Elektrokessel

Zur Bereitstellung des für die Experimente benötigten Dampfes wird in TOPFLOW ein Zwangsdurchlauf-Elektrokessel verwendet.

Gesamtansicht des ElektrokesselsDer Elektrokessel besitzt 24 parallel geschaltete Edelstahlheizrohre mit einer Länge von ca. 20 m, einem Innendurchmesser von 16 mm und einer Wandstärke von 2 mm. Die Heizrohre wiegen leer ca. 0,5 t und besitzen ein Fluidvolumen von ca. 0,1 m³. Sie werden im direkten Stromdurchgang beheizt. Die Heizleistung des Kessels lässt sich in 9 Stufen zwischen 0,5 und max. 3,9 MW einstellen.

Blick auf die mäanderförmigen Heizrohre des ElektrokesselsDie 24 Rohre sind parallel an je einen Eintritts- und Austrittssammler mit der Nennweite 80 angeschlossen. Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Durchströmung der Heizrohre sind am Eingang der Rohre Drosselscheiben (Bohrung: Ø = 2,3 mm) installiert. Um eine Verschmutzung dieser Drosselscheiben und damit die Verstopfung von Heizrohren zu vermeiden, wurde vor dem Eintrittssammler das Filter 108F mit einer Maschenweite von 2 mm eingebaut.

Der zum Beheizen der Rohre erforderliche Strom wird von einem ölgekühlten 6 kV/80-140 V Dreiphasen-Transformamator mit Stufenschalter geliefert. Dieser Transformator ist über einen separat aufgestellten 20 kV/6 kV Trafo mit dem Netz des FZD verbunden.

Elektrokessel und Schalttrafo bilden eine kompakte Baueinheit mit einer Länge von 4,8 m, einer Breite von 2,3 m und einer Höhe von 3,8 m. Das Gesamtgewicht beträgt ca. 20 t, wovon 15 t auf den Transformator (einschließlich 2,8 m³ Öl) und 5 t auf den Kessel nebst Stahlkonstruktion und Ölwanne entfallen.

Außerdem ist der Elektrokessel mit einem Berührungsschutz aus Aluminiumblech umgeben. Ein über der Dachverkleidung des Elektrokessels befindlicher Abluftkanal führt die Verlustwärme des Kessels an die Umgebung ab.

Der Dampfkessel besitzt eine Reihe von Sicherheitsabschaltungen. Einerseits wird jedes einzelne Heizrohr auf seine Maximaltemperatur mit je zwei elektrisch vom Heizrohr isolierten Thermoelementen überwacht. Andererseits besitzt der Kessel eine Durchfluss- und Differenzdrucküberwachung sowie Absolutdruckmessungen im Ein- und Austrittsammler. Außerdem wird der Schalttransformator entsprechend den sicherheitstechnischen Anforderungen kontrolliert.