AT127225B - Dampfkraftanlage mit Zwischenüberhitzung. - Google Patents

Description

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  Dampfkraftanlage mit   Zwischenüberhitzung.   



   Es ist bekannt, dass man den thermischen Wirkungsgrad einer mehrstufigen Kraftanlage dadurch erhöhen kann, dass man den Dampf nach einer gewissen Arbeitsleistung von neuem   überhitzt,   ehe man ihn weitere Arbeit leisten lässt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu diesem Zwecke heisses Wasser zu verwenden oder Flüssigkeiten mit einem höheren Siedepunkt als ihn das Treibmittel besitzt, oder auch Dampf, der entweder Frischdampf oder Entnahmedampf sein kann. Man hat weiter erkannt, dass bis zu bestimmten Temperaturen die Verwendung von kondensierendem Hochdruckdampf von über 80 Atm. Vorteile verspricht. 



   Durch die vorliegende Erfindung wird eine neue Möglichkeit der Zwischenüberhitzung erschlossen, u. zw. dadurch, dass als wärmeabgebendes Mittel Dampf von mindestens kritischem Druck und mindestens kritischer Temperatur dient, der im folgenden   als Grenzdampf"be-   zeichnet ist. 



   Diese Art der Zwischenüberhitzung bringt gegenüber den andern Möglichkeiten eine Reihe von erheblichen Vorteilen mit sich, Verfahren bei denen   zur Zwischenüberhitzung   ein anderes Medium als das eigentliche Arbeitsmedium dient, vermeidet man nach Möglichkeit, da hiedurch unvermeidliche Schwierigkeiten entstehen, die in der Beschaffung des höher siedenden Mittels. in seiner Abdichtung usw. liegen. Frischdampf von geringerem als kritischem Druck und überhitzte Flüssigkeit dagegen ergeben als Mittel zur Zwischenüberhitzung die gleichen Nachteile, die sich bei ihrer Verwendung als Treibmittel ergeben und die durch die Grenzdampferzeugung für Kraftzwecke vermieden werden sollen. Hiezu gehört insbesondere die Gefahr plötzlicher Gleichgewichtsstörungen.

   Bei der   Verwendung   von unterkritischem Frischdampf ist ausserdem der   Wärmeübergangskoeffizient   geringer als bei   Flüssigkeit,   so dass auch aus diesem Grunde eine Verbesserung der Zwischenüberhitzung wünschenswert erscheint. Diese liegt gemäss der Erfindung in der Verwendung von Grenzdampf. Infolge seiner grossen Dichte ergtbt er einen guten Wärmeübergang und ist vor allem nach vorheriger Überhitzung ver-   hältnismässig   stabil, so dass Wasserschläge u. dgl. kaum zu befürchten sind. Der Hauptwert des neuen Verfahrens liegt aber darin, dass man schon mit kondensierendem Dampf allein Überhitzungstemperaturen von theoretisch   3740 C, praktisch   von etwa   3500 C erreichen   kann, was sonst nur durch überhitzten Dampf erreichbar ist. 



   In den Figuren ist eine Reihe von Kraftanlagen schematisch dargestellt, bei denen Grenzdampf als wärmeabgebendes Mittel dient. In der Fig. 1 wird die Kraftmaschine mit den Stufen   1,   2 und 3 aus einer Leitung 4 mit gewöhnlichem Frischdampf, betrieben. Zwischen den Stufen 1. 2 und 2, 3 sind zum Zwecke der   Zwischenüberhitzung   Wärmeaustauschvorrichtungen   5   und 6 angeordnet, denen durch Rohrschlangen 7 und 8 Wärme zugeführt wird. Der Grenzdampf wird erzeugt in einem Rohrsystem 9, das durch einen Brenner 10 beheizt wird. Der Grenzdampf läuft in einem Kreislauf, der gebildet wird aus der Pumpe   11,   dem Rohrsystem 9 und den beiden Rohrschlangen 7 und 8, in denen der Grenzdampf in Gegenstrom zum überhitzten Dampf strömt. Geregelt kann die Anlage z.

   B. werden in Abhängigkeit von den Zustandsschwankungen des Arbeitsdampfes in einer der beiden Wärmeaustauschvorrichtungen, u. zw. kann entweder die Pumpe 11 geregelt werden, wie die Linie 12 angibt, oder ein Drosselventil 13, wie durch die Linie 14 angedeutet. Welche der beiden Reglungsarten 

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 zweckmässig ist, muss. von Fall zu Fall   nach dei1 Betriebsbedingungen   und verwendeten Pumpenart entschieden werden. 



   In Fig. 2, in der für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind, ist eine der Fig. 1 ähnliche Anlage dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass die beiden Wärmeaustauschvorrichtungen 5 und 6 nicht hintereinander, sondern parallel geschaltet sind. Bei dieser Einrichtung ist es möglich, die Zwischenüberhitzung in den Vorrichtungen 5 und 6 getrennt zu regeln, u. zw. dadurch, dass z. B. in die Zuführungsleitungen zu den Rohrschlangen 7 und 8 Drosselventile 15 und 16 eingeschaltet sind, die von den Schwankungen des Arbeitdampfes in den Zwischenerhitzern 5 und 6 gesteuert werden, wie es   die Linien 17   und 18 andeuten. 



   Während bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ein getrennter Kreislauf für das wärmeabgebende Mittel vorgesehen war, wird bei den folgenden Beispielen der der Überhitzung dienende Grenzdampf unmittelbar dem Grenzdampferzeuger entnommen, der gleichzeitig den Arbeitsdampf für die Kraftmaschine liefert. Der Arbeitsdampf wird erzeugt in einem Rohrsystem   20,   das durch einen Brenner 21 beheizt wird und dem das Treibmittel durch eine Pumpe 22 zugeführt wird, die durch eine Vorschaltmaschine 1 angetrieben wird. Der Arbeitsdampf wird zunächst der Vorschaltmaschine zugeführt, die gleichzeitig als Drosselorgan wirkt, und geht von dieser aus zur Hauptkraftmaschine mit den Stufen 2 und   3,   zwischen die ein Zwischenüberhitzer 5 eingeschaltet ist.

   Vom Grenzdampferzeuger 20 zweigt nun eine Leitung 21 ab, die Grenzdampf zu   Überhitzungszwecken   einer Rohrschlange 7 im Zwischen- überhitzer 5 zuführt. Nach Verlassen der Rohrschlange 7 wird der Heizdampf durch eine Pumpe 11 wieder in den Erzeuger 20 zurückgebracht. 



   In Fig.   4   ist eine Kraftanlage schematisch dargestellt, die in ihrem Aufbau dem Beispiel der Fig. 2 entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass der   Zwischenüberhitzungsdampf   wie im Beispiel der Fig. 3 unmittelbar dem Grenzdampferzeuger entnommen wird. 



   Fig. 5 unterscheidet sich von den bisher dargestellten Beispielen dadurch, dass im Zwischenüberhitzungskreis keine gesonderte Pumpe angeordnet ist, dieser Kreis vielmehr an die entsprechende Druckstufe der mehrstufigen Kesselspeisepumpe angeschlossen ist. 



   Auch in den Beispielen nach Fig. 3-5 wird die im Zwischenüberhitzer abzugebende Wärmemenge,   z.   B. durch Änderung des Durchflusses des wärmeabgebenden Mittels, eingeregelt. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampfkraftanlage mit   Zwischenüberhitzung,   dadurch gekennzeichnet, dass als an den Zwischendampf wärmeabgebendes Mittel Grenzdampf (Dampf von mindestens kritischem Druck und kritischer Temperatur) dient.

Claims (1)

1. 2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1 mit Grenzdampferzeuger, dadurch gekennzeichnet. dass der der Zwischenüberhitzung dienende Dampf dem Grenzdampferzeuger entnommen und sein Kondensat nach Wärmeabgabe wieder in den Dampferzeuger eingeführt wird.

   3. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, bei der der eigentliche Arbeitsdampf bei einem Druck unterhalb des kritschen Druckes erzeugt wird, gekennzeichnet durch die Anordnung eines gesonderten Erzeugers für den der Zwischenüberhitzung dienenden Grenzdampf.

   4. Dampfkraftanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit mehreren Überhitzungsstufen, dadurch gekennzeichnet, dass die der Zwischenüberhitzung dienenden Wärmeaustauschvorrichtungen hintereinandergeschaltet sind.

   5. Verfahren zur Regelung der Zwischenüberhitzung in Dampfkraftanlagen nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass die im Zwischenüberhitzungskreislauf umlaufende Dampfmenge durch Drosselung in Abhängigkeit von den Zustandssehwankungen des Arbeitsdampfes in einer der Wärmeaustauschvorrichtungen selbsttätig geregelt wird.

   6. Verfahren zur Regelung der Zwischenüberhitzung in Dampfkraftanlagen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Überhitzungskreislauf umlaufende Heizdampfmenge durch Änderung der Leistung der Umwälzpumpe in Abhängigkeit von den Zustandsschwankungen des Arbeitsdampfes in einer der Wärmeaustauschvorrichtungen selbsttätig geregelt wird.

   7. Dampfkraftanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die der Zwischenüberhitzung dienenden Wärmeaustauschvorrichtungen parallel geschaltet sind.

   8. Verfahren zur Regelung von Anlagen nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss des wärmeabgebenden Mittels in den einzelnen Zwischenüberhitzungsein- richtungen getrennt in Abhängigkeit von den Zustandsschwankungen des Arbeitsdampfes in der betreffenden Wärmeaustauschvorrichtung selbsttätig geregelt wird.