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Dampferzeuger.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger, bei dem das Arbeitsmittel die die Ileizfläche bildenden Rohre von der Speisepumpe an bis zur Entnahmestelle des Verbrauchsdampfes einmalig durchströmt. Dampferzeuger dieser Art lassen sich nur dann dauernd störungsfrei im Betriebe halten, wenn man sie entweder mit besonders sorgfältig aufbereitetem Wasser speist oder wenn es gelingt, (die mit einem unreinen Wasser in den Dampferzeuger hinein gelangenden Verunreinigungen unsehädlich zu machen, indem man sie durch Abschlammen des Dampferzeugers während des Betriebes entfernt.
Bei einem Dampferzeuger wie dem vorliegenden, bei dem das Arbeitsmittel dauernd in Fluss ist und bei dem es vor allem nur einmalig die aus Rohren bestehenden Heizflächen durchströmt, stösst naturgemäss das Entschlammen auf ganz besondere Schwierigkeiten.
Diese Schwierigkeiten bestehen nicht bei Dampferzeugern, bei denen das Arbeitsmittel, bevor es seiner ganzen Menge nach in Dampfform übergegangen ist, mehrmals durch die Rohrheizfläche hindurchgepresst wird, bei denen es also zwangsweise umgewälzt wird, d. h. einen Kreislauf beschreibt. Bei Dampferzeugern mit einem solchen Zwangsumlauf hat man denn auch schon in den Kreislauf eine Schlammabscheidevorrichtung eingeschaltet.
Bevor man sich nun über die Möglichkeit der Entschlammung eines Zwangsdurehlaufdampferzeugers, d. h. eines Dampferzeugers, bei dem das Arbeitsmittel nur einmalig die Heizfläche durchströmt, klar werden kann, muss man sieh zuerst mit der Eigenart des Betriebes eines solchen Dampferzeugers näher vertraut machen.
Die Vorgänge, die sich im Betriebe bei einem solchen Dampferzeuger abspielen, sind etwa folgende : Das in die Röhre eintretende Arbeitsmittel wird auf seinem Wege durch die Rohre zunächst so weit erhitzt, bis es die dem herrschenden Druck entsprechende Sattdampftemperatur angenommen hat. Von diesem Punkt ab beginnt die Verdampfung, u. zw. bildet sich, während das Arbeitsmittel weiter strömt, ständig fortschreitend so viel Dampf, wie den Rohren fortlaufend Verdampfungswärme zugeführt wird.
Es entsteht damit ein Dampfwassergemisch, das um so reicher an Dampf ist, je weiter man sich von dem Punkt des Verdampfungsbeginns im Strömungssinn entfernt. Da der entstandene Dampf nur in geringem Masse selbst Verunreinigungen enthält, reichert sich damit die verbleibende Flüssigkeitsmenge in steigendem Masse mit Verunreinigungen an. Würde man nun die Verdampfung so weit treiben, dass die gesamte Flüssigkeitsmenge schliesslich in den dampfförmigen Zustand übergeht, so würden sich im letzten Teil der Verdampfungsheizfläche die Verunreinigungen in steigendem Masse an den RO} lrwaJ1dungen ablagern. Diese Ablagerungen können die Ursache von Betriebsstörungen sein, da sie den Wärmedurchgang mehr oder weniger stark verschlechtern.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis dieser Zusammenhänge aus. Sie besteht darin, dass an derjenigen Stelle der Heizfläche, an welcher neben dem erzeugten Dampf Flüssigkeit mit einem bestimmten Gehalt an Verunreinigungen vorhanden ist, eine Vorrichtung, vorzugsweise ein Sammler, zum ständigen Trennen des Dampfes von dem aus dem Dampferzeuger abzuführenden Schlammwasser eingeschaltet ist. Den Gehalt an Verunreinigungen kann man jederzeit ohne weiteres so einregeln, dass die Konzentration des Arbeitsmittels an der Abschlammstelle unterhalb eines gefahrbringenden Wertes bleibt.
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Auf diese Weise gelingt es einwandfrei, bei einem Dampferzeuger mit einmaligem Durchfluss des Arbeitsmittels, ohne dass ein besonders sorgfältig aufbereitetes Speisewasser Verwendung finden müsste, allein durch die Entsehlammung einen störungsfreien Dauerbetrieb sicherzustellen.
Um den Wärmeinhalt der dem Dampf entzogenen Flüssigkeit nutzbringend zu verwerten, wird weiterhin erfindungsgemäss vorgeschlagen, die in dem Sammelbehälter anfallende, Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit einem unter geringerem Druck stehenden Ausdampfgefäss zuzuleiten, aus dem der frei werdende Schwadendampf einem Niederdruckverbrauehernetz zugeftihrt wird, während der in dem Ausdampfgefäss nach dem Ausdampfen verbleibende, der Strömung entzogene Flüssigkeitsrest einem Wärmeaustauscher zur Vorwärmung des zu speisenden Arbeitsmittels zugeführt wird. Die Ableitung der Flüssigkeit aus dem Schlammsammelbehälter kann hiebei entweder periodisch oder kontinuierlich geschehen. Das gleiche gilt für die Ableitung der Flüssigkeit aus dem Ausdampfgefäss.
Beispielsweise könnte man von Wasserstandsreglern gesteuerte Ablassventile vorsehen.
Kesselschlammwasser nutzbar zu verwenden, indem man es verdampfen lässt und den durch das Ausdampfen gewonnenen Niederdruckdampf zu irgendwelchen Zwecken wirtschaftlich verwertet, ist an sich bekannt. Bei einer bekannt gewordenen Ausdampfeinrichtung geschieht das Ausdampfen in mehr. eren Druckstufen. Dabei wird der entsprechende Schwadendampf als Niederdruekbetriebsdampf verwendet oder auch zur Vorwärmung von Kesselspeisewasser herangezogen.
Im vorliegenden Falle kommt einer solchen, an sich bekannten Ausnutzung des Wärmeinhalts des Schlammwasser in Verbindung mit-dem neuen Abschlammverfahren für einen Dampferzeuger D t einmaligem Zwangsdurchlauf insofern-noch eine besondere Bedeutung zip, als dieses Verfahren, bei
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schaftlich durchgeführt werden kann.
Eine andere Art, die aus dem Dampf abgesehiedene ; Flüssigkeit nutzbringend zu verwerten, besteht erfindungsgemäss darin, dass man daraus nicht, wie angegeben, Niederdruekdampf, sondern Hoch- druckdampf erzeugt. Das lässt sich erreichen, wenn man in dem Dampferzeuger eine zusätzliche Heiz- fläche anordnet, durch die die in dem Sehlammsammler enthaltene FlÜssigkeit zum Verdampfen gebracht wird. Die Heizfläche kann entweder so angeordnet sein, dass die Flüssigkeit des Schlammsammlers infolge des Auftriebes durch die Erwärmung durch den Sammelbehälter und die Heizfläche zirkuliert, oder man kann eine Umwälzeinrichtung einschalten, die zwangsläufig den Umlauf der Flüssigkeit herbeiführt.
Auch hier besteht die Möglichkeit, so viel Wasser der Trommel zu entnehmen, dass eine gewisse Konzentration in der Trommel eingehalten wird.
Es wurde einleitend ausgeführt, dass man an dem Teil der Heizfläche, in dem die Verdampfung des Arbeitsmittels vor sich geht, mit einer teilweisen Ablagerung der Verunreinigungen an den Rohrwandungen rechnen muss und dass diese Ablagerungen imstande sind, den störungsfreien-Betrieb des Dampferzeugers zu gefährden. Die Ausscheidung des Schlammes in der oben angegebenen Weise würde wohl den Teil der Heizfläche vor Schlammablagerungen und Rohrverbrennungen schützen, der hinter der Entschlammungstrommel liegt, aber nicht den vorgeschalteten Teil. Um die Betriebssicherheit des
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heizfläche der Einwirkung der strahlenden Wärme des ersten Zuges zu entziehen.
Dies kann entweder geschehen, indem man diesen Teil der Heizfläche in einen Zug verlegt, in dem die Übertragung der Wärme an die Heizfläche durch Berührung erfolgt, oder indem man, wenn man diesen Teil der Heizfläche in dem Strahlungs-oder Brennraum belässt, abschirmende Platten davor einsetzt. Diese Massnahme wird man vorteilhaft auch auf die zusätzliche Heizfläche für die Sehlammsammeltrommel anwenden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1-4 dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Anordnung, bei der die in dem Schlammsammler aufgefangene Flüssigkeit einem unter geringerem Druck stehenden Ausdampfgefäss zugeleitet wird, aus dem der frei werdenden Schwadendampf einem Niederdruckverbrauchernetz, der verbleibende Flüssigkeitsrest einem Wärmeaustauscher zur Vorwärmung des zu speisenden Arbeitsmittels zugeführt wird. Fig. 2 zeigt den entsprechenden Aufbau eines Dampferzeugers, Fig. 3 zeigt in einem Schaltbild eine Anordnung, die gestattet, aus der in dem Schlammsammelgefäss aufgefangenen Flüssigkeit Hochdruckdampf zu erzeugen. Fig. 4 zeigt wiederum den Aufbau eines entsprechend ausgeführten Dampferzeugers.
In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wie zu erkennen ist, besteht die Heizfläche des Dampferzeugers nur aus Rohren. Das Arbeitsmittel wird mit Hilfe einer Pumpe 1 zunächst durch den in der Brennkammer 2 liegenden Heizflächenteil 3 hindurchgepresst, nimmt. von dort weiterhin seinen Weg durch die Heizfläche 4, durch die Schlammsammeltrommel 5 und gelangt schliesslich durch den Überhitzer 6 in die Hochdruckdampfleitung. Der Heizflächenteil 3 soll dabei erfindungsgemäss so bemessen sein, dass das Arbeitsmittel in ihm nicht zur Verdampfung kommt, während der Heizflächenteil 4 so bemessen sein soll,
dass sich in ihm ein Dampf-WasserGemisch mit einem bestimmten
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Dampf-Wasser Gemisch wird in der Trommel 5 die Flüssigkeit ausgeschieden. Die an dieser Stelle sieh ansammelnde Flüssigkeit wird entweder dem Ausdampfgefäss 7 zugeführt, in dem sieh in Form von
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Schwadendampf Niederdruckdampf bildet, oder sie wird teilweise, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, durch eine zusätzliche Heizfläche 8 zum Verdampfen gebracht. In gleicher Weise, wie es in Fig. 1 angedeutet ist, kann auch bei der Anordnung nach Fig. 3 die nicht verdampfte schlammhaltige Flüssigkeit in einem Vorwärmer 9 zum Vorwärmen des zu speisenden Arbeitsmittels Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampferzeuger, bei dem das Arbeitsmittel die die Heizfläche bildenden Rohre von der Speisepumpe an bis zur Entnahmestelle des Verbrauchsdampfes einmalig durchströmt, dadurch gekenn-
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mit einem bestimmten Gehalt an Verunreinigungen vorhanden ist, eine Vorrichtung, vorzugsweise ein Sammler, zum ständigen Trennen des Dampfes von dem aus dem Kessel abzuführenden Schlammwasser eingeschaltet ist.