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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überhitzung von hochgespanntem Dampfe für Mehrfachexpansionsmaschinen und zwar dadurch, dass der schon teilweise expandierte Dampf durch die Feuergase überhitzt wird und dass ein Teil dieser Überhitzungswärme zur über hitzung des Arbeitsdampfes einer darüber liegenden Druckstufe mittels eines Zwischenüberhitzers benutzt wird.
Es sind bereits Vorüberhitzer bekannt, bei welchem die Voruberhltzung durch niedrig gespannte Dämpfe erfolgt (vergl, deutsche Patentschrift NI'. 129182).
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hitzung erfährt, dass er geeignet ist, höher gespannten Dampf zu überhitzen und doch noch für seine nachherige Arbeitsleistung überhitzungswÅarme zu behalten.
Verwendet man Dampf von z. B. 100 Atm., welcher etwa eine Temperatur von 300 besitzt, so kann man diesen nach den bisherigen Erfahrungen um 600 überhitzen. Bei der Verteilung diesem
Dampfes auf 4 Expansionsstufen, deren erste beispielsweise etwa 35, deren zweite 10, deren dritte 2 Atm. hat, würde die dem Dampf der ersten Druckstufe mitgeteilte überlutzung nicht genügen, um Niederschläge in den Druckstufen zu vermeiden. Es muss deshalb eine wiederholte Überhitzung eintreten, wie dies bei bekannten Anordnungen vorgesehen ist, bei welchen der überhitzte Dampf von höchster Spannung und höchster Temperatur dazu benutzt wird, um den teilweise expandierten Dan'pf wieder zu überhitzen.
Abweichend von dem dort gewählten Wege wird nachfolgend ein anderer Weg zur Über- hitzung des Dampfes für die Zwischenexpansionsstufen vorgeschlagen. Es werden dabei vor allem Komplikationen in der Rohrleitung vermieden und man kann dem der Überhitzung ausgesetzten
Dampf der Zwischendruekstufe leichter eine viel höhere Überhitzung geben als bei Benutzung des höchstgespannten Dampfes.
Hat man beispielswds Dampf von 35 Atm. in einer Dreifachexpansionsmaschine, so stellt sich das neue Überhitzungsverfahren wie folgt dar : Der gesiittlgte Dampf von 35 Atm. Spannung der ersten Druckstufe w) rd durch den Arbeits- dampf der zweiten Expansionsstufe (oder auch der dritten Stufe) überhitzt, indem man den Exhaustdumpf aus der ersten Stufe (oder den Exhaustdampf der zweiten Stufe) zur Überhitzung des Arbeitsdampfes der ersten Stufe verwendet.
Man führt also z. B. den Exhaustdampf der ersten Expansionsstufe in einen Überhiter, und da derselbe eineTempeiat tur von IN besitzt. so kann man auf ihn durch Überhitzung in den üblichen Apparaten eine grosse Überhitzungswärme übertragen, welche nun zur Überhitzung des Arbeitsdampfes der ersten Expansionsstufe ausgenutzt wird. Mit anderen Worten, man kann den Arbeitsdampf der ersten Druckstufe d. h. den Arbeltsdampf. welcher 35 Atm.
Spannung und eine Sättigungstemperatur von 240 hat, durch den Arbeitsdampf der zweiten Expansions stufe überhitzen, welcher nur einen Druck von 10 Atm. besitzt
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Auf'diese Weise erhält man mit Sicherheit durch einen Zwischenüberhitzungspro: ess und durch ein Überhitzungssystem mit direkter Wärmeübertragung zwischen den Fcuergassen und dem Überhitzer den überhitzten Dampf für zwei Expansionsstufen, während man sonst die mehrfachen Rückleitungen für die durch Feuergase beheizten Überhitzer von jeder Expansionsstufe anwenden muss.
Mit dieser Neuerung'tat noch der prinzipielle Vorteil verbunden, dass man niedriger gespannten Dampf viel leichter höher erhitzen kann als Dampf von höherem Druck, weil selbst über- schreitungen der Überhitzungstemperatur nicht so leicht eine Zerstörung des Apparates oder ein Diffundieren der Dämpfe zur Folge haben.
Es ist aber ausserdem noch ein Vorteil dieses Verfahrens zu erwähnen, welcher darin besteht, dab man erreichen kann, dass man durch ein direkt beheiztes Rohrsystem wirklich überhitzten Dampf für zwei Expansionsstufen. erzielt, dass nicht etwa, wie dies bei dem früheren Verfahien leicht geschehen konnte, die Überhitzung für die eine Expanaionsstufe vollständig aU8fìel. Es wird dies aus folgender Darlegung sich klar ergeben :
Wenn man beispielsweise den überhitzten Dampf der ersten Expansionsstufe einer Maschine für 60 Atm. dazu benutzen würde, um den Arbeitsdampf der zweiten Stufe zu überhitzen, dann würde man gegebenenfalls nach dem Durchgang des 60atmosphärigen Dampfes durch den Zwischennberhitzungsapparat kernen überhitzten Dampf für die erste Expansionsstufe mehr übrig behalten. Wenn man den entgegengesetzten Weg, welcher für das vorliegende Verfahren charakteristisch ist, einschlägt und den Exhaustdampf der zweiten Stufe, also von 8 Atm.
(und 17 () o) auf etwa 400 erhitzt und diesen zur Überhitzung des Arbeitsdampfes der zweiten Stufe von 26 Atm. (und 225 ) benutzt, so muss der aus dem Zwischenüberhitzer kommende Dampf von 8 Atm. Spannung mindestens theoretisch immer noch eine Temperatur von über 225"haben, ao dass dieser also gegenüber der Sättigungstemperatur des 8atmosphärigen Dampfes von 170 noch eine verhältnismässig hohe Überhitzung besitzt, die in der dritten und vierten Expansionsstufe ohne weiteres zweckmässig Verwendung finden kann.
Natürlich kann man statt Überhitzung des Arbeitsdampfes der dritten Stufe auch die Überhitzung des Arbeitsdampfes der vierten Stufe wählen und damit die Arbeitsdämpfe der höheren Expansionsstufen erhitzen.
Es sollen nun verschiedene Ausführungsmöglichkeiten durch Zeichnung näher erläutert werden. Diese Art der Überhitzung von Dampf kann sowohl für Kolbenmaschinen wie für Turbinen
Verwendung finden. Bei Fig. 1 ist die Ausführung für eine Einfachverbundmaschine mit zwei Zylindern dar-
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temperatur passiert, wodurch der Hochdruckdampf beispielsweise auf 300 überhitzt wird.
Der auf diese Weise Im Zwischenüberhitzer b abgekühlte Dampf von 3 Atm. Spannung (Expansionsdampf des Hochdruckzylinders) wird - trockener Dampf vorausgesetzt, Abkühlungs- verluste und Verschiedenheit der spezifischen Wärme der Dämpfe nicht berücksichtigt - eine Temperaturverminderung in diese Überhitzer b bis auf 2600 erfahren und findet nun im Nieder- druckzvhnder n Verwendung (Rohr g3). um dann durch das Rohr g4 zum Kondensator hinzuströmen : sot das Zuleitungsrohr zu h.
In Figez und 4 ist die Anwendung des Verfahrens für eine dreistufige Kolbenmaschine dargestellt.
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werden. Dieser Dampf von 8 Atm. Spannung, überhitzt auf 4000, kehrt zurück durch das Rohr"/4, umspült die in dem Zwischenüberhitzer b2 gelagerten Rohre, durch welche der Exhaustdampf vom Hochdruckzylinder hindurchgeht (Zuführung durch rohr f1, Abführung durch Rohr j2)
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spannung.
Es ist also auf diese Weise für drei Zylinder die Überhitzung geschaffen für ein Temperaturgefälle von 2250 auf 600 mit nur einem Uberhitzungssystem und unter Verwendung eines verhältnismässig niedrig gespannten Dampfes von 8 Atm.
In Fig. 10 bis 12 ist die Anwendung dieses Überhitzersystems für eine kombinierte Kolbenmaschine und Turbinenanlage dargestellt.
Fig. 10 gibt einen Querschnitt nach der Linie plut der Fig. 12, gesehen auf die Niederdruckturbine, Fig. 11 einen Querschnitt nach der Linie P'- der Fig. 12 ist eine Oberansicht. h3 ist der Hochdruckzylinder, m4 der Mitteldruckzylinder und n4 die Niederdruckdampfturbine. Der überhitzte Dampf tritt durch das Rohr d in den Hochdruckzylinder h3 ein und verlässt ihn, nachdem er expandiert hat, durch das Rohr dl, strömt dort durch den Überhitzer , m welchem er überhitzt wird, geht dann überhitzt durch das Rohr d2 nach dem Mitteldruckzylinder m4, wo er weiter expandiert ; darauf verlässt der expandierte Dampf durch das Rohr d3 den Mitteldruckzylinder um nach dem Überhitzer geführt zu werden.
Dort wird der Dampf auf eme hohe Temperatur überhitzt und gelangt durch das Rohr d4 zu dem Zwischenüberhitzer b3, wo er einen Toi semer Überhitzungswärme an den von d1 nach d2 passierenden expandierten Dampf des Hochdruck Zylinders abgibt. Er behält einen Teil seiner Überhitzungswärme und wird durch das Rohr d5 zur Niederdruckdampfturbine n4 geführt. Das Rohr d6 führt zum Kondensator.
Es wird nicht nötig sein, hier die Temperaturen und Spannungen anzugeben, da die Sachlage ähnlich wie bei der dreistufigen Kolbenmaschine liegt. Es ist hier nur der Beweis gegeben, dass man eine Kolbenmaschinenanlage mit einer Dampfturbinenanlage vorteilhaft kombinieren kann, denn der hochgespannte Dampf gibt für den Hoch-und Mitteldruckzylinder sehr kleine Dimensionen und leichte Gewichte, sowie verhältnismässig grosse Hübe und der niedrigst gespannte Dampf wird vorteilhaft in der Turbine ausgenutzt. Man spart auf diese Weise die grossen hin-und hergehenden Gestänge und erhält eine vorteilhafte Ausnützung des Niederdruckdampfes bis auf Kondensatorspannung herab.
In Fig. 13 und 14 ist der Zwischenüberidtzer b im Querschnitt dargestellt. Der überhitzte
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