DE172510C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 172510 -KLASSE 14 c. GRUPPE

Dampfüberhitzer zum Betriebe von Dampfturbinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juni 1904 ab.

Bei Dampfturbinen ist es für die Expansion wesentlich, zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades mit der höchsten zulässigen Temperatur und mit dem höchsten dadurch erzielten Druck des Treibmittels zu arbeiten. Diese Temperatur und Druckgrenze liegt für Dampfüberhitzer und dergl. aus Rücksichten des Baues und Betriebes bei Drucken von 20 bis 25 Atmosphären einerseits, bei einer Temperatur von 400 ° andererseits. Zur Erzielung des erforderlichen Druckes des Treibmittels ist ein nicht kondensierbares Mittel, wie Luft oder Gas, ungeeignet, da die Anlage dann durch die Kompressionsvorrichtung sehr verwickelt und unverhältnismäßig groß ausfällt und der Wirkungsgrad der Kompression bei solchen Anlagen sehr niedrig ist, so daß bei Verwendung eines solchen Mittels die Vorteile der Verwendung hoher Temperaturen während der Expansion durch den Verlust bei der Kompression aufgehoben werden.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Übelstände zu vermeiden und eine Turbinenanlage zu schaffen, die mit einem großen Gewicht an Treibmittel bei hoher Temperatur und hohem Druck arbeitet, dabei einen günstigen Wirkungsgrad ermöglicht. Benutzt wird ein an sich bekannter Vorschlag, nämlieh dem Dampf durch Beimischen von Verbrennungsgasen eine starke Überhitzung zu geben. Die Erfindung besteht nun darin, daß ein Brennstoffluftgemisch bei dem höchsten Druck in einer besonderen Kammer unabhängig von dem Dampfe entzündet wird und die Gase dann mit dem Dampfe ver-

mischt werden. Hierdurch gelingt es, für Dampfturbinen bei äußerst großem Treibmittelgewicht eine hohe Temperatur und einen hohen Druck zu erzielen.

Bevor das Treibmittel aus der Heizkammer auf die Turbinenschaufeln trifft, läßt man es in festen Düsen nach bekannter Art so expandieren, daß die sehr hohe Temperatur so weit sinkt, wie es zur Durchführung des Betriebes erforderlich ist.

Auf den beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. ι in einer Schnittansicht eine Form einer Verbrennungs- und Mischkammer mit einem Teile einer Turbine und Fig. 2 eine Ausführungsform der allgemeinen Anordnung nach vorliegender Erfindung.

Nach der in Fig. 2 gezeigten Anlage ist eine Dampfkesselanlage α vorgesehen, von welcher der Dampf in einen äußeren Überhitzer geleitet wird, bevor er durch eine Leitung k zu den Misch- und Erhitzerkammern c gelangt. ■ ·

Nach Fig. ι besteht die Misch- und Uberhitzerkammer aus einem zylindrischen Gehäuse d, dessen eines Ende mit einer festen Düse e der Turbine versehen ist. Die Düse ist mit Bezug auf ihren Querschnitt und ihre Länge so ausgebildet, daß sie eine hinreichende Expansion der Gase bewirkt, um die Temperatur genügend herabzubringen. Die Düse kann vorteilhaft so ausgebildet werden, daß der Dampfdruck auf den der Atmosphäre fällt. In der Überhitzerkammer d ist am anderen Ende ein Rohr oder eine Kammer f vorgesehen, die konzentrisch zur Kammer d angeordnet ist. Zu dieser Kam-

mer f wird von einem Kompressor durch ein Rohr h Druckluft und durch ein anderes Rohr flüssiger oder gasförmiger oder auch fester Brennstoff in fein verteilter Form zugeleitet. Der Brennstoff kann auch in irgend bekannter Weise von der Luft selbst eingeführt werden. Die Kammer / ist vorteilhaft mit einem Futter versehen oder zum Teil mit unverbrennbarem Material ausgefüllt, um

ίο nach einmaliger Zündung eine beständige selbsttätige Zündung aufrecht zu erhalten. Es könnte jedoch auch irgend eine andere Zündvorrichtung vorgesehen sein. Der überhitzte Dampf gelangt von dem Rohr k zu dem inneren Ende eines die Kammer umgebenden Raumes / und strömt von dort zu den am äußeren Ende der Kammer d vorgesehenen Öffnungen m und in die Kammer d. Dadurch, daß der Dampf die Kammer d auf einem längeren Wege umspült, übt er eine Kühlwirkung auf diese Kammer aus, die durch die Verbrennungsgase sehr heiß wird.

An Stelle von überhitztem Dampf könnte

man in den Raum / auch Speisewasser einführen, wobei der Wirkungsgrad in thermischer Hinsicht jedoch vermindert würde. Der Dampf könnte auch unmittelbar in die Kammer d eingeführt werden, so daß dann die Öffnungen m und der Raum / wegfallen können.

Anstatt einer Düse e könnten selbstverständlich auch mehrere Düsen vorgesehen sein.

Beim Durchfluß des Dampfes durch die Verbrennungs- und Mischkammer wird die Temperatur desselben auf ungefähr 8oo° gehoben, wobei die Druckluft ungefähr unter einem Druck von 15 Atmosphären zugelassen wird. Das Gemisch von Dampf und Verbrennungsgasen fließt dann durch die Düse e zu den beweglichen und festen. Turbinenschaufeln ο und r, die in Fig. 1 zum Teile gezeigt sind. Bei dem Durchfluß durch die Düse e fällt die Temperatur des Dampfes auf ungefähr 300⁰ und die Energie wird in Geschwindigkeit umgesetzt.

Wenn die Turbine ohne Kondensator arbeiten soll, dann wird der Auspuff der Turbine dazu benutzt, entweder Dampf zu überhitzen , Speisewasser vorzuwärmen oder die Druckluft zur Verbrennung des Brennstoffes zu erhitzen. Nach der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, nach welcher die Turbine s mit einer Dynamo t gekuppelt ist, wird das Speisewasser durch ein Rohr u in den Auspuffraum ν der Turbine vorteilhaft eingespritzt und gelangt dann durch ein Rohr w zu einem Behälter x; eine Pumpe \ führt das Speisewasser von diesem Behälter durch ein Rohr 2 zu dem Regenerator 3, der in dem Auspuffraum der Turbine angeordnet ist. Von dem Regenerator gelangt das Speisewasser dann durch Rohr 5 zu einer Erhitzerschlange 6 und durch Rohr 7 zu dem Dampfkessel ά.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Dampfüberhitzer zum Betriebe von Dampfturbinen, bei welchen der Dampf durch Beimischen von Verbrennungsgasen erhitzt bezw. überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brennstoffluftgemisch bei dem höchsten Druck in einer in der Dampfkammer (d) liegenden besonderen Kammer (f) unabhängig von dem Dampfe entzündet wird, worauf die Mischung der Gase mit dem Dampfe erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.