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Einrichtung zur Wiedergewinnung von Kondensat Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zur Wiedergewinnung von Kondensat mit mehreren Gruppen
von Dampfverwertungsvorrichtungen, welche unter voneinander verschiedenen Drücken
und Temperaturen arbeiten und von denen jeweils das entstandene Kondensat in entsprechende
Sammler fließt, aus denen es wieder in den Dampferzeuger zurückgeleitet wird. Die
Dampfverwertungsvorrichtungen dienen bei dieser Einrichtung einer Ausnutzung der
latenten Verdampfungswärme, beispielsweise für Siedebottiche in Brauereien oder
für Destillationsschlangen.
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Eine bekannte Einrichtung vorbezeichneter Art beruht auf folgendem
Prinzip: Dem jeweils durch eine Gruppe von Verwertungsvorrichtungen geführten Dampf
wird die Verdampfungswärme und über das Kondenswasser auch noch so viel Wärme entzogen,
wie nötig ist, um den gewünschten Druckunterschied zwischen den einzelnen Verwertungsgeräten
und den entsprechenden Sammlern herzustellen. Das Kondenswasser wird dann aus jedem
Sammler angesaugt mit Hilfe einer Pumpe, deren Druckleistung sich parallel zu den
anderen Pumpen unter Förderung des Kondenswassers in den Dampferzeuger vollzieht.
Ein zusätzlich vorhandener Ausgleichs- oder Atmungsbehälter erfüllt eine zweifache
Aufgabe: Aus den Sammlern kommender überschüssiger Dampf wird kondensiert dadurch,
daß kaltes Wasser zugeführt wird oder vermittels einer anderen dem Dampf Wärme entziehenden
Anlage. Zum anderen wird, wenn die Pumpen nicht alles anfallende Wasser fördern
können, dieses vom Ausgleichsbehälter aufgefangen.
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Es ist weiterhin bekannt, gespannten Dampf aus einer Turbinenanlage
in eine Kondensationsanlage zu leiten. Das hierbei in verschiedene Stufen geleitete
Strömungsmittel wird, um einen Druckunterschied zwischen den verschiedenen Stufen
der Turbine und den entsprechenden Sammlern - wie Zwischenkondensatoren und Hauptkondensator
für den Niederdruck - zu schaffen, derart behandelt, daß die Druckminderung in dem
Sammler mit dem niedrigsten Druck, also dem Hauptkondensator, durch Entzug von Wärme
nach außen erzielt wird, während die Druckminderung in den Sammlern mit mittlerem
und hohem Druck, d. h. den Zwischenkondensatoren, dadurch hervorgerufen wird, daß
Wasser aus den Sammlern mit niedrigerem Druck eingepumpt wird. Das beschriebene
Prinzip wird bei einer Wärmeanlage mit unnüttelbarer Verwertung der Dampfwärme angewendet;
während es sich bei dem Gegenstand der Erfindung um eine Anlage mit mittelbarer
Dampfverwertung und vollständiger Kondensation dieses Dampfes in Dampfverwertungsvorrichtungen
handelt.
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Gekennzeichnet ist die Erfindung dadurch, daß das Kondensat durch
eine Pumpe aus dem Sammler mit dem niedrigsten Druck, der einen Teil der Kondensatwärme
nach außen abgibt, in den wärmeisolierten Sammler mit einem mittleren Druck und
von dort durch eine Pumpe in den wärmeisolierten Sammler mit dem höchsten Druck
gefördert wird, wobei durch die Abkühlung des Kondensats in dem jeweiligen Sammler
infolge Mischens mit dem aus dem vorgeschalteten Sammler kommenden kälteren Kondensat
eine Druckabsenkung gegenüber dem Druck der an diesen Sammler angeschlossenen Gruppe
von Dampfverwertungsvorrichtungen hervorgerufen wird.
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Die dem Gegenstand der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
darin, gegenüber den bekannten Einrichtungen zur Wiedergewinnung von Kondensat aus
Vorrichtungen mit mittelbarer Dampfverwertung die auftretenden Wärmeverluste wesentlich
herabzusetzen auf dem Lösungsweg, daß jeweils zwischen der Gruppe der Dampfverwertungsvorrichtungen
und dem entsprechenden Sammler ein gegenüber dem Bekannten kleineres Druckgefälle
aufrecht erhalten wird.
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Der mit der Erfindung erzielte Fortschritt ist insbesondere darin
zu sehen, daß das für Wärmeanlagen mit unmittelbarer Wärmeverwertung zur Anwendung
gelangte und vorstehend erläuterte Prinzip nun auch bei Anlagen mit mittelbarer
Dampfverwertung
angewendet werden kann, insbesondere bei
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lagen, die eine vollständige Kondensation des Dampfes in Dampfverwertungsvorrichtungen
aufweisen.
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Weitere Maßnahmen, die für die Weiterentwicklung der Erfindung zweckmäßig
sind, werden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Schwimmersteuerung
für den Kondensatspiegel in den Sammlern und Fig. 3 einen Ventillängsschnitt.
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In Fig.l dient als Dampferzeuger für Dampfverwertungsvorrichtungen
ein Kessen, der Dampf von z. B. 12 kg/cm2 liefert. Der Dampf wird in mehreren Gruppen
von Dampfverwertungsvorrichtungen, welche unter verschiedenen Drücken und Temperaturen
arbeiten, in einem Kreislauf unter Ausnutzung seiner latenten Wärme verwendet. Um
die Zeichnung nicht unübersichtlich zu machen, sind weder die Dampfverwertungsvorrichtungen
noch deren Dampfspeiseleitungen dargestellt. Dagegen sind die Rohrleitungen angegeben,
über die das Kondensat von den Verwertungsvorrichtungen abgeleitet wird.
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Hierbei möge eine erste Gruppe von drei Vorrichtungen Dampf von 9
kg/cm2 verwenden und deren heißes Kondensat durch die Leitungen 2 dem Sammler 3
zugeführt werden. Eine andere Gruppe von vier Verwertungsvorrichtungen, die mit
Dampf von 6 kg/cm2 arbeiten, weist die Leitungen 4 auf. Das Kondensat dieser Leitungen
wird dem Sammler 5 zugeführt, der einen Dampfraum 6 aufweist. Ebenso wird das Kondensat
von vier weiteren Verwertungsvorrichtungen, die mit Dampf von 2 kg/cm2 arbeiten,
über Rohrleitungen 7 dem Sammler 8 zugeführt, dessen Dampfraum mit
9 bezeichnet ist.
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Wird über die Leitung 10 aus dem Dampfraum 6
vom Sammler
5 Dampf entnommen, um ihn in den Verwertungsvorrichtungen der dritten Gruppe zu
verwerten, die Dampf von 2 kg/cm2 benutzen, so erfährt das Kondensat im Sammler
5 durch Druckminderung eine Selbstverdampfung die einen Zufiuß von Kondensat durch
die Leitungen 4 in den Sammler 5 bewirkt, insbesondere auch dann, wenn kein
Gefälleunterschied von Entnahmepunkten des Kondensats zum Sammler hin besteht. Ebenso
kann Dampf des Raumes 9 vom Sammler 8 über die Leitung 11 entnommen werden, um z.
B. bei Atmosphärendruck Verwertung zu finden. Um den Umlauf des heißen Kondensats
unter günstigen Verhältnissen sicherzustellen, sind Ventile 12 zwischen die Dampfverwertungsvorrichtungen
und die Sammler 3, 5 und 8
geschaltet, wobei die Ventile mit Sichtöffnungen
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versehen sind, die eine Kontrolle insbesondere über den Aggregatzustand
des Zustromes zulassen.
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Überdies sind Ventile 13 in den Leitungen 10 und 11
zur Betriebsregelung vorgesehen. Es kann auch der Sammler 3 mit einem Dampfraum
versehen sein, um Dampf aus ihm z. B. in Vorrichtungen zu verwerten, die Dampf mit
6 kg/cm2 verwenden.
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Das Kondensat der Sammler 3, 5 und 8 wird aus diesen durch
Pumpen getrennt derart entnommen, daß das Kondensat aus dem Sammler mit dem geringsten
Druck entnommen und in das Wasser eines Sammlers mit höherem Druck eingeleitet wird.
Beim Ausführungsbeispiel wird das Heißwasser des Sammlers 8 über das Ventil 15 in
den Sammler 16 geführt, aus dem es, durch die Pumpe 17 in den Sammler
18
geleitet wird; in den das Wasser aus dem Sammler 5 über das Ventil
19 gelangt. Das bei 2 ata kondensierte Wasser des Sammlers 16 hat eine Temperatur
von 119° C und das bei 6 ata kondensierte Wasser eine Temperatur von 158° C. Die
Vermischung dieser beiden Kondensate ergibt eine zwischen diesen beiden Temperaturen
gelegene Mischtemperatur, die von den Einzelmengen der vermischten Kondensate abhängt.
Angenommen, es sei diese Temperatur 151° C, so entspräche ihr eine Dampfspannung
von 5 ata. Es herrscht somit zwischen dem Sammler 5 und dem Sammler 18 ein
Druckunterschied, der zum Umlauf des Kondensats beiträgt, d. h. zu dessen Zuleitung
durch die Leitungen 4.
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Eine andere Pumpe 20 entnimmt aus dem Sammler 18 Wasser, um
es dem Sammler 21 zuzuführen, in den über das Ventil 22 das Wasser
aus dem Sammler 3 gelangt. Am Austritt des Sammlers 21 ist eine mit einem Ventil
27 versehene Pumpe 26 in die Rückführleitung zum Dampferzeuger 1 eingeschaltet.
Zwischen den Sammler 21 und den Dampferzeuger 1 ist eine Entgasungsvorrichtung 23,
24 geschaltet, welche den durch Selbstverdampfung entstandenen Dampf verwertet.
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In Fig. 2 ist in größerem Maßstab ein Ventil gezeigt, über das in
den Sammlern 16, 18, 21 mittels Schwimmersteuerung der Kondensatspiegel konstant
gehalten wird. Das Ventil ist mit 49 bezeichnet. Es kann jeweils an Stelle
des in Fig.l angegebenen Ventils 15, 19 oder 22 treten. Es ist
in der Fig. 2 an die Stelle des Ventils 19 getreten. Das Ventil 49 weist
einen Ventilkegel 52 auf, der durch einen Kolben 53 betätigt wird, indem auf ihn
Dampf über die Leitung 54 einwirkt. Es drückt hierbei der Dampf den Ventilkegel
52 über den Kolben 53 auf den Ventilsitz und hält das Ventil geschlossen.
Bei abgestelltem Dampfdruck hebt sich der Ventilkegel unter dem Einfiuß des Druckes
des Wassers in dem Sammler 18 oder einer nicht gezeichneten Rückzugfeder.
Die insgesamt mit 51 bezeichnete Schwimmersteuerung umfaßt eine Kammer 55,
in deren Boden eine Leitung 56 mündet, die an den Sammler 18 unterhalb
des Kondensatspiegels angeschlossen ist, der als niedrigster gewählt ist. In der
Kammer 55 folgt der Schwimmer 58 den Schwankungen des Wasserspiegels 57 im Sammler
18. Im oberen Teil der Kammer mündet eine Leitung 69, die Verbindung zum Dampfraum
des Sammlers hat. Mit dem Schwimmerkörper ist über eine Stange 59 ein Ventilschieber
verbunden. Der Ventilschieber weist je einen Ventilkegel 60 und 61 auf. Wie besonders
Fig. 3 erkennen läßt, sind die einander zugekehrten Ventilkegel 60 und
61 in Abstand voneinander durch ein Schafttei162 miteinander verbunden. Den
Ventilkegeln sind die Ventilsitze 63 bzw. 64 im Gehäuse 65 zugeordnet. Eine
mit der Leitung 54 verbundene Querbohrung 66 mündet im Ventffraum zwischen
den Ventilsitzen 63 und 64. Der obere Teil vom Ventilraum steht durch eine
Leitung 67 mit der Außenluft oder einem Kondensator in Verbindung. Die Wirkungsweise
der selbsttätigen Schwimmersteuerung 51 ist aus den Fig. 2 und 3 ohne weiteres erkennbar.