Dampferzeuger. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Dampferzeuger mit schnellster Anpassungs fähigkeit und grossem Speicherungsvermögen.
Oft ist man gezwungen, eine thermische Zentrale als Momentanreserve zu errichten, die während des grössten Teils des Jahres keinen elektrischen Strom abzugeben hat. Sie muss aber in der Lage sein, jeden Augen- blich sofort Leistung abzugeben, wenn bei spielsweise eine Störung auf dem Überland netz erfolgt. Da sich ferner eine solche Zen trale meistens in der Nähe der Stromvertei lung befindet, wünscht man die elektrischen Generatoren während des lastlosen Betriebes als Phasenschieber zu benützen. Insofern es sich um Turbogeneratoren handelt, lässt man die Turbine mit dem Generator gekuppelt im Vakuum mitlaufen, um die Verluste der Ventilation und Reibung auf ein Minimum zu beschränken.
Das Vakuum wird vom Kon densator erzeugt; doch ist es nötig, dass die Turbine, respektive deren Stopfbüchse dabei stets mit einer gewissen Dampfmenge ge speist wird, welche auch dazu dienen muss, die Turbine warm zu halten, respektive zu kühlen, so dass sie wirklich in der Lage ist, augenblicklich Leistung abzugeben. Es wer den heute Kessel mit sehr grosser Anpas sungsfähigkeit gebaut, so dass der Kessel, wenn er warm gehalten wird, in wenigen Minuten von der Verdampfungsmenge Null auf die maximale Verdampfungsmenge ge steigert werden kann.
Das Prinzip dieser Kessel besteht darin, eine möglichst kleine Wassermenge zu haben, aber eine sehr grosse, unmittelbar durch Strahlung geheizte Heiz fläche. Da aber der Kessel einen kleinen Wasserinhalt hat, ist er anderseits nicht in der Lage, unmittelbar beim Auftreten der Belastung Dampf abzugeben, und es ist des halb schon versucht worden, ihn mit einem Dampfspeicher, beispielsweise einem Ruth's- Speicher, zu kuppeln. Eine Zentrale, wie die oben beschriebene, benötigt aber auch im lastlosen Betrieb, wie gesagt, stets eine ge wisse Dampfmenge.
Vm. allen diesen Anforderungen gerecht zu werden, soll der Dampferzeuger gemäss der Erfindung zwei miteinander verbundene Teile verschiedener Wirkungsweise aufwei sen, von denen der eine Teil einen kleinen Wasserinhalt und eine grosse, wassergekühlte Strahlungsfläche besitzt, die der Wirkung der Hauptfeuerung ausgesetzt ist, und der andere Teil einen grossen Wasserinhalt auf weist, der der Wirkung einer Hilfsfeuerung ausgesetzt ist, wobei die Hilfsfeuerung so bemessen ist und geregelt wird, dass im last losen Betrieb die Hilfsfeuerung genügt, um den gesamten Kessel warm zu halten und eine kleine, von der Turbine benötigte Dampfmenge, abzugeben.
In der Zeichnung ist schematisch eine beispielsweise Ausführung eines solchen Doppelwirkungskessels dargestellt. Dieser Doppelwirkungskessel besteht aus einem Teil B mit kleinem Wasserinhalt und grosser Strahlungsfläche, das heisst gebaut für rasche Anpassungsfähigkeit, und einem Teil A mit grossem Wasserinhalt, der während des last losen Betriebes unmittelbar geheizt wird und dessen Verbrennungsgase zugleich den Teil B warm halten. In der Zeichnung ist angenom men, dass der Kessel mit Rohöl gefeuert wird. Im lastlosen Betrieb ist also der Hauptbrenner H des Teils B ausser Betrieb, während der Hilfsbrenner E des Teils A brennt.
Dieser Brenner kann durch einen Thermostaten F gesteuert werden, wie an gedeutet, so dass der Druck im Dampfsystem stets selbsttätig um einige Atmosphären höher gehalten wird, als der normale Be triebsdruck, für den die Turbine gebaut ist.
Während bei einer gewöhnlichen Speicher anlage der Druck aber um viele Atmosphä ren schwanken kann, so dass eine besondere Speicherturbine benötigt wird, die teuer ist und einen verringerten Wirkungsgrad hat, kann hier eine normale Turbine verwendet werden; denn in den wenigen Minuten der ersten Belastung, während welchen der Dampf vom Teil A .des Kessels geliefert wird, soll der Druck nur wenig unter den normalen Betriebsdruck sinken, ehe der Teil B- in Wirkung tritt und ,den Druck auf sei nen Normalwert zurückführt und den be- nötigten Dampf liefert.
Der Hauptbrenner H tritt sofort in Wirkung, sobald der Druck im Dampfsystem abnimmt, das heisst, sobald eine Belastung erfolgt und der Hilfsbrenner nicht mehr in der Lage ist, die benötigte Dampfmenge zu erzeugen. Während des lastlosen Betriebes wird die benötigte kleine Speisewassermenge von der Hilfspumpe D in den Kessel gedrückt; wird dagegen vom Teil B Dampf entwickelt, das heisst sinkt der Wasserspiegel in diesem Teil unter den Normalwert, so tritt die Hauptspeisepumpe C mit .dem zugehörigen Speisewassermengen regler in Betrieb.
Da die beiden Teile A und B des Kessels mit einem oder mehreren W asserausgleichrohren !12 N in Verbindung stehen, haben sie auch im lastlosen Betrieb nahezu,den gleichen Speisewasserspiegel, und der Teil B des Kessels benötigt gar keine Wartung, während für .den Teil A eine ge ringe Wartung erforderlich ist.
Dadurch, dass der Hilfsbrenner E (oder die Hilfsfeuerung) in das Innere des Kessel teils A mit grossem Wasserinhalt verlegt wurde; ist erreicht, dass die Verluste an Wärme auf ein Mindestmass beschränkt blei ben, und dass das Wasser in diesem Teil des Kessels auf Siedetemperatur gehalten wird, so dass man sicher ist, dass im Moment des Auftretens der Belastung augenblicklich der nötige Dampf entwickelt werden kann.
Die Abgase dieses Teils A des Kessels sind in der Lage, den andern Teil B des Kessels weiter zu wärmen; zudem ist auf der Zeich nung das Verbindungsrohr<I>M N</I> so angeord net, dass während ,des lastlosen Betriebes das Wasser im Kesselteil A oben, das heisst an der wärmsten Stelle entnommen und in den Kesselteil B an der tiefsten Stelle eingeführt wird, wodurch ein Übertragen von Wärme aus dem Kesselteil<I>A</I> in den Kesselteil<I>B</I> erzielt wird.
Steam generator. The object of the invention forms a steam generator with the fastest adaptability and large storage capacity.
Often one is forced to set up a thermal center as an instantaneous reserve that does not have to provide any electricity for most of the year. However, it must be in a position to immediately deliver service immediately if, for example, there is a fault on the overland network. Furthermore, since such a Zen center is usually located near the Stromvertei development, you want to use the electrical generators as phase shifter during no-load operation. As far as turbo generators are concerned, the turbine coupled with the generator is allowed to run in a vacuum in order to limit the losses of ventilation and friction to a minimum.
The vacuum is created by the capacitor; However, it is necessary that the turbine or its stuffing box is always fed with a certain amount of steam, which must also be used to keep the turbine warm or to cool it, so that it is really able to deliver power instantaneously . Today the boiler is built with a very high level of adaptability, so that the boiler, if it is kept warm, can be increased from zero to the maximum amount of evaporation in a few minutes.
The principle of this boiler is to have the smallest possible amount of water, but a very large heating surface that is directly heated by radiation. On the other hand, since the boiler has a small water content, it is not able to emit steam immediately when the load occurs, and attempts have therefore already been made to couple it with a steam store, for example a Ruth's store. A control center like the one described above, however, always requires a certain amount of steam even in no-load operation, as I said.
Vm. To meet all of these requirements, the steam generator according to the invention should have two interconnected parts of different modes of operation, one part of which has a small water content and a large, water-cooled radiation surface that is exposed to the effect of the main combustion, and the other part has a large water content that is exposed to the effect of an auxiliary heating system, whereby the auxiliary heating system is dimensioned and regulated in such a way that in unloaded operation the auxiliary heating system is sufficient to keep the entire boiler warm and a small amount of steam required by the turbine, submit.
In the drawing, an example of an embodiment of such a double-action boiler is shown schematically. This double-action boiler consists of part B with a small water content and a large radiant surface, i.e. built for quick adaptability, and part A with a large water content, which is heated immediately during unloaded operation and whose combustion gases also keep part B warm. In the drawing it is assumed that the boiler is fired with crude oil. In no-load operation, the main burner H of part B is out of operation, while the auxiliary burner E of part A is burning.
This burner can be controlled by a thermostat F, as indicated, so that the pressure in the steam system is always automatically kept a few atmospheres higher than the normal operating pressure for which the turbine is built.
While in a normal storage system the pressure can fluctuate by many atmospheres, so that a special storage turbine is required, which is expensive and has a reduced efficiency, a normal turbine can be used here; because in the few minutes of the first load, during which the steam is supplied by part A of the boiler, the pressure should drop only a little below the normal operating pressure before part B takes effect and returns the pressure to its normal value and supplies the necessary steam.
The main burner H takes effect immediately as soon as the pressure in the steam system decreases, that is, as soon as a load occurs and the auxiliary burner is no longer able to generate the required amount of steam. During the no-load operation, the required small amount of feed water is pressed into the boiler by the auxiliary pump D; if, on the other hand, steam develops from part B, i.e. if the water level in this part falls below the normal value, the main feed pump C comes into operation with the associated feed water volume regulator.
Since the two parts A and B of the boiler are connected to one or more water equalization pipes! 12 N, they have almost the same feed water level even in no-load operation, and part B of the boiler does not require any maintenance, while for the part A little maintenance is required.
Because the auxiliary burner E (or the auxiliary firing) was relocated to the interior of the boiler part A with a large amount of water; it is achieved that the loss of heat is kept to a minimum, and that the water in this part of the boiler is kept at boiling temperature, so that one can be sure that the necessary steam can be developed immediately when the load occurs.
The exhaust gases from this part A of the boiler are able to further heat the other part B of the boiler; In addition, the connection pipe <I> MN </I> is arranged on the drawing so that, during no-load operation, the water in boiler part A is taken from the top, i.e. at the warmest point, and introduced into boiler part B at the lowest point is achieved, whereby a transfer of heat from the boiler part <I> A </I> in the boiler part <I> B </I> is achieved.