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Einrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsinhaltes des geschlossenen Heizmittel- umlaufsystems eines mittelbar beheizten Hochdruckdampferzeugers.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruckdampferzeuger, in dessen Hochdruckkesseltrommel Dampf durch mittelbare Beheizung durch ein in einem geschlossenen Rohrsystem umlaufendes Heizmittel erzeugt wird. Das Heizmittel, z. B. destilliertes Wasser, wird in dem wärmeaufnehmenden Teil des Rohrumlaufsystems verdampft. Dieser Heizdampf strömt in die in der Kesseltrommel liegenden Heizkörper, wo er die Verdampfungswärme an den Inhalt der Trommel abgibt und kondensiert. Das Kondensat fliesst in den wärmeaufnehmenden Teil des Umlaufsystems zurück, das Heizmittel führt also einen gesehlossenen Kreislauf aus. Es hat sieh nun gezeigt, dass im Laufe der Zeit Heizflüssigkeit durch undichte Anschlussstellen verlorengeht und dass nach einer gewissen Verminderung des Flüssigkeitsinhaltes des Umlaufsystems eine unerwünschte Überhitzung des Heizmittels eintritt.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsinhaltes des Umlaufsystems, die es ermöglicht, rechtzeitig den Flüssigkeitsinhalt zu ergänzen und damit nachteiligen Folgeerscheinungen der Überhitzung vorzubeugen, die beispielsweise im letzten Teil des Verdampfers der Heizflüssigkeit Anlass zu einer Beschädigung der Verdampfungsrohre bieten kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Eintreten der Überhitzung des Heizdampfes ein Zeichen dafür ist, dass ein unzulässiger Verlust an Heizflüssigkeit eingetreten ist, und dass somit die Überwachung der Temperatur des Heizdampfes am Ende des Verdampfers ein geeignetes Mittel bietet, um auf die Notwendigkeit des Auffüllen des Umlaufsystems hinzuweisen.
Demgemäss sieht die Erfindung vor, dass die Temperatur des den Heizkörpern in der Hochdruckdampftrommel als Dampf zuströmenden Heizmittels durch eine zwischen Verdampfer und Heizkörper in das Umlaufsystem eingeschaltete Temperatur-
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inhalt durch Nachfüllen ergänzen zu können. Das Nachfüllen kann von Hand oder auch selbsttätig erfolgen. Ist das Nachfüllen von Hand vorgesehen, indem z. B. eine Speisepumpe angestellt wird, so ist
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anzeigevorrichtung (z. B. ein Thermostat) auf ein Ventil ein, das in einer Verbindungsleitung zwischen dem Umlaufsystem und einem an sieh bekannten, Nachfüllflüssigkeit enthaItendenBehälter angeordnet ist.
Die Erfindung ist in einigen Ausführungsformen beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen die Einrichtung bei ortsfesten mittelbar beheizten Dampferzeugern in zwei verschiedenen Ausführungsformen, während Fig. 3 die Einrichtung bei einer Lokomotive mit mittelbar beheizter Hochdruckfeuerbüchse zeigt, u. zw. Fig. 3 im Querschnitt und Fig. 4 in Seitenansicht in etwas abgeänderter Ausführung. si
In Fig. 1 umschliesst das Mauerwerk 1 des Dampferzeugers, der einen Rost 2 aufweist, zwei Heizgaszüge 3 und 4, zwischen denen ein Leerzug 5 angeordnet ist. Eine Klappe 6 in diesem Leerzug und ein Sehieber 7 regeln den Durchzug der Gase durch den Heizgaszug 4 oder den Leerzug J. Im ersten Zug liegen Verdampferschlangen 8, die an ausserhalb des Mauerwerks 1 liegende Wasserabscheider 9 angeschlossen sind.
Von diesen führen Leitungen 10 zu Heizelementen 11, die das Wasser einer Hochdruck- dampferzeugungstrommel mittelbar beheizen. Das Kondensat des Heizdampfes fliesst aus den Heizelementen 11 durch Leitung 13 zu Schlagen 14, die im Heizzug 4 liegen und in denen das Kondensat
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leitungen 17 zwischen Wasserabseheidern 9 und Sammlern 16 führen das in den Behältern 9 abgeschiedene Wasser den Sammlern 16 zu und damit wieder in den Kreislauf zurück.
Jede Verdampferschlange 8, ein Wasserabscheider 9, eine Leitung 10, ein Heizelement l ?, eine Leitung 13, eine Vorwärmerschlange ; M, eine Verbindungsleitung 15 und ein Sammler 16 bilden also einen geschlossenen Kreislauf, in dem das hochgespannte Mittel, das als Wärmeträger zur mittelbaren Beheizung dient, im vorliegenden Fall also Wasserdampf bzw. Wasser, umläuft. Durch mehrfache Nebeneinanderanordnung der erwähnten Teile
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Leitung 27 zur Verwendungsstelle.
- Ein Manometer 18 kann wieder im Wasserabscheider 9 vorgesehen sein. Ferner ist mit diesem Wasserabscheider 9 ein Destillatbehälter 28 durch absperrbare Leitungen 29 und 30 verbunden. Ein Ventil 31'in der Leitung 30 steht unter dem Einfluss eines ebenfalls im Wasserabscheider 9 vorgesehenen Thermostaten oder-elements. 32. Sobald infolge Erreichung oder Überschreitung der zulässigen Temperatur des Heizdampfes im Wasserabscheider 9 durch den Thermostat das Ventil 31 ! geöffnet wird, strömt vom Destillatbehälter 28 genügend Wasser selbsttätig in den Wasserabscheider 9 und damit in den Kreislauf des Wärmeträgers.
Auf diese Weise wird die Temperatur auf das zulässige Mass zurückgeführt und es werden Schäden vermieden, die durch zu hohe Temperatur des Wärmeträgers auftreten könnten.
Auch bei dieser Ausführungsform können, ebenso wie bei Fig. 1, mehrere selbständige Kreisläufe für den Wärmeträger vorgesehen sein. In diesem Falle ist es zweckmässig, jeden einzelnen Kreislauf mit einer besonderen Temperaturmessvorrichtung zu versehen. Ausserdem kann für jeden Kreislauf eine Druckmessvorrichtung vorgesehen sein. Der Destillatbehälter 28 könnte gemeinsam für sämtliche Einzelumlaufelemente vorhanden sein. Es müssten dann nur getrennte Leitungen 29 und 30 und besondere Thermostaten oder-elemente für jeden einzelnen Umlaufkreis vorgesehen sein.
Die in Fig. 3 im Querschnitt dargestellte mittelbar beheizte Feuerbüchse einer Lokomotive enthält Wasserrohre 33, die unten in Wasserkammern 34 und oben in Zwischentrommeln 35 befestigt sind. Von den Trommeln 35 führen Leitungen 36 zu Heizelementen 37, die in dem Dampferzeugungsbehälter 38 liegen, und das Wasser dieses Behälters mittelbar beheizen. Das Kondensat des umlaufenden Wärmeträgers wird durch Fallrohre 39 wieder den Wasserkammern 34 zugeführt. Bei der Ausführungsform nach Fig, 3 ist ein Temperaturmesser oder Thermoelement 40 mit Anzeigevorrichtung 41 in dem obern Teil eines der Wasserrohre 33 angeordnet, die unterhalb der Trommel 38 von einer Seite der Feuerbüchse zu der auf der andern Seite liegenden Trommel 35 führen.
Hier wird also die Temperatur des umlaufenden Wärmeträgers bereits vor seinem Eintritt in die Zwischentrommeln 35, die hier denselben Zweck erfüllen wie die Wasserabscheider 9 bei den ortsfesten Anlagen, ausgemessen.
In Fig. 4 ist angenommen, dass fünf Einzelkreisläufe des umlaufenden Wärmeträgers vorhanden sind, so dass also die Trommeln 35 auf jeder Seite in fünf Teile und ebenso die Sammelkammer34 in fünf Teile und die zugehörigen Wasserrohre in ebenso viele Gruppen unterteilt sind. Hier ist es erforderlich, die Temperatur des Heizdampfes in jedem einzelnen Kreislauf zu überwachen. Aus diesem Grunde sind fünf Anschlüssen 42a, 42b, 42c, 42à und 42e für die Thermoelemente vorgesehen, die in diesem Fall die Temperatur des Heizdampfes innerhalb der Trommeln 35 messen. Diese Anschlüsse sind über Schalter 4 ; ; und ein Zwischenstück 44 an eine gemeinsame Anzeigevorrichtung 45 angeschlossen.
Mit dieser Anzeigevorrichtung kann man also durch Schliessen eines der Schalter 43 die Temperatur in jedem einzelnen Umlaufsystem des Wärmeträgers feststellen. Auch hier können für jedes Umlaufsystem (nicht gezeigte) Manometer angeordnet werden.