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Pumpeinrichtung für Hochdrackdampferzeuger.
Die Erfindung betrifft Ausführungsformen für den Aufbau, den Betrieb und die Regelung einer Pumpeinrichtung, für die Durchführung des Verfahrens zur Hochdruckdampferzeugung. Gemeinsam allen Ausführungsformen ist. dass die zur Durchführung des Betriebes erforderlichen Pumpen (Dampfumwälzpumpe und Speisepumpe) von derselben Antriebsmaschine aus. entweder direkt oder unter Einschaltung eines Zwischengetriebes angetrieben werden, wobei die Liefermenge der Pumpen durch Änderung der Drehzahl der Antriebsvorrichtung regelbar ist.
In besonderen Fällen kann die Liefermenge der Speisepumpe unabhängig von der Lieferrnenge der Umwälzpumpe veränderbar sein.
Nach Fig. 1 der Zeichnung wird die Kesselspeisepumpe 1 mit der Dampfumwälzpumpe 2 von derselben Antriebsmaschine, z. B. einem Elektromotor 3, angetrieben. Die Pumpenzylinder werden am günstigsten so dimensioniert, dass zu einer Speisepumpe immer eine Umwälzpumpe gehört, so dass also in einer Dampferzeugungsanlage immer ebensoviel Dampfumwälzpumpen als Speisepumpen vorhanden sind. Die Umwälzpumpe und die Speisepumpe sind im vorliegenden Falle beide unter Vermittlung von Getrieben 4 und 5 mit dem Antriebmotor 3 gekuppelt.
Die Liefermengen beider Pumpen werden durch Drehzahländerung der Antriebsmaschine verändert. so dass sie bei der Ausfühmng der Pumpen als Kolbenmaschinen in jedem Falle olme weiteres in dem gewollten Verhältnis zueinander stehen, da das Verhältnis der Drehzahlen der beiden Pumpen in allen Fällen gleich gross ist. Bei der Ausführung der Pumpen als Turbomaschinen kann beispielsweise durch entsprechende Ausbildung der Getriebe die durch die Verschiedenheit der Kennlinien der Turbopumpen für Dampf und für Wasser sich ergebende Verschiebung in dem gewollten Verhältnis der Liefermengen ausgeglichen werden.
Dieser Ausgleich kann auch durch Anordnung einer Umführungsleitung mit Drosselorgan u. dgl. bewirkt werden. insbesondere für Anlagen, bei denen der Antrieb der Speisepumpe und der Umwälzpumpe von der Hauptkraftmaschine aus erfolgt, z. B. bei Lokomotiven.
Die Speisepumpe. die zweckmässigerweise überdimensioniert wird. wird schon aus diesem Grunde mit einer Umlaufvorrichtung versehen, (ie dann auch gleichzeitig zur Regelung der Liefermenge benutzt werden kann.
Selbstverständlich kann auch eine Kombination der Regelung durch Drehzahländerung und durch Umlauf angewendet werden oder es kann z. B. die Lieferung der Speisepumpe durch Änderung des Pumpenhubes erfolgen.
Die Drehzahländerung kann direkt durch Drehzahländerung der Antriebsmaschine oder auch unter Einschaltung eines Getriebevorgeleges od. dgl. bewirkt werden.
In Fig. 2 und 3 ist eine besondere Anordnung der beiden Pumpen zueinander gezeigt.
Beide Pumpen werden hier von einem gemeinsamen Kurbelzapfen 3'aus angetrieben, wobei die beiden Pumpenzylinder 1., 2 in der gleichen Achse einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch wird ein besserer Gleichgang des Aggregats erreicht.
Nach Fig. 2 ist der Zylinder der Speisepumpe 1 mit einer Rücklaufleitung 6'mit Regelorgan 7, der Zylinder der Dampfumwälzpumpe 2 mit einer Umlaufleitung 8 nebst Regelorgan 9
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versehen. I) ie.. Rücklauf- und Regelvorrichtung der Speisepumpe kann beispielsweise ähnlich wie bei den Brennstofipamp'en-der Dieselmaschinen ausgebildet werden.
Nach Fig. 3 erfolgt der Antrieb der Pumpenkolben wieder von demselben Kurbelzapfen aus, jedoch unter Vermittlung eines Rahmens 10. wodurch eine Herabsetzung des Zapfen- druckes erreicht wird.
Um die Anschaffungskosten für die Antriebsmotoren der Pumpen und den Raumbedarf zu vermindern, können die Pumpen unmittelbar von der Hauptkraftmaschine angetrieben werden, wodurch ferner in mehrfacher Hinsicht auch durch die Eigenart des Hochdruckdampf- erzeugers begründete betriebstechnische Vorteile erzielt werden.
Während des Stillstandes der Hauptkraftmaschine ist die Dampferzeugung bei entsprechend verringerter Heizwirkung durch besondere Hilfspumpen aufrecht zu erhalten. Die Hilfspumpen werden dann gesondert angetrieben, z. B. durch eine Dampfmaschine, durch einen Elektro- motor od. dgl. Entsprechend den jeweiligen Betriebsverhältnissen wird man die Hilfspumpen auch während des Betriebes der Hauptkraftmaschine, also ständig mitlaufen lassen oder man wird sie nur bei einer Überlastung der Anlage zur Steigerung der Dampferzeugung mit an- setzen. Zweckmässig benutzt man die Hilfspumpen auch zur Inbetriebsetzung des Hochdruck- dampferzeugers. Der Antrieb der Hilfspumpen ist dann entsprechend dem während des Still- standes der Hochdruckdampferzeugung zur Verfügung stehenden Betriebsmittel zu wählen, also z.
B. durch eine Niederdruckmaschine zu bewirken, wenn Niederdruckkessel ständig in
Betrieb sind oder Niederdruckdampf in einem Dampfspeicher vorhanden ist, oder durch einen
Elektromotor, der aus einem Netz oder einer Akkumulatorenbatterie mit Strom gespeist wird.
Die Hilfspumpen stellen in jedem Falle, ob sie ständig mitlaufen oder nicht. eine Sicherheit für den Betrieb neben den jeweils vorzusehenden Reserven und Sicherheitsvorrichtungen dar.
Die Veränderung der Liefermengen der Hauptpumpe wird durch Drehzahländerung gegenüber der Hauptkraftmaschine bewirkt oder durch eine Rücklaufvorrichtung von der Druck- zur Saugseite der Pumpen oder durch Veränderung der Steuerung der Pumpen oder auf ähnliche Art. Dagegen arbeiten die Hilfspumpen normalerweise ohne Regulierung. Der Betrieb der Anlage gestaltet sich besonders günstig und einfach. wenn die Änderung der Liefer- mengen der Hauptpumpe in Abhängigkeit von dem Dampfverbrauche der Hauptkraftmaschine von der Steuerung dieser Maschine abgeleitet werden kann.
In Fig. 4 bedeutet 11 den Zylinder einer Hochdruckkolbendampfmaschine als Haupt- kraftmaschine, die einen direkt gekuppelten elektrischen Generator dz antreibt. An dem freien
Ende der Kurbelwelle 13 ist eine Stimkurbel angeordnet, von der die Dampfumwälz- pumpe 15 und die Speisepumpe 16 angetrieben werden, wie auch andere etwa zum Betriebe der Hochdruckdampfanlage erforderliche Pumpen, z. B. eine Kühlwasserpumpe zur Kühlung der Kolbenstangenstopfbüchsen, der Messinstrumente usw.
Für die Inbetriebsetzung des Hochdruekdampferzeugers und für die Aufrechterhaltung der Dampferzeugung bei Stillstand der Hauptkraftmaschine ist eine Hilfsumwälzpumpe 17 und eine Hilfsspeisepumpe 18 vorgesehen, die gesondert unter Vermittlung eines Riementriebs 19 od. dgl. von einem gemeinsamen Elektromotor 20 angetrieben werden. Etwa sonst noch erforderliche Hilfspumpen (Hilfskühlwasserpumpe usw.) können auch mit derselben Antriebs- maschine gekuppelt werden. In vielen Fällen wird man an Hilfspumpen lediglich eine Dampf- umwälzpumpe aufzustellen brauchen.
In Fig. 5 und 5 a ist als weiteres Beispiel eine ortsbewegliche Hochdruckdampfanlage
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dem Mittelzylinder 22 untergebracht. Die Steuerung der Hauptdampfzylinder erfolgt mittels Kolbenschieber 27 nach Heusinger. Bei Veränderung der Füllung dieser Dampfzylinder wird gleichzeitig und zwangläufig die Liefermenge der Hauptpumpen von der Steuerung der Dampf- zylinder aus verändert, bei der Dampfumwälzpumpe beispielsweise durch Verstellung eines
Steuerorgans 28 in einer Umlaufleitung 29. Die Steuerungsvorrichtung der Hauptspeisepumpe sowie die Hilfspumpen sind nicht besonders dargestellt.
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