DE225574C

DE225574C -

Info

Publication number: DE225574C
Application number: DE1908225574D
Authority: DE
Filing date: 1908-04-04
Anticipated expiration: 1928-04-05

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 225574 ~~ KLASSE 14ä. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. April 1908 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Dampfkraftanlagen, deren Betriebsdampf in bekannter Weise in einem sogenannten Natronkessel erzeugt wird.

Beim Betriebe solcher Natronkessel-Dampfkraftanlagen hat sich gezeigt, daß es namentlich im Anfange des Betriebes nicht angängig ist, den gesamten Abdampf der Dampfmaschine der Natronlauge zwecks Absorption

ίο wieder zuzuführen, da bei Zuführung des gesamten Abdampfes die Temperatur und der Druck im Kesselsysteme sehr rasch ansteigen. Je mehr sich aber die Temperatur der Lauge dem Siedepunkte nähert, umsomehr nimmt auch die Fähigkeit der Natronlauge ab, den Abdampf der Dampfmaschine zu kondensieren; die Absorptionsfähigkeit der Lauge hört ganz auf, wenn die Lauge ihren Siedepunkt erreicht hat.

Um nun eine solche Unterbrechung des Betriebes zu verhindern und die Natronlauge dauernd absorptionsfähig zu erhalten, hat man vorgeschlagen, den Abdampf der Dampfmaschine nur zum Teile der Natronlauge wieder zuzuführen und den nicht zugeführten Dampf durch Auspuff in die Atmosphäre zu entfernen.

Zweck der Erfindung ist es nun, auch diesen zweiten, bisher unbenutzt gebliebenen· Teil des Abdampfes der Maschine nutzbar zu machen. Dieser Zweck wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß außer der an den Natronbehälter angeschlossenen Hauptdampfmaschine· eine besondere, an einen Kondensator angeschlossene Dampfmaschine vorgesehen ist, in der die nicht in die Natronlauge zurückzuführende Dampfmenge Arbeit leistet.

Als Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnnng in schematischer Darstellung Dampfkraftanlagen verschiedener Art veranschaulicht, und zwar wird bei der in Fig. ι und 6 dargestellten Anlage der im Natronkessel erzeugte Frischdampf schon vor dem Eintritte in die Dampfmaschine geteilt, während bei den in Fig. 2 bis 5 dargestellten Anlagen erst eine Teilung des Abdampfes stattfindet.

Fig. ι zeigt eine vollständige Dampfkraftanlage, bestehend aus einem Natrondampfkessel, einer Dampfkraftmaschine und einem Kondensator, während die Fig. 2 bis 6 auf die Darstellung verschiedenartiger Dampfkraftmaschinen in Verbindung mit je einem Kondensator und den erforderlichen Rohrleitungen beschränkt sind.

Es soll zunächst die in Fig. 1 dargestellte Dampfkraftanlage beschrieben werden. Sie besteht im wesentlichen aus einem Natrondampfkessel Ä,B, einer zweizylindrigen KoI-bendampfmaschine C, C¹ und einem Kondensator D. Der Natrondampfkessel besteht seinerseits aus einem Natronbehälter A und einem diesen umgebenden Verdampf wasserbehälter B. Vom Dampfraume b¹ des letzteren führt eine Frischdampfleitung E nach den Zylindern C₁ C¹ der Dampfmaschine. Zwischen den Zylindern C, C¹ ist in die Lei-

tung E ein Drosselorgan e¹ eingebaut, mittels dessen der durch diese Leitung zugeführte Dampf vor dem Eintritte in die Maschine in dem erforderlichen Verhältnisse geteilt werden kann. Der Dampfzylinder C ist durch eine Abdampfleitung F, in die ein Absperrorgan f eingebaut ist, mit dem Natronbehälter A,' und der Dampfzylinder C¹ durch eine mit einem Absperrorgane g¹ ausgerüstete Abdampfleitung G mit dem Kondensator D verbunden. Die Abdampfleitungen G und F stehen durch eine Leitung W, in die ein Absperrorgan w¹ eingeschaltet ist, miteinander in Verbindung. Von dem Wasserraume des Kondensators D führt ferner eine Leitung H über eine Speisepumpe / nach dem Wasserraume des Verdampf Wasserbehälters B des Natrondampfkessels.

Während des Betriebes der beschriebenen Dampfkraftanlage wird der im Verdampfwasserbehälter B erzeugte Frischdampf den Arbeitszylindern C, C¹ durch die Leitung E zugeführt. Dabei wird durch entsprechende Einstellung des Drosselorganes e¹ der Dampf in einem den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepaßten Teil Verhältnisse auf die beiden Dampfzylinder C, C¹ verteilt, beispielsweise so, daß der Zylinder C 80 Prozent und der Zylinder C¹ 20 Prozent des Frischdampfes erhalten. Der Abdampf des Dampfzylinders C gelangt bei geschlossenem Absperrorgane w¹ und geöffnetem Absperrörgane f über die Leitung F in den Natronbehälter A ; er wird dort von der Natronlauge absorbiert, so daß in bekannter Weise die Dampfbildung im Wasserbehälter B bewirkt wird. Der Abdampf des Zylinders C¹ dagegen tritt durch die Leitung G in den Kondensator D über, dessen Kondenswasser von Zeit zu Zeit mittels der Speisepumpe / dem Wasserbehälter B als Speisewasser wieder zugeführt werden kann. Die Anordnung der Rohrleitungen gestattet aber auch, in besonderen Fällen den Abdampf beider Zylinder C, C¹ der Dampfkraftmaschine entweder nur in den Kondensator oder nur in den Natronbehälter zu schicken.

Bei der in Fig. 2 teilweise dargestellten Dampfkraftanlage ist als Dampfkraftmaschine eine aus einem Hochdruckzylinder K und zwei Niederdruckzylindern K¹, K² bestehende Verbund-Kolbendampfmaschine angenommen. Bei dieser Maschine wird die gesamte im Natronkessel erzeugte Frischdampfmenge durch die Leitung E dem Hochdruckzylinder K zugeführt, und erst nachdem der Dampf in diesem Arbeit geleistet hat, erfolgt die Teilung des Dampfes, und zwar durch Einstellen des Drosselorganes m¹. Durch die Aufnehmer L, M wird der Dampf (beispielsweise wiederum im Teilverhältnisse 4:1) in die .Niederdruckzylinder K¹, K² geleitet. Der Abdampf des Niederdruckzylinders K¹ wird durch die Leitung F dem Natronbehälter, der des Niederdruckzylinders K² durch die Leitung G dem Kondensator D zugeführt. Auch hierbei kann wiederum im Bedarfsfalle der gesamte Abdampf aller Zylinder entweder nur dem Kondensator oder nur dem Natronbehälter zugeführt werden.

In Fig. 3 der Zeichnung ist eine einfache Verbund - Kolbendampfmaschine dargestellt, deren' Hochdruckzylinder N und Niederdruckzylinder 2V¹ durch einen Aufnehmer O miteinander verbunden sind. Von dem Aufnehmer O, in den wiederum ein Drosselorgan o¹ eingebaut ist, ist die nach dem Natronbehälter führende Leitung F abgezweigt. Das die Dampfteilung bewirkende Drosselorgan o¹ ist in diesem Falle in demjenigen Teile des Aufnehmers O angeordnet, der zwischen dem Niederdruckzylinder N¹ und der Abzweigstelle der Leitung F liegt. Die Leitung W verbindet die Abdampfleitung G des Niederdruckzylinders mit der Abdampfleitung F. Der durch die Frischdampfleitung zugeführte Dampf arbeitet im Hochdruckzylinder N, und von der gesamten Abdampfmenge gehen etwa 80 Prozent durch die Leitung F in die Natronlauge, während die verbleibenden 20 Prozent im Niederdruckzylinder N¹ Arbeit leisten und durch die Leitung G dem Kondensator zugeführt werden.

Die in Fig. 4 dargestellte Dampfkraftanlage zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Dreifach - E^pansionsdampfmaschine , deren Hochdruckzylinder P, Mitteldruckzylinder P¹ und Niederdruckzylinder P² durch Aufnehmer Q und R miteinander verbunden sind. Die nach dem Natronbehälter führende Abdampfleitung ' F steht in diesem Falle sowohl mit dem Aufnehmer Q als auch mit dem Aufnehmer R in Verbindung. Die Aufnehmer Q und R sind mit Drosselorganen q¹ und r¹ und die Abdampfleitung F mit Absperrorganen f¹ und f² versehen. Der Niederdruckzylinder P² ist durch eine Leitung G mit dem Kondensator verbunden. Die Abdampfleitungen G und F stehen wiederum durch eine Leitung W miteinander in Verbindung. Bei dieser Dampfkraftanlage erfolgt, solange der Gegendruck im Natronbehälter A einen bestimmten Betrag nicht übersteigt, der Betrieb der Kraftmaschine in der Weise, daß der gesamte Frischdampf zunächst nacheinander im Hochdruckzylinder P und im Mitteldruckzylinder P¹ arbeitet, und daß sodann durch ' entsprechende Einstellung des Drosselorganes r¹ etwa 20 Prozent des Dampfes dem Niederdruckzylinder P² und 80 Prozent durch die Leitung F dem Natronbehälter A zugeführt werden. Die Absperrorgane f¹, w¹ sind hierbei geschlossen, während das Drosselorgan q¹

und die Absperrorgane f², f und g¹ geöffnet sind. Überschreitet der im Natronbehälter herrschende Gegendruck, der während des Betriebes allmählich steigt, die zulässige Grenze, so wird die dem Natronbehälter A zuzuführende Dampf menge (80 Prozent) dem Aufnehmer Q entnommen, in dem ein entsprechend größerer Druck herrscht. Dies geschieht einerseits durch Schließen der Absperrorgane /, f² und

to Öffnen des Absperrorganes f¹ sowie des Drosselorganes r^l und durch eine dem Dampfteilverhältnisse entsprechende Einstellung 'des Drosselorganes g¹. Der Abdampf des Niederdruckzylinders P² geht ständig in den Kondensator D über.

Der in Fig. 5 veranschaulichten Dampfkraftanlage ist eine dreistufige Dampfturbine zugrunde gelegt. Die einzelnen Druckstufen S, S¹, S² dieser Turbine entsprechen bezüglich des Arbeitsvorganges den drei Zylindern P, P¹, P² der in Fig. 4 dargestellten Dreifach-Expansionsmaschine. Ebenso entsprechen die zwischen den einzelnen Druckstufen eingeschalteten Verbindungsrohre T und U den Aufnehmern Q und R der Maschine nach Fig. 4. Bei verhältnismäßig niedrigem Drucke im Natronbehälter A wird ähnlich wie bei der eben beschriebenen Dreifach-Expansionsmaschine der dem Natronbehälter zuzuführende Dampf dem Verbindungsrohre U, bei höherem Drucke dem Verbindungsrohre T entnommen. Die Anordnung der Absperr- und Drosselorgane f, f¹, f², t¹, u¹, g¹, w¹ entspricht der Anordnung der Absperr- und Drosselorgane der Maschine nach Fig. 4.

Die in Fig. 6 der Zeichnung dargestellte Dampfkraftanlage zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine aus zwei Teilen V, V¹ bestehende Dampfturbine. Die Anordnung der Rohrleitungen E, F, G, W entspricht der in Fig. ι dargestellten Anordnung. Ähnlich wie bei der in Fig. 1 dargestellten Zweizylinder-Kolbendampf maschine wird auch hier bereits der Frischdampf geteilt, und zwar werden durch geeignete Einstellung des Drosselorganes e¹ 80 Prozent der Turbine V und 20 Prozent der anderen Turbine F¹ zugeführt. Der Abdampf der Turbine V wird dem Natronbehälter, der der anderen Turbine V¹ dem Kondensator zugeführt.

Bei sämtlichen beschriebenen Dampfkraftanlagen wird die nach der bisher bekannten Arbeitsweise nutzlos ausgepuffte Dampfmenge zur Arbeitsleistung herangezogen und außerdem in Form von Kesselspeisewasser wieder gewonnen. Dieser zuletzt erwähnte Vorteil kommt zwar für stationäre Maschinen und für Lokomotiven weniger in Frage, ist aber da von größter Bedeutung, wo — wie z. B.

bei Unterseebooten — wegen des überaus beschränkten Raumes auf die Erhaltung des zur Verfügung stehenden. Verdampfwasserquantums größter Wert gelegt werden muß. ■

Ist die Natronlauge infolge zu starker Verdünnung am Ende des Prozesses nicht mehr aufnahmefähig, so muß sie in bekannter Weise durch Wärmezufuhr eingedampft und wieder absorptionsfähig gemächt werden.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Dampfkraftanlage, bei welcher der Betriebsdampf in einem Natrondampfkessel erzeugt und der Abdampf nur zum Teil der Natronlauge zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß außer der an de'n Natronbehälter angeschlossenen Hauptdampfmaschine eine besondere, an einen Kondensator angeschlossene Nebendampfmaschine vorgesehen, ist, in der die nicht in die Natronlauge zurückzuführende Dampfmenge — gegebenenfalls nach Durchströmen der Hauptdampfmaschine — Arbeit leistet.

2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Haupt- und Nebendampfmaschine zu einer Maschine mit zwei oder mehr Zylindern oder Druckstufen vereinigt sind, die durch absperrbare Rohrleitungen miteinander sowie mit go dem Natronbehälter und dem Kondensator derart in Verbindung gebracht werden können, daß die nicht in die Natronlauge zurückzuführende Dampfmenge in einem oder mehr Zylindern bzw. einer oder mehr , Druckstufen für sich allein Arbeit leistet.

3. Mit einer Zwillings-Dampfmaschine ausgerüstete Dampfkraftanlage nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselorgane (β¹) vorgesehen sind, um den von dem Verdampfwasserbehälter des Natronkessels kommenden Frischdampf auf die beiden Zylinder (C, C¹) der Dampfmaschine nach einem bestimmten Verhältnisse zu verteilen. '

4. Mit einer Verbund-Dampfmaschine mit zwei gleichartigen Niederdruckzylindern ausgerüstete Dampfkraftanlage nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Niederdruckzylinder (K¹J mit dem Natronbehälter (A), der andere Niederdruckzylinder (K²) mit dem Kondensator (D) 'in Verbindung steht, und daß in den den Hochdruckzylinder (K) mit diesem Niederdruckzylinder (K²) verbindenden Aufnehmer (M) ein Drosselorgan (m¹) eingebaut ist.

5. Mit einer aus einem Hochdruck- und einem Niederdruckzylinder bestehenden Verbund-Dampfmaschine ausgerüstete Dampfkraftanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen

Hochdruck- und Niederdruckzylinder angeordnete Aufnehmer (0) mit dem Natronbehälter, der Niederdruckzylinder (N¹) mit dem Kondensator (D) in Verbindung steht, und daß in den Aufnehmer (0) ein Drosselorgan (ο¹) eingebaut ist.

6. Mit einer Mehrfach - Expansions-Dampfkraftmaschine (Kolbenmaschine oder mehrstufige Turbine) ausgerüstete Dampf-

lo. kraftanlage nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen • den Dampf zylindern (P, P¹, P²) oder Turbinenstufen (S, S¹, S²) eingeschalteten Aufnehmer (Q, R) mit dem Natronbehälter und der Teil der Dampfkraftmaschine mit der niedrigsten Druckstufe (P², S²) mit dem Kondensator (D) in Verbindung steht, und daß einerseits in den Aufnehmern (Q, R) Drosselorgane (q¹, r¹) für die Dampfverteilung angeordnet, andererseits hinter den Aufnehmern (Q, R) in der zum Natronbehälter führenden Leitung Absperrorgane (f¹, f^%) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die nach dem Natronbehälter führende Leitung (^ mit jedem der Aufnehmer verbunden werden kann.

7. Vorrichtung zum Betriebe der Mehrfach-Expansions-Dampfkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Natronbehälter zuzuführende Dampf bei niedrigem Gegendrucke im Na-'tronbehälter dem Aufnehmer (R) mit dem niedrigsten Drucke und, wenn der Druck im Natronbehälter eine gewisse die Wirtschaftlichkeit der Dampfkraftmaschine in Frage stellende Größe erreicht hat, dem folgenden Aufnehmer (Q) mit höherem Drucke durch entsprechende Einstellung der Drosselorgane (f, f¹, f²) entnommen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.