AT160747B

AT160747B - Dampferzeuger.

Info

Publication number: AT160747B
Authority: AT
Original assignee: Wiener Lokomotivfabrik Ag
Publication date: 1942-01-10

Description

Dampferzeuger.

Die Erfindung bezieht sich auf Dampferzeuger, bei denen der Dampf auf indirektem Wege durch
Zwischenschaltung eines Kreislaufes von verdampfendem Wasser und kondensierendem Dampf zwischen die Feuerung und den eigentlichen Dampferzeuger erzeugt wird. Dabei wird in an sich bekannter Weise in einem Primärdampferzeuger Dampf von höherem Druck als den des Lieferdampfes erzeugt und Wärmeaustauschflächen zugeführt, in welchen der Primärdampf kondensiert wird und dabei seine Verdampfungswärme auf den Wasserinhalt des eigentlichen Dampferzeugers überträgt. Das in den Wärmeaustauschflächen anfallende Kondensat wird darauf selbsttätig oder zwangläufig dem Primärdampferzeuger wieder zugeführt.

Nach der Erfindung werden solche Dampferzeuger derart ausgebildet, dass im Primärkreislauf hinter der wärmeaustauschenden Heizfläche, in welcher der Primärdampf kondensiert, ein Ausgleichsbehälter mit Wasser-und Dampfraum angeordnet wird, aus welchem zwangläufig mittels einer Umlaufpumpe das Kondensat angesaugt und in den Primärdampferzeuger zurückbefördert wird. Mit besonderem Vorteil wird in der Saugleitung zwischen dem Ausgleiehsbehälter und der Umlaufpumpe ein Wärmeaustauscher angeordnet, in welchem in an sich bekannter Weise Flüssigkeitswärme des Primärkreislaufes auf Speisewasser des Dampferzeugers übertragen und damit eine Vorwärmung dieses Speisewassers erreicht wird.

Dampferzeuger nach der Erfindung haben gegenüber den bekannten Anlagen der gleichen Art den Vorteil wesentlich erhöhter Betriebssicherheit, da durch die Anordnung des Ausgleichsbehälters die Wärmeaustausehfläehen jederzeit voll wirksam sind. ein Versagen des Umlaufes durch Ausbleiben der Wasserzufuhr auf der Saugseite der Umlaufpumpe ausgeschlossen ist und Wasserverluste des Primär- kreislaufes (beispielsweise durch undichte Stopfbüchsen, Sicherheitsventile usw. ) durch lange Zeit aus dem Vorrat des Ausgleichsbehälters selbsttätig gedeckt werden. Besonders grosse Vorteile ergibt die Kombination des Ausgleichsbehälters nach der Erfindung mit einem als Zwangsdurchlaufkessel ausgebildeten Primärdampferzeuger.

Durch die Anordnung des Ausgleichsbehälters wird in diesem Falle überhaupt erst ein sicherer Betrieb des Dampferzeugers möglich, weiters kann dabei erfindungsgemäss ein sehr günstiges Betriebsverfahren Anwendung finden, welches darin besteht, dass die Umlaufpumpe mit gleichbleibender Fördermenge, d. h. ohne jede Regelung derselben betrieben wird. Die konstante Fördermenge wird erfindungsgemäss so eingestellt, dass bei der Kesselhöchstlast imPrimärdampferzeuger gesättigter oder überhitzter Dampf erzeugt wird, während bei niedrigeren Kesselbelastungen der Dampf des Primärkreislaufes mehr oder weniger nass den Wärmeaustauschflächen zugeführt wird.

Der zwanglätifige Primärkreislauf in Verbindung mit der Anordnung des Ausgleiehsbehälters ermöglicht es, auch. die Überhitzung des Lieferdampfes indirekt durchzuführen, indem vom Primärdampferzeuger entsprechend hoch überhitzter Dampf erzeugt wird und dessen Wärme in Wärmeaustauschflächen auf den Lieferdampf übertragen wird. Erfindungsgemäss kann auch der bereits in einer Vorschaltturbine oder einer Hoehdruckstufe ausgenutzte Lieferdampf durch Dampf des Primärkreislaufes in Wärmeaust auschflächen zwischenüberhitzt werden.

Der Rauminhalt des Ausgleichsbehälters wird erfindungsgemäss annähernd gleich oder grösser bemessen, als der Rauminhalt des gesamten übrigen Primärsystems, falls der Primärdampferzeuger als Zwangsdurehlaufkessel ohne : eine Trommel mit Wasser-und Dampfraum ausgebildet ist. Bei Primär- dampferzeugern üblicher Bauart mit Kesseltrommeln ist der Rauminhalt des Ausgleichsbehälters gleich oder grösser als der Rauminhalt der Wärmeaustauschflächen zu bemessen.

In den Figuren sind verschiedene Ausführungsarten von Dampferzeugern nach dem Erfindungsgedanken schematisch dargestellt.

In Fig. 1 ist beispielsweise die Ausführung eines Dampferzeugers für Überhitzungen des Liefer-
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und es bezeichnet 1 die Vorwärmerheizfläche, 2 die Strahlungs- und Verdampferheizfläche und 3 die Überhitzerheizfläche des Primärssystems, dem das Speisewasser mittels der Speisepumpe 4 zugeführt wird. Durch die Leitung gelangt der Heissdampf, zwangläufig bewegt, zur Überhitzeraustausch- fläche 6, wo er s. eine Überhitzungswärme an den Lieferdampf abgibt. In der Verdampferaustauschfläche 7, die in der dargestellten Ausführung in der Verdampfertrommel 10 angeordnet ist, gibt der Dampf des Primärsystems seine Verdampfungswärme durch Kondensation an den Verdampferinhalt ab.

Das Kondensat gelangt in den Ausgleichsbehälter 8, aus dem die Speisepumpe 4 wieder das Speisewasser entnimmt, wobei demselben noch in der Vorwärmeraustauschfläche 9 ein entsprechender Teil seiner Flüssigkeitswärme entzogen wird.

Der eigentliche Dampferzeuger besteht aus der Verdampfertrommel ss, in welcher das mittels der zugehörigen Speisepumpe 11 durch die Vorwärmeraustausehfläche 9 zugeführte Speisewasser mittels der Verdampferaustauschfläche 7 verdampft wird. Der Dampf wird durch die Leitung 12 entnommen, in der Überhitzeraustauschfläche 6 überhitzt und mittels der Leitung 13 zur Verbrauchs-
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Um die Figur anschaulicher zu machen, sind in der Fig. 1 beispielsweise Drücke und Temperaturen für das Primär- und Verdampfersystem angegeben, u. zw. für einen Dampferzeuger von 40 Atm. und 40zoo. Der zugehörige Druck im Primärsystem ist bekanntlich von der Wirksamkeit der Heizfläche 7 sowie der Kesselbelastung abhängig und wurde in diesem Beispiel mit 60 Atm. an- genommen.

In Fig. 2 ist als Ausführungsbeispiel ein Dampferzeuger mit zusätzlicher feuerbeheizter Überhitzerheizfläche und Zwischeiiüberhitzung durch den Primärkreislauf dargestellt, welche Ausführung- art beispielsweise für Höchstdruckkessel in Frage kommt. Der Primärdampferzeuger ist ebenfalls als Zwangsdurchlaufkessel ausgeführt und gelten die entsprechenden Bezeichnungen der Fig. 1. Der
Lieferdampf des Verdampfers 10 wird nach Überhitzung im Überhitzeraustauscher 6 noch im feuer- beheizten Überhitzer 14 weiter überhitzt und dann mittels der Leitung 15 der Vorschaltturbine 16 oder dem Hochdruckteil einer Turbine zugeführt. Zur Zwisehenüberhitzung dient der vom Primär- system beheizte Zwischenüberhitzer 17, dem der Dampf durch die Leitung 18 zufliesst.

Den weiteren Verbrauchern (Hauptturbine oder Mitteldruckteil usw. ) wird der zwischenüberhitzte Dampf durch die Leitung 19 zugeführt.

In Fig. 3 ist eine regeltechnisch besonders einfache Ausführungsform des Erfindungsgedankens dargestellt. Die feuerbeheizten Heizflächen des als Zwangsdurchlaufkessel ausgebildeten Primärsystems erzeugen in diesem Falle nicht Heissdampf, sondern Nassdampf, der seine Verdampfungs-und einen
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Durch diese Ausführung des Dampferzeugers kann jede Regelung der Speisepumpe 4 des Primärsystems entfallen und es wird vorteilhaft die Förderung derselben auf den der höchsten vorkommenden Belastung des Dampferzeugers entsprechenden Wert einmalig eingestellt. Bei niedrigerer Kessellast gelangt dann der Dampf des Primärsystems mehr oder weniger nass zu den Wärmeaustauschflächen. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für Kessel ohne übermässige Belastungsschwankungen.

In Fig. 4 ist eine Ausführung eines Dampferzeugers nach dem Erfindungsgedanken dargestellt, bei dem der Primärdampferzeuger beispielsweise als Steilrohrkessel ausgebildet ist.

Es bedeutet wie in Fig. 1 bis 3 1 den Vorwärmer, 2 die verdampfende Heizfläche (Steilrohr-
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Bezüglich der Speisepumpe 4 ist zu bemerken, dass die Regelung derselben in diesem Falle nach dem Wasserstand in der Obertrommel des Steilrohrkessels erfolgt.

Es sind noch verschiedene Ausführungen des Erfindungsgedankens möglich, so kann z. B. die der Verschmutzung besonders ausgesetzte Vorwärmeraustauschfliiche doppelt ausgeführt werden, wobei durch Umschalten während des Betriebes eine Reinigung derselben möglich ist.

PATENT-ANSPRÜCHE :. l. Mittelbar beheizter Dampferzeuger mit einem geschlossenen, zwangläufigen Kreislauf von verdampfendem Wasser und kondensierendem Dampf als Wärmeträger, dadurch gekennzeichnet, dass im Primärkreislauf hinter der wärmeabgebenden Wärmeaustauschfläche (7), in welcher der Primärdampf kondensiert, ein Ausgleichsbehälter (8) mit Wasser-und Dampfraum angeordnet ist.

Claims

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugleitung der Umlaufpumpe (4). an den Wasserraum des Ausgleichsbehälters (8), vorzugsweise an dessen tiefsten Punkt, angeschlossen ist. <Desc/Clms Page number 3>

3. Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Saugleitung der Umlaufpumpe (4) zwischen dem Ausgleichsbehälter (8) und der Umlaufpumpe (4) eine Wärmeaustauschfläche (9) angeordnet ist, in welcher Flüssigkeitswärme des Primärkreislaufes auf Speisewasser des Dampferzeugers übertragen und dieses damit vorgewärmt wird.

4, Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärdampferzeuger als Zwangsdurchlaufkessel ausgebildet ist.

5. Dampferzeuger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen feuerbeheizten Überhitzer im Primärkreislauf und eine Wärmeaustauschfläche (6), in welcher Überhitzungswärme des Primärkreislaufes auf den Lieferdampf des Dampferzeugers übertragen wird, wodurch der Lieferdampf mittelbar überhitzt wird.

6. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lieferdampf des Dampferzeugers nach seiner Ausnutzung in einer Vorschaltturbine oder einer Hochdruckstufe in einer Wärme- austauschfläche (1"1) durch Dampf des Primärkreislaufes zwischenüberhitzt wird.

7. Dampferzeuger nach Anspruch 1, bei welchem der Primärdampferzeuger als Zwangsdurchlaufkessel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauminhalt des Ausgleiehsbehälters gleich oder grösser ist, als der Rauminhalt des gesamten übrigen Primärkreislaufes.

8. Dampferzeuger nach Anspruch l, bei welchem der Primärdampferzeuger eine Kesseltrommel mit Wasser-und Dampfraum besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauminhalt des Ausgleichsbehälters gleich oder grösser ist, als der Rauminhalt der Wärmeaustauschfläehen.

9. Betriebsverfahren für Dampferzeuger nach den Ansprüchen 1 und 4, bei welchem der Primärdampferzeuger als Zwangsdurchlaufkessel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufpumpe (4) bei allen Kesselbelastungen mit gleichbleibender Fördermenge, d. h. ungeregelt, betrieben wird.

10. Betriebsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichbleibende Fördermenge der Umlaufpumpe (4) derart eingestellt wird, dass bei der Kesselhöehstlast vom Primärdampf- erzeuger annähernd gesättigter oder überhitzter Dampf erzeugt wird, während bei niedrigeren Kesselbelastungen der Primärdampf mehr oder weniger nass zu den Wärmeaustauschflächen strömt.