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Dampferzeuger.
Bei den heute üblichen Dampferzeugern ist die Schwankung des Kesseldruekes jeweilig von vier Grössen abhängig, nämlich von der zu einer bestimmten Zeit dem Kessel entnommenen Dampfmenge, von der zur selben Zeit von dem Kessel aufgenommenen Wärmemenge und schliesslich von der Temperatur und der Menge des gerade in den Kessel eingespeisten Speisewassers.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Prinzip für die Dampferzeugung anzugeben, wobei der Entnahmedampfdruck in ganz anderer Weise festgelegt wird als bisher.
Verwendet wird dieses Prinzip bei allen indirekt beheizten Kesseln, d. h. bei Kesseln, bei denen zwischen dem eigentlichen Feuerherd und dem eigentlichen Dampferzeuger ein schwer siedendes Zwischenmittel eingeschaltet ist, das die Wärme von den Feuergasen übelnimmt und auf den kleineren Dampferzeuger überträgt, der entweder in dem flüssigen oder siedenden Mittel oder in dem Dampf dieses Mittels eingebettet ist. Die Regelung der Brennstoffzufuhr zum Primärkessel kann in gewöhnlicher Weise, z. B. nach dem Drucke des Zwischenmittels bzw. nach der Temperatur desselben erfolgen, währenddem für die Dampferzeugung im kleineren Kessel mit Vorteil die hier angegebene Anordnung benutzt wird.
Kennzeichnend für diese ist, dass nicht wie bei den üblichen Dampferzeugern der Dampfdruck von den im Anfang genannten Grössen abhängig ist, sondern lediglich durch den Wasserdruck der Kesselspeisepumpe bestimmt wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass für den Sekundärkessel als Speisepumpe eine Zentrifugalpumpe benutzt wird, die bekanntlich dadurch charakterisiert ist. dass zwischen gelieferter Wassermenge und erzieltem Wasserdruck bei konstanter Drehzahl eine für jede Pumpe festliegende Beziehung besteht (s. Fig. 2), wodurch durch die Pumpe immer genau so viel Wasser durchfliesst wie gerade verlangt wird. Diese Eigenschaft der Zentrifugalpumpe wird erfindungi : gemäss zur Festlegung des jeweiligen Dampfentnahmedruckes benutzt, indem das von der Pumpe geförderte Wasser unmittelbar in den Sekundärkessel hineingedrückt und in diesem in Dampf verwandelt wird, wobei das Wasser zu kochen anfängt gerade bei der Sättigungstemperatur, die dem Pumpendruck entspricht.
Die Wärmeaufnahme des Sekundärkessels richtet sich also ganz automatisch nach dem Verbrauch an Dampf. Entnehme ich dem Kessel mehr Dampf, so wird die Wasserförderung der Pumpe zunehmen, infolgedessen der Wasserstand steigen und die wasserbeiührte Heizfläche vergrössert, wodurch automatisch die Dampfentwicklung im selben Masse vergrössert wird.
Der Druck des entnommenen Dampfes ist also lediglich durch den Pumpendruck bestimmt, der sich entsprechend der Charakteristik der Pumpe je nach der jeweiligen Wasser-bzw. Dampflieferung ändern kann. Nehmen wir beispielsweise an, dass die Temperatur des Zwischenmediums 450 sei und dass der Druck der Zentrifugalpumpe etwa 200 Atm. beträgt. In diesem Falle wird Dampf nicht der Temperatur von 4500 entsprechend erzeugt, sondern vielmehr der Sättigungstemperatur entsprechend 200 Atm., d. h. Dampf von etwa 3640 und in dem nicht wasserbelührten Teil des Kessels wird der Dampf etwa bis auf 450 überhitzt.
Wird die Dampfentnahme verkleinert, so erniedrigt sich dadurch der Wasserstand bzw. die wasserberührtr Heizfläche, aber immer noch bleibt der Druck des erzeugten Dampfes durch den Druck der Zentrifugalpumpe bestimmt. Bei gänzlich abgestellter Dampfentnahme bleibt der Kessel mit überhitztemDampf von einem Drucke von etwa 200 Atm., aber einer Temp ?latur von etwa 450 gefüllt.
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Bei dieser Einrichtung ist lediglieh Sorge zu tragen, dass eine so grosse Heizfläche vorhanden ist. dass auch bei der grössten Dampfentnahme die dieser Entnahme entsprechende grösste Wassermenge mit Sicherheit innerhalb des Kessels in Dampf verwandelt werden kann, was gerade bei den bereits bekannten Anordnungen des Anmelders, d. h. bei der Einbettung des kleineren Dampferzeugers in einer Flüssigkeit oder besser in einer siedenden Flüssigkeit oder in dem Dampf einer solchen mit Leichtigkeit erzielt wird, da hiebei die Wälmedurchgangszahl eine ausserordentlich viel höhere ist als bei gewöhnlichen Kesseln und infolgedessen die Kesselheizfläche eine weit kleinere.
Wie bereits erwähnt besteht ein weiteres für die Erfindung kennzeichnendes Merkmal darin, dass der Wasserspiegel im Kessel, so weit von einem freien, ausgeprägten Wasserspiegel überhaupt gesprochen werden kann, bei stärkerer Dampfentnahme automatisch steigt, bei geringerer dagegen automatisch fällt ;
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temperatur eine gewisse zulässige Grenze nicht überschreiten kann, angezeigt, weil sonst der nur mit Dampf gefüllte Teil des Kessels verbrennen würde.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch wiedergegeben. Die Fig. 2 zeigt die Kurve der Charakteristik der bei der Einrichtung nach Fig. 1 Verwendung findenden Zentrifugalpumpe, wobei jedoch gleich hervorgehoben werden soll, dass diese Charakteristik nach Belieben, den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden kann.
Es sei zunächst die Einrichtung nach Fig. 1 erläutert : In der Zentrifugalpumpe A wird das aus dem Behälter B angesaugte Wasser auf den gewünschten Dampfdruck gebracht und mit diesem Druck dem Dampferzeuger C zugeführt. Der Dampferzeuger besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Rohrschlange, die in einem Behälter F gelagert ist, in dem entweder eine Flüssigkeit oder eine siedende Flüssigkeit oder Dampf einer solchen vorhanden ist. Beispielsweise soll hervorgehoben werden, dass dieser Dampf nicht nur durch direkte Beheizung des Behälters oder durch die Verbindung des Behälters
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in Dampf übergeführt und als solcher durch die Leitung D entnommen und den Verbrauchern, in vorliegendem Falle der Dampfmaschine E zugeführt.
Wie bereits erwähnt zeigt die Fig. 2 die Charakteristik der Pumpe A, u. zw. bei konstanter Drehzahl derselben. Der von der Pumpe ausgeübte Druck ist als Funktion der Wassermenge, oder was in diesem Falle dasselbe bedeutet, als Funktion der Dampfmenge aufgetragen.
Die Figur lässt erkennen, dass sich, wenn keine Dampfentnahme stattfindet, ein gewisser Druck p einstellt, der sich der Charakteristik der Pumpe entsprechend mit der Dampfentnahme ändert.
Gleichgewichtszustand vorausgesetzt, entspricht der Pumpendruck von Druekverlusten in den Leitungen zunächst abgesehen genau dem gewünschten Entnahmedruck.
Wird beispielsweise dem Kessel eine Dampfmenge entnommen, die der von der Pumpe gelieferten Wassermenge Qi entspricht (Fig. 2), so ist der Dampfdruck abgesehen von Leitungsverlusten gleich .
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beispielsweise bis auf die Linie < /- < /. Der Wasserstand im Kessel und mit ihm die wasserberührte Heizfläche verändert sich also je nach der Kesselbeiastung, was eben eine indirekte Feuerung des Kessels, wie bereits angegeben, notwendig erscheinen lässt.
Selbstverständlich kann die Pumpe A das Speisewasser auch einem Ekonomiser entnehmen.
Man würde vorerst vermuten, dass man durch Steigerung der Temperatur des Zwischenmittels bzw. dessen Dampfes die Dampfentwieklung des kleineren Kessels steigern könnte. Dies ist jedoch nicht der Fall. WÜrde man durch irgend eine Anordnung die Temperatur des Zwischenmittels von beispielsweise 450 auf 500 erhöhen, so würde dies nur zur Folge haben, dass der Wasserstand des kleineren Kessels dementsprechend sinken würde bzw.
dass die wasserberührte Heizfläche kleiner werden und die Überhitzung des Dampfes etwas steigen würde. Die Dampfentwicklung und der Druck des Dampfes bleiben jedoch nach wie vor nur abhängig von der Pl1mpen1ieferung, die durch diese Temperaturerhöhung ja nicht beeinflusst wird. Wird aber aus dem kleinen Kessel mehr Dampf entnommen, so steigt automatisch die
Wasserlieferung im selben Masse, also auch die Wärmeentnahme aus dem Primärkessel, weshalb diesem selbstverständlich in irgend einer Weise mehr Wärme beispielsweise durch die Feuergase zugeführt werden muss.
Diese Zuführung von Brennstoff hat je nach der Speicherfähigkeit des Primärkessels früher oder später zu erfolgen. Bei den vom Anmelder angegebenen Anordnungen ist gewöhnlich ein so grosses Speichervermögen vorhanden, dass recht grosse Schwankungen im Sekundär dampf erfolgen können, ohne dass die primäre Feuerung geregelt werden muss.
Bei den vorstehenden Ausführungen sind eventuell Druckverluste zunächst unberücksichtigt
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Dampfes zur Deckung der Druckverluste in den Zuleitungen zu den Maschinen bei steigendem Dampfbedarf sogar zunimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampferzeuger mit indirekter Beheizung, bei denen eine Dampf erzeugende Rohrschlange in einem Wärmeübertragungsmittel eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Dampferzeuger durch eine Zentrifugalpumpe gespeist wird, welche das Speisewasser unmittelbar in die Rohrschlangen hineindrückt, so dass entsprechend der Charakteristik der Pumpe bei annähernd konstanter Tourenzahl
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