DE202011109838U1 - Vorrichtung zur Schmierung eines Gleitlagers in einem Dampfexpander - Google Patents

Vorrichtung zur Schmierung eines Gleitlagers in einem Dampfexpander Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/04—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for specific purposes other than heating

Abstract

Vorrichtung zur Schmierung eines Gleitlagers in einem Dampfexpander, bestehend aus Druckpumpe, Dampferzeuger und Dampfexpander dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Druckpumpe (1) und Dampferzeuger (3) eine Bypass-Leitung (12) mit einem Stellventil (2) angeordnet ist, welche das flüssige Medium zu dem zu schmierenden Lager führt.

Description

  • Die Erfindung wird für die Schmierung von Gleitlagern in mechanischen Komponenten eines Systems, das unter Dampfbedingungen arbeitet, angewendet.
  • Stand der Technik
  • Es ist bekannt, dass Wasserdampf, insbesondere überhitzter Wasserdampf ein aggressives Medium ist, welches Schmiermittel aus zu schmierenden Lagern sehr schnell herauslöst, so dass sich trockene Reibung und Maschinenschäden einstellen. Gleichfalls ist auch bekannt, dass Wälzlager, die stets mit Schmierstoff zwischen den Wälzkörpern arbeiten, unter den Bedingungen des überhitzten Wasserdampfes nur eine begrenzte, kurze Lebensdauer haben, da auch die trockene Rollreibung an den Wälzkörpern zur Zerstörung ihrer Oberflächen führt.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schmierung von Gleitlagern in mechanischen Komponenten eines Systems, das unter Dampfbedingungen arbeitet, beispielsweise eines Radialgleitlagers einer rotierenden Welle in einer Wasserdampfsystem-Umgebung und die Zuführung eines Schmierungsmittels, das mit dem Dampfsystem stofflich verträglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schmierung des Lagers mit der flüssigen Phase des Arbeitsfluids Wasser, oder auch eines anderen Arbeitsfluids, mit einer hydrostatischen Druckschmierung erfolgt, welches dem Kreislauf nach der immer notwendigen Druckpumpe und vor dem Dampfkessel über eine Bypass-Leitung mit einem Stellventil entnommen wird und über Zuführungskanäle in der drehenden Welle oder aus dem festsitzenden Lager zugeführt wird.
  • Ausführung der Erfindung
  • Die erfinderische Lösung wird an einem Beispiel dargestellt. Hierzu zeigt 1 den erfindungsgemäßen Kreislauf nach Clausius-Rankine mit einer Dampf-Expansionsmaschine, die aus einem umgebenden Gehäuse und einem in dem Gehäuse arbeitenden Rotationskolben besteht, der sich auf einer Welle dreht und geschmiert werden muss.
  • Die Druckpumpe 1 ist mit dem Dampferzeuger 3 über die Zufuhrleitung 11 der flüssigen Phase verbunden. Im Dampferzeuger 3 wird die flüssige in die dampfförmige Phase gebracht. Über eine Bypass-Leitung 12 zwischen Druckpumpe 1 und Dampferzeuger 3, welche mit der Druckpumpe über ein Stellventil 2 verbunden ist, wird das flüssige Medium zu dem zu schmierenden Lager geführt. Der Rotationskolben 5 im Dampfexpander 4 läuft auf einer Lagerwelle 6. Das Lastaggregat 7 wird von dem Dampfexpander 4 angetrieben und kann beispielsweise ein Elektrogenerator sein. Der Dampferzeuger 3 ist wiederum über die Dampf-Zufuhrleitung 9 mit dem Dampfexpander 4 verbunden. Die Rückführleitung 10 verbindet den Dampfexpander 4 mit einem Dampfkondensator, welcher mit einem Kondensatsammler 8 nach der Expansion verbunden ist.
  • Die Druckpumpe 1 fördert das Kesselwasser über die Zufuhrleitung 11 zum Dampferzeuger 3, wo es durch Wärmezufuhr in Dampf überführt wird. Der Dampf wird über die Dampf-Zufuhrleitung 9 zum Dampfexpander 4 geleitet. Im Expander dreht sich der Rotationskolben 5 auf der Lagerwelle 6. Die Drehung des Rotationskolbens 5 wird durch die innere Kinematik des Expanders auf die Lagerwelle 6 übertragen, die das Lastaggregat 7 antreibt. Nach der Expansion des Dampfes gelangt das Kondensat über die Rückführleitung 10 zum Kondensatsammler 8 und wird von der Druckpumpe 1 erneut zum Dampferzeuger 3 gefördert.
  • Von der Zufuhrleitung 11 wird über die Bypass-Leitung 12 und das Stellventil 2 ein geringer Teil des flüssigen Arbeitsmediums in eine Bohrung der Lagerwelle 6 gedrückt und gelangt dadurch in den Lagerspalt zwischen dem Rotationskolben 5 und der Lagerwelle 6. Das flüssige Medium steht unter dem gleichen oder je nach Expansionsgrad einem höheren Druck als der im Expander befindliche Dampf und führt zu einer hydrostatischen Lagerung des Rotationskolbens 5 auf der Lagerwelle 6.
  • Zur möglichst geringen Beeinträchtigung des Expansionsvorgangs des Dampfes wird die Menge des flüssigen Arbeitsmediums durch das Stellventil 2 begrenzt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Druckpumpe
    2
    Stellventil
    3
    Dampferzeuger
    4
    Dampfexpander
    5
    Rotationskolben
    6
    Lagerwelle
    7
    Lastaggregat
    8
    Kondensatsammler
    9
    Dampf-Zufuhrleitung
    10
    Rückführleitung
    11
    Zufuhrleitung
    12
    Bypass-Leitung

Claims (1)

  1. Vorrichtung zur Schmierung eines Gleitlagers in einem Dampfexpander, bestehend aus Druckpumpe, Dampferzeuger und Dampfexpander dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Druckpumpe (1) und Dampferzeuger (3) eine Bypass-Leitung (12) mit einem Stellventil (2) angeordnet ist, welche das flüssige Medium zu dem zu schmierenden Lager führt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2746543A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-25 Orcan Energy GmbH Schmierung von Expansionsmaschinen

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EP2746543A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-25 Orcan Energy GmbH Schmierung von Expansionsmaschinen
WO2014095333A3 (de) * 2012-12-21 2014-12-04 Orcan Energy Gmbh Schmierung von expansionsmaschinen
US10100682B2 (en) 2012-12-21 2018-10-16 Orcan Energy Ag Lubrication of expansion machines

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