DE244794C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- Ju 244794 . KLASSE 14#. GRUPPE- Ju 244794. CLASS 14 #. GROUP

HULDREICH KELLER in ZÜRICH.HULDREICH KELLER in ZURICH.

Kttndensationsanlage mit Kreiselpumpen als Hilfsmaschinen.Kttndensationsanlage with centrifugal pumps as auxiliary machines.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. August 1909 ab.Patented in the German Empire on August 14, 1909.

Die Erfindung betrifft Kondensationsanlagen mit Kreiselpumpen als Hilfsmaschinen. Für derartige Kondensationsanlagen ist es erwünscht, die Hilfemaschinen mit Dampfmaschinen antreiben zu können, um vom elektrischen Strom unabhängig zu sein. Das gilt ganz besonders hinsichtlich des Anfahrens. Wenn man aber die Luft-, die Kondensat- und die Kühlwasserpumpe gemeinsam vonThe invention relates to condensation systems with centrifugal pumps as auxiliary machines. For Such condensation systems, it is desirable to use the auxiliary machines with steam engines to be able to drive in order to be independent of the electric current. This is particularly true when it comes to starting up. But if you have the air, the condensate and the cooling water pump together from

ίο einer und derselben Dampfturbine antreiben will, so ergeben sich konstruktive und wirtschaftliche Schwierigkeiten. Es ist schwer, eine Umlaufszahl zu finden, welche für alle drei Pumpenarten paßt und geeignet ist, die Antriebsdampfturbine mit einem annehmbaren Dampfverbrauch betreiben zu können. In der Regel muß hauptsächlich wegen der Kühlwasserpumpe eine Umlaufszahl gewählt werden, die für eine gut arbeitende Dampfturbine von so kleiner Leistung, wie sie hier in Frage kommt, viel zu niedrig ist und die deshalb eine teure Turbine und dauernden großen Dampf verbrauch bedingt.ίο drive one and the same steam turbine there are constructive and economic difficulties. It is difficult, to find a rotation number that fits and is suitable for all three types of pumps, the To be able to operate drive steam turbine with an acceptable steam consumption. In As a rule, a number of revolutions must be selected mainly because of the cooling water pump, that for a well-functioning steam turbine of as little power as the one in question here is far too low and is therefore an expensive turbine and lasting large Steam consumption depends.

Die Erfindung beseitigt diesen Übelstand, indem die Kühlwasserpumpe in zwei getrennt angetriebene Pumpen von verschiedener Umlaufszahl, und zwar in eine kleinere Pumpe von höherer und ' eine größere Pumpe von niedrigerer Umlaufszahl unterteilt wird. Im Falle einer Oberflächenkondensation bezieht sich dies auf die sogenannte Zirkulationspumpe, im Falle einer Mischkondensation auf die sogenannte Warmwasser pumpe. Die kleinere Teilpumpe wird zweckmäßig mit einer Dampfturbine gekuppelt, welche zugleich auch die Luft- und gegebenenfalls die Kondensatpumpe antreiben kann. Dieser Maschinensatz erhält eine für einen guten Dampfverbrauch erforderliche hohe Umlaufszahl. Die größere Pumpe kann mit einem Elektromotor angetrieben werden, der seinen Strom von der Hauptturbodynamo erhält, falls die Kondensation an eine solche angeschlossen ist. Für die Inbetriebsetzung wird vorerst nur der rascher laufende Maschinensatz in Gang gesetzt; es genügen diese Hilfspumpen, um die große Turbine anfahren und so lange in Betrieb halten zu können, bis sie den für die große Wasserpumpe erforderlichen Strom liefert. Auch kann die Hauptmaschine schon teilweise von außen belastet werden. Von da an läuft die größere Pumpe mit, und die Hauptturbine kann auf Vollast gebracht werden.The invention eliminates this drawback by separating the cooling water pump into two driven pumps with different numbers of revolutions, namely in a smaller pump is divided by a higher and a larger pump with a lower number of revolutions. in the In the case of surface condensation, this refers to the so-called circulation pump, in the case of mixed condensation on the so-called hot water pump. The smaller one Partial pump is expediently coupled with a steam turbine, which at the same time also has the Can drive air and possibly the condensate pump. This machine set receives a high number of revolutions required for good steam consumption. The larger pump can be driven by an electric motor that gets its power from the main turbodynamo in case of condensation is connected to one of these. For the start-up, only the faster running machine set is set in motion; These auxiliary pumps are sufficient to start up the large turbine and keep it in operation for a long time to be able to hold until it supplies the electricity required for the large water pump. The main engine can also be partially loaded from the outside. From then on it runs the larger pump, and the main turbine can be brought to full load.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. α ist der Oberflächenkondensator, dem der aus einer Dampfturbine kommende Abdampf durch den Stutzen b zufließt. Aus dem Kondensator wird die Luft und das Kondensat durch das Rohr c mittels der gemeinsamen Luftpumpe und Kondensatpumpe d angesaugt, welche von der kleinen Dampfturbine e angetrieben wird. Auf der gleichen Welle sitzt die kleinere Kühlwasserpumpe f, welche beispielsweise etwa V₅ der für den vollen Betrieb des Kondensators erforderlichen Kühl- 6g wassermenge zu liefern imstande ist. Nachdem der Maschinensatz e, f, d läuft, die Pumpe d bereits Luft absaugt und die Pumpe f Wasser drückt, wird die Hauptturbodynamo in Betrieb gesetzt und erregt. Sobald sie genügend Strom liefern kann, wird der Elektromotor angelassen, der die größere Wasserpumpe g The drawing shows an embodiment. α is the surface condenser to which the exhaust steam coming from a steam turbine flows through the nozzle b. The air and the condensate are sucked in from the condenser through the pipe c by means of the common air pump and condensate pump d , which is driven by the small steam turbine e . On the same shaft sits the smaller cooling water pump f, which is able, for example, _{to deliver approximately V 5 of} the amount of cooling water required for full operation of the condenser. After the machine set e, f, d is running, the pump d is already sucking air and the pump f is pressing water, the main turbo dynamo is put into operation and excited. As soon as it can supply enough electricity, the electric motor that controls the larger water pump g

antreibt, die nun ihrerseits parallel zur Pumpe f dem Kondensator α Kühlwasser zudrückt.drives, which in turn pushes cooling water to the condenser α parallel to the pump f.

Sollte die große Kühlwasserpumpe g eines Anstandes wegen abgestellt werden müssen,If the large cooling water pump g of decency must be parked because,

'5 so kann dies während des Betriebes geschehen, wobei die kleine Pumpe f sehr wohl imstande ist, wenn auch unter Verminderung des Vakuums, den Betrieb der Kondensation und damit der Hauptmaschine noch aufrechtzuerhalten. This can happen during operation, the small pump f being able to maintain the operation of the condensation and thus of the main engine, even if the vacuum is reduced.

Sollte es erwünscht sein, die eine oder die andere Pumpe außer Betrieb setzen zu können, so müßten in die Rohre h und i, welche von den Pumpen f und g zu dem Kondensat or führen, Rückschlagklappen eingebaut werden, und es müßte außerdem der Antrieb der Kondensat- und Luftpumpe von dem Antrieb der Heineren Kühlwasserpumpe getrennt werden.Should it be desired to be able to put one or the other pump out of operation , check valves would have to be installed in the pipes h and i, which lead from the pumps f and g to the condenser, and the drive would also have to be installed The condensate and air pumps must be separated from the drive of the Heineren cooling water pump.

Außer der Möglichkeit des leichteren Anfahrens und der Reserve im Betrieb hat diese Anordnung noch einen wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil. Erfordern beispielsweise die vereinigten Luft- und Kondensatpumpen für ihren Antrieb 30 P. S., die gesamte Kühlwasserlieferung ebenfalls 30 P. S., so müßte eine Hilfsdampfturbine 60 P. S. leisten, wenn sie alle Pumpen zugleich antreiben sollte. Wegen ihrer durch die Kühlwasserpumpe bedingten geringen Umlaufszahl wird sie kaum mit einem größeren Gesamtwirkungsgrad als 35 Prozent arbeiten können, so daß sie also 60 : 0,35 = 170 Dampfeinheiten verbraucht. Wendet man nun aber die im obigen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellte Anordnung an, so muß die Hilf stur bine e für den Betrieb der Luftkondensatpumpe 30 P. S. und für die kleinere Kühlwasserpumpe f 6 P. S. leisten, zusammen also nur 36 P. S. Sie kann mit wesentlich höherer Umlaufszahl laufen als die vorhin genannte Dampfturbine und wird deshalb einen Wirkungsgrad haben, der kaum geringer ist als 42 Prozent. Sie verbraucht demnach 36 : 0,42 = 86 Dampfeinheiten. Die große Wasserpumpe g verbraucht 24 P. S.; der für ihren Antriebsmotor erforderliche Strom wird in der äußerst wirtschaftlich arbeitenden großen Turbodynamomaschine erzeugt, so daß für die ganze Um-Setzung der beim Eintritt in die große Turbine im Dampf enthaltenen Energie bis zu der an die Pumpe g abgegebenen Leistung wohl ein Gesamtwirkungsgrad von 55 bis" 60 Prozent gerechnet werden darf. Es sind also für den Betrieb der großen Pumpe g hoch gerechnet 24 : 0,55 = 44 Dampfeinheiten nötig, Im ganzen verbrauchen die beiden Maschinensätze d, e, f und die Pumpe g 86+44 = ¹S⁰ Dampfeinheiten (statt 170, wenn die ganze Kondensationsanlage nur mittels einer gemeinsamen Dampfturbine angetrieben würde). Die in einem Maschinensatz vereinigte Pumpenanlage würde also etwa ein Drittel mehr Dampf verbrauchen als die nach vorliegender Erfindung unterteilte Anlage. In addition to the possibility of easier start-up and the reserve in operation, this arrangement also has a significant economic advantage. For example, if the combined air and condensate pumps require 30 HP for their drive, and the entire cooling water supply also 30 HP, then an auxiliary steam turbine would have to produce 60 HP if it were to drive all pumps at the same time. Because of the low number of revolutions caused by the cooling water pump, it will hardly be able to work with an overall efficiency greater than 35 percent, so that it consumes 60: 0.35 = 170 steam units. But if you apply the arrangement shown in the above embodiment according to the invention, the auxiliary stur bine e must make 30 hp for the operation of the air condensate pump and 6 hp for the smaller cooling water pump f , so together only 36 hp run than the steam turbine mentioned above and will therefore have an efficiency that is hardly less than 42 percent. It therefore consumes 36: 0.42 = 86 steam units. The large water pump g consumes 24 hp; the electricity required for its drive motor is generated in the extremely economical large turbo dynamo machine, so that for the entire conversion of the energy contained in the steam when entering the large turbine up to the power delivered to the pump g , an overall efficiency of 55 to "60 percent can be calculated. So extrapolated 24: 0.55 = 44 steam units are required for the operation of the large pump g . Overall, the two machine sets d, e, f and the pump g consume 86 + 44 = ¹ S ⁰ steam units (instead of 170, if the entire condensation plant were driven by a common steam turbine only). The pump system combined in one set of machines would thus consume about a third more steam than the system subdivided according to the present invention.

Statt durch eine Dampfturbine e kann der aus der Kondensatluftpumpe d und der kleineren Wasserpumpe f bestehende Maschinensatz auch durch einen rasch laufenden Motor angetrieben oder unmittelbar auf die Welle der Hauptturbine gesetzt werden. Im ersteren Falle kann der Strom für die Zeit des Anfahrens einer fremden Quelle entnommen werden, die lange nicht so groß zu sein braucht und lange nicht so viel Strom zu liefern hat und insbesondere beim Anfahren weit mehr geschont wird, als wenn sie den ganzen Kondensationsbetrieb versorgen müßte. Instead of a steam turbine e , the machine set consisting of the condensate air pump d and the smaller water pump f can also be driven by a high-speed motor or placed directly on the shaft of the main turbine. In the first case, the current can be taken from an external source for the time it is started up, which does not need to be so large and does not have to supply as much current for a long time and is, in particular, spared much more during start-up than if they supply the entire condensation operation would have to.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, ein leichteres Inbetriebsetzen und einen wirtschaftlicheren Betrieb einer Kondensationsanlage dadurch zu erreichen, daß man die Anlage mittels zweier getrennt angetriebener Pumpen von verschiedenen Umlaufszahlen mit Kühlwasser versorgt.The essence of the invention is therefore an easier start-up and a more economical one To achieve the operation of a condensation system that the system by means of two separately driven Pumps of different numbers of revolutions supplied with cooling water.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Mischkondensationsanlage, bei welcher die Warmwasserpumpe in eine kleinere und eine größere Pumpe unterteilt und diese mit höherer bzw. niedrigerer Umlaufszahl betrieben werden. In diesem Falle kann wiederum die kleinere Warmwasserpumpe mit der Luftpumpe gekuppelt und beide durch eine besondere Dampfturbine oder einen rasch laufenden Elektromotor angetrieben oder unmittelbar auf die Welle der zugehörigen Hauptturbine gesetzt werden.The invention also extends to a co-condensation system in which the Hot water pump divided into a smaller and a larger pump and these with higher or with a lower number of revolutions. In this case, the smaller one can again Hot water pump coupled with the air pump and both by a special steam turbine or a high-speed electric motor driven or placed directly on the shaft of the associated main turbine will.

Die Erfindung bietet ferner Vorteile für den Betrieb von Kondensationsanlagen an Bord von Schiff en, ■, wo man beispielsweise für Heine Fahrt nur wenig Kühlwasser braucht und hierfür nur den Heineren Teil der unterteilten Kühlwasserpumpe in Betrieb zu erhalten braucht, während die größere Kühlpumpe lediglich für große Fahrt angesetzt zu werden braucht. In diesem Falle kann auch die große Pumpe mittels einer Dampfturbine angetrieben werden. Die Hilfsdampfturbinen können in bekannter Weise ihren Abdampf in eine Zwischenstufe der Hauptturbine oder in einen Vorwärmer abgeben, oder sie können mit Dampf gespeist werden, der an einer Zwischenstufe der Hauptturbine abgezapft wird. Natürlich kann auch nur die kleinere Teilpumpe durch eine Dampfturbine angetrieben werden, mit welcher auch noch die Luftpumpe zu kuppeln wäre, während die größere Teilpumpe in bisheriger Weise durch eine Kolbendampfmaschine oder einen Elektromotor angetrieben wird. Es bietet auch der reine elektrische Antrieb der unter-The invention also offers advantages for the operation of condensation systems On board ships, ■ where, for example, only a little cooling water is needed for a journey on the Heine and to keep only the Heineren part of the subdivided cooling water pump in operation needs, while the larger cooling pump only needs to be used for long journeys. In this case it can the large pump can also be driven by a steam turbine. The auxiliary steam turbines can give off their exhaust steam in a known way in an intermediate stage of the main turbine or in a preheater, or they can be fed with steam coming from an intermediate stage of the main turbine is tapped. Of course, only the smaller sub-pump can be operated by a steam turbine be driven, with which the air pump would have to be coupled while the larger sub-pump is driven in the previous manner by a piston steam engine or an electric motor. It offers also the purely electric drive of the

teilten Anlage Vorteile, weil die Luftpumpe wegen ihrer hohen Umlaufszahl nicht mit einer Kühlwasserpumpe gekuppelt werden könnte, die für die ganze Wasserbeschaffung ausreicht.shared system advantages, because the air pump because of its high number of revolutions is not a cooling water pump could be coupled for the whole water procurement sufficient.

Claims

Patent Claims:

i. Condensation system with centrifugal pumps as auxiliary machines, characterized in that that the cooling water by two separately driven pumps of different Circulation figures are procured, with the faster running pump being independent of the main engine to be started drive motor is driven.

2. condensation system according to claim 1, characterized in that the fast running cooling water pump together with the air and possibly with the condensate pump from a shared fast-running steam turbine, the slow-running cooling water pump from an electric motor is driven, with the pressure pipes of the two cooling water pumps automatic shut-off valves are installed upstream of the condenser.

1 sheet of drawings.