26. Zweigruppentheorie.- 27. Bestwertbestimmung.- 28. Wirkungsquerschnitte bei Reaktoren.- 29. Spaltstoffverbrauch und Brüten.- 30. Die Wärmeabfuhr.- 31. Der Leistungsaufwand zur Kühlung.- 32. Vergiftung.- 33. Konstruktion.- a) Gasgekühlte Reaktoren.- b) Druckwasserreaktoren.- c) Siedewasserreaktoren.- d) Reaktoren mit flüssigem Metall und sonstige Typen.- e) Ausblick auf die Zukunft.- Namenverzeichnis.