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Dampfkesselanlage zur mittelbaren Hochdruckdampferzeugung.
Die Erfindung betrifft eine Dampfkesselanlage zur Erzeugung von Hochdruckdampf durch mittelbare Beheizung des Betriebsdampfkessels mittels eines durch die Heizgase beheizten, in einem geschlossenen Umlaufsystem umlaufenden Wärmeträgers. Bei solchen Dampfkesselanlagen ist es bekannt, die Heizwärme des umlaufenden Wärmeträgers ausser zur Erzeugung des Hochdruckdampfes auch zur Vorwärmung des Speisewassers für den Betriebskessel auszunutzen. Bei den bekannten Dampfkesselanlagen dieser Art (vgl. österr. Patentschrift 104483 und D. R. P. 449864) ist die Anordnung so getroffen, dass der Speisewasservorwärmer, der von dem umlaufenden Wärmeträger beheizt wird, mit dem Betriebskessel in Hintereinanderschaltung angeordnet ist.
Die Vorwärmung des Speisewassers erfolgt also in diesem Falle durch das Kondensat des Wärmeträgerdampfes, nachdem dieser Dampf einen grossen Teil seiner Wärme zur Erzeugung des Betriebsdampfes in den Heizelementen des Betriebskessels abgegeben hat und hiebei kondensiert ist. Bei dieser Hintereinanderschaltung reicht die in dem Kondensat des Wärmeträgers verbleibende Wärme nicht aus, um das Speisewasser für den Betriebsdampfkessel auf die Verdampfungstemperatur vorzuwärmen. Es muss also ein Teil der in dem Heizfrischdampf enthaltenen Wärme mittels der in dem Betriebsdampfkessel liegenden Heizfläche an dieser Stelle dazu aufgewendet werden, das vorgewärmte Speisewasser zunächst auf die Verdampfungstemperatur zu bringen.
Demgegenüber ist gemäss der Erfindung der Speisewasservorwärmer in bezug auf den durch die Heizgase beheizten Wärmeträgerdampferzeuger nicht mit dem Betriebskessel in Hintereinanderschaltung angeordnet, sondern parallel geschaltet, so dass also sowohl die Heizelemente des Betriebsdampfkessels als auch die Heizschlange des Speisewasservorwärmers mit Wärmeträgerfrischdampf beheizt werden.
Durch die Parallelschaltung wird erreicht, dass der im Betriebsdampfkessel angeordnete Teil der Heizfläche dem Betriebskesselwasser lediglich die Verdampfungswärme zuzuführen hat, während die Vorwärmung des Speisewassers bis auf die volle Verdampfungstemperatur durch die im Vorwärmer untergebrachte Heizfläche erfolgt. Hiedurch wird die Reinhaltung der Heizfläche im Betriebsdampfkessel auf der Aussenseite der Heizelemente erheblich begünstigt, indem mit Sicherheit alle Kesselsteinbildner, soweit sie sich erst bei der höheren Erwärmung bis auf die Verdampfungstemperatur infolge der höheren Temperatur des Wärmeträgers ausscheiden, von den Heizelementen des Betriebsdampfkessels ferngehalten werden.
Sie schlagen sich vielmehr als feiner poröser Schlamm in dem Behälter des Vorwärmers nieder. Dasselbe geschieht auch mit den Verunreinigungen, die aus einer ersten Vorwärmung, beispielsweise in einem Rauchgasvorwärmer, als ausgeschiedene, aber noch nicht ausgefällte Teile mitgeführt werden. Dieser Schlamm kann aus dem Vorwärmerbehälter jederzeit leicht abgelassen und seine Heizschlange durch Abblasen wirksam gereinigt werden. Dieses Abblasen kann beispielsweise mit Dampf oder Wasser aus dem Betriebskessel erfolgen.
Ein weiterer Vorteil der Parallelschaltung liegt darin, dass wegen der geringeren für den Betriebsdampfkessel benötigten Heizfläche dessen starkwandiger Kesselbehälter kleiner wird und seine Anschaffungskosten sich wesentlich verringern. Da ferner die Vorwärmung des Speisewassers auf die Verdampfungstemperatur nicht durch ein sich weiterabkühlendes Kondensat erfolgt, sondern durch kondensierenden frischen Heizdampf von höherer und gleichbleibender Temperatur, so wird einmal die mittlere Temperaturdifferenz zwischen Wärmeträger und dem vorzuwärmenden Speisewasser entsprechend
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grösser und damit auch die übergehende Wärmemenge und ausserdem ist auch die Wärmeübergangszahl des kondensierenden Frischdampfes mehrfach grösser als bei dem sich abkühlenden flüssigen Kondensat.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer Dampfkesselanlage mit der Parallelschaltung von Betriebsdampfkessel und Speisewasservorwärmer gemäss der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist 1 die aussenbeheizte Heizschlange zur Verdampfung des Wärmeträgers, dessen Dampf aus einem Zwischenbehälter 2 durch die Leitung 3 in eine Gruppe von Heizelementen 4 geht, die im Wasserraum des Betriebsdampfkessels 5 liegen. Aus diesen Heizelementen fliesst das Kondensat durch eine Leitung 6 in einen Wassersammler 7 zurück.
Gemäss der Erfindung geht ein Teil des frischen Heizdampfes aus der Leitung 3 statt in die Heizelemente 4 in die Heizschlange 8 eines Speisewasservorwärmers 9, um in diesem das Speisewasser für den Betriebsdampfkessel 5 bis auf volle Verdampfungstemperatur vorzuwärmen. Das Kondensat aus der Heizschlange 8 fliesst durch eine Leitung 10 in den Wassersammler 7 zurück. Das Speisewasser wird nach dem gezeichneten Beispiel aus der Speiseleitung 11 zunächst in einen Rauchgasvorwârmer 12 gefördert und aus diesem durch eine Leitung 14 in den Vorwärmer 9, aus dem es, bis zur Verdampfungstemperatur vorgewärmt, durch eine Leitung 15 in den Betriebsdampfkessel 5 gelangt. Bei der Fig. 2 ist die Führung des frischen Heizdampfes die gleiche wie bei Fig. 1.
Ein Unterschied ist nur insofern vorgesehen, als das Kondensat aus der Heizschlange 8, ebenso wie dasjenige aus den Heizelementen 4 in eine gemeinsame Leitung 16 geführt wird, die weiter in den Wassersammler des Heizträgerverdampfers führt. Der entwickelte Betriebsdampf geht in bekannter Weise durch eine Leitung 17 in einen Überhitzer 18 und von diesem durch eine Leitung 19 zur Maschinenanlage. Von der Leitung 17 ist eine Zweigleitung 20 mit Absperrventil 21 nach dem Behälter des Vorwärmers 9 abgezweigt, an den eine weitere Leitung 22 gleichfalls mit Absperrventil 23 angeschlossen ist, so dass man durch die Zweigleitung 20 von Zeit zu Zeit den Vorwärmerbehälter S abblasen und dadurch den angesammelten Schlamm entfernen kann.
Bei grösseren Kesseleinheiten kann statt eines-Vorwärmers eine Mehrzahl solcher vorgesehen sein, ebenso kann statt einer Heizschlange eine Gruppe von Heizelementen im Vorwärmerbehälter eingebaut sein.