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Vorrichtung zum Einspeisen von Speisewasser in einen
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Dampfkessel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspeisen
von Speisewasser in einen mit einer Trommel versehenen Dampfkessel über eine Kondensatrücklaufleitung,
einen Speisewassersammelbehälter und eine in die Trommel mündende Speisewasserleitung.
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Für das Einspeisen von Speisewasser in bekannten Dampf-/ Kondensatkreisläufen
werden elektrisch betriebene Pumpen benötigt, die das Kondensat zur Kesselanlage
zurück und in den Dampfkessel fördern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der elektrisch betriebene Pumpen nicht erforderlich
sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Speisewassersammelbehälter
oberhalb des Wasserspiegels in der Trommel angeordnet und über eine absperrbare
Dampf leitung mit dem Dampfraum der Trommel verbunden ist, daß oberhalb des Speisewassersammelbehälters
ein Sondensatsammelbehälter angeordnet ist, der über eine absperrbare Kondensatleitung
und eine absperrbare Dampfansaugleitung mit dem Speisewassersammelbehälter verbunden
ist
und daß die Kondensatrücklaufleitung über ein Rückschlagventil
in den Kondensatsammelbehälter mündet.
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Die Wirkungsweise, die Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung seien im folgenden zusammen mit einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch das Fließbild einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung.
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Der Dampfkessel 1 ist als Rauchrohrkessel daryestellt. Br enthält
eine Trommel 2, die bis zu einem Wasserspiegel 3 mit Wasser gefüllt ist. Durch den
Wasserraum 4 der Trommel 2 sind schematisch als Heizflächen dargestellte Rauchrohre
5 geführt. Der in dem Dampfkessel 1 erzeugte Dampf sammelt sich in dem Dampfraum
6 oberhalb des Wasserspiegels 3.
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Anstelle eines Rauchrohrkessels kann auch ein Wasserrohrkessel mit
einer Ausdampftrommel verwendet werden.
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An den Dampfraum 6 der Trommel 2 ist eine Dampfabführungsleitung 7
angeschlossen, durch die der erzeugte Dampf einem nicht dargestellten Verbraucher
zugeführt wird.
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Dieser Verbraucher kann durch eine Fernheizung dargestellt sein. Der
erzeugte Dampf kann aber auch zur Erzeugung von Prozeßwärme verbraucht werden. Der
in dem Verbraucher kondensierte Dampf wird als Kondensat über eine Kondensatrücklaufleitung
8 zu dem Dampfkessel 1 zurückgeführt und über eine Speisewasserleitung 9 in die
Trommel 2 eingespeist. Die Speisewasserleitung 9 mündet in die Trommel 2 und ist
dort mit Verteilerrohren 10 verbunden, die in den Wasserraum 4 der Trommel 2 eintauchen.
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Die Einspeisung des Speisewassers erfolgt ohne Verwendung von Hilfsenergie
zum Beispiel in Form von elektrisch betriebenen Kondensat- oder Speisewasserpumpen
mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Einrichtung. Auf einem
höheren
Niveau als der Wasserspiegel 3 in der Trommel 2 des Dampfkessels 1 ist ein Speisewassersammelbehälter
11 aufgestellt, in dem ein Wasserstand 12 eingehalten ist.
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Der Speisewassersammelbehälter 11 ist mit der Speisewasserleitung
9 verbunden. Uber eine Dampfleitung 13 ist eine Verbindung zwischen dem Dampfraum
6 der Trommel 2 und dem SpeisewassersammelbehAlter 11 hergestellt. Sowohl in (ler
Speisewasserleitung 9 als auch in dr L)ampfleitung 13 ist ein Absperrventil 14 bzw.
15 vorgesehen.
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Soll der Speisewasserbehälter 11 gleichzeitig als Entgaser für das
Speisewasser dienen, so ist die Einmündung der Dampfleitung 13 in den Speisewassersammelbehälter
11 mit einem Verteiler 16 verbunden, dessen Austrittsöffnung unterhalb des Wasserstandes
12 vorgesehen ist. Gleichzeitig ist an den oberen Teil des Speisewassersammelbehälters
11 eine Brüdenleitung 17 angeschlossen, die in die freie Atmosphäre führt, In die
Brüdenleitung 17 ist ein Absperrventil 18 eingesetzt.
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Auf einem höheren Niveau als der Speisewassersammelbehälter 11 ist
ein Kondensatsammelbehälter 19 angeordnet, zu dem die Kondensatrücklaufleitung 8
führt. Vor dem Eintritt in den Kondensatsammelbehälter 19 ist in der Kondensatrücklaufleitung
8 ein Rückschlagventil 20 angeordnet, das eine in Strömungsrichtung des Kondensates
liegende Durchflußrichtung aufweist. Der kondensatseitige Austritt des Kondensatsammelbehälters
19 ist über eine Kondensatleitung 21 mit dem Speisewassersammelbehälter 11 verbunden.
In dem Speisewassersammelbehälter 11 ist eine Zerstäuberdüse 22 vorgesehen, die
an die Kondensatleitung 21 angeschlossen ist.
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Schließlich ist noch eine Dampfansaugleitung 23 vorgesehen, die eine
Verbindung zwischen dem Raum des Speisewassersammelbehälters 11 oberhalb des Wasserstandes
12 mit dem
Kondensatsammelbehälter 19 herstellt. Innerhalb des Kondensatsammelbehälters
19 ist eine Rohrschlange 24 angeordnet, deren eines Ende mit der Dampfansaugleitung
23 verbunden ist und deren anderes Ende in das Kondensat innerhalb des Kondensatsammelbehälters
19 eintaucht.
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In der Kondensatleitung 21 und in der Dampfansaugleltung 23 ist je
ein Absperrventil 25 bzw. 26 vorgesehen Die dargestellte Einspeisevorrichtung weist
zwei parallel yeschaltete Stränge auf, die in der beschriebenen Weise je einen Speisewassersammelbehälter
11 und einen Kondensatsammelbehälter 19 umfassen. Diese beiden Stränge werden wechselweise
betrieben. Zu diesem Zweck ist in der Kondensatrückführungsleitung 8 ein Dreiwegeventil
27 angeordnet, über das entweder der eine oder der andere Strang mit Kondensat beaufschlagt
wird. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Stränge vorgesehen werden. Es
ist für die Durchführung der Erfindung im Prinzip auch möglich, nur einen einzigen
Strang zu verwenden. In diesem Faile müßte aber in der Kondensatrücklaufleitung
ein Auffanggefäß vorgesehen werden.
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Zur Erläuterung der Funktionsweise der Einspeisevorrichtung sei angenommene
daß der in der Zeichnung linke Strang in den Dampfkessel 1 einspeist. Zu diesem
Zweck sind innerhalb des linken Stranges die in der Kondensatleitung 21, in der
Dampfanaaugleitung 23 und in der Brüdenleitung 17 vorhandenen Absperrventile 25,
26 und 18 geschlossen. Das Dreiwegeventil 27 ist so geschaltet, daß der Kondensatrückstrom
bei geöffnetem Rückschlagventil 20 zu dem rechten Strang geleitet wird. Gleichzeitig
verhindert das sich in Schließstellung befindliche Rückschlagventii 20 des linken
Stranges ein Zurückströmen
des Kondensates in die Kondensatrücklaufleitung
8 Durch ein öffnen der Absperrventile 14 und 15 in der Speise-Wasserleitung 9 und
der Dampfieltung 13 entsteht ein Ausgleich des in dem Spe4sewasser^ammelhAlter 11
herrsuchenden Druckes mit dem Druck innerhalb der Trommel 2 des Dampfkessels 1 Da
sich der Speisewassersammelbehalter 11 auf einem höheren Niveau befindet als der
Wasserspiegel 3 innerhalb der Trommel 2 fließt das in dem Speisewassersammelbehälter
11 enthaltene Wasser aufgrund der geodätischen Höhendifferenz und des unterschiedlichen
spezifischer Gewichtes der Wassersäule und der Dampfsäule in den Dampfkessel 1.
Bei Erreichen eines unteren Wasserstandes im Speisewassersammelbehälter 11 schließen
die Absperrventile 14 und 15 in der Speisewasserleitung 9 und der Dampfleitung 13
und der rechte Strang übernimmt nach einer Umstellung des Dreiwegeventiles 27 nun
die Einspeisung in den Dampfkessel 1.
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Zum Wiederauffüllen des Speisewassersammelbehälters 11 des linken
Stranges werden die Absperrventile 25 und 26 in der Kondensatleitung 21 und der
Dampfansaugleitung 23 geöffnet.
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Das Drelwegeventil 27 leitet den Kondensatrückfluß zu dem Kondensatsammelbehälter
19 des linken Stranges. Der zunächst noch in dem Speisewassersammelbehälter 11 und
dem Kodensatsammelhälter 19 herrschende Uberdruck gegenüber dem Kondensatsystem
muß durch eine Kondensation des Dampfes im SpeisewassersammelbehAlter 11 abgebaut
werden. Dies geschieht einerseits durch eine Feinzerstäubung des in den Speisewassersammelbehälter
11 einströmenden, im Vergleich zum Dampf kälteren Wassers in der Zerstäuberdüse
22.
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Andererseits wird durch die Dampfansaugleitung 23 Dampf
aus
dem 5peisewassersammelbehälter 11 angesaugt und innerhalb des Kondensationssammelbehälters
19 mittels der Rohrschlange 24 kondensiert. Durch den sinkenden Druck gibt das Rückschlagventil
20 den Weg für einen Kondensationsstrom in den KondensatsammelbehAlier 19 und in
den Seisewassersammelbehälter 11 frei. Mittels des so entstallderu Unterdruckes
wird das Kondensat aus der Kondensatrücklaufleitung 8 in den Kondensatsammelbehälter
19 angesaugt.
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Der Wasserspiegel innerhalb des Kondensatsammelbehälters 19 steigt,
und bei Erreichen eines oberen Wasserstandes erfolgt die Umschaltung des Füllvorganyes
auf den rechten Strang. Damit steht der linke Strang wieder für das oben beschriebene
Einspeisen in den Dampfkessel 1 zur Verfügung.
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Soll das in dem Speisewassersammelbehälter 11 vorhandene Wasser vor
der Einspeisung in die Trommel 2 des Dampfkessels . entgast werden, wird das Absperrventil
18 in der Brüdenleistung 17 geöffnet. Der durch die Rohrschlange 16 unterhalb des
Wasserstandes 12 in das Wasser eintretende Dampf sorgt für eine Temperaturerhöhung
des Wassers, die die Löslichkeit für die gelösten Gase herabsetzt. Die auf diese
Weise freigesetzten Gase entweichen durch die Brüdenleitung 17 ins Freie, Ueber
eine Temperaturmessung wird die Temperatur der entweichenden Gase ermittelt. Erreicht
diese Temperatur die Siedetemperatur des Wassers bei dem betreffenden Druck, so
schließt das Absperrventil 18. Die Temperaturwerte lassen sich passend zum jeweilig
herrschenden Dampfdruck im Dampfkessel 1 gleitend vorgeben.
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Bei geschlossenen Kreisläufen sind die Füllmengen im System bis auf
kleine Leckageveriuste konstant. Bei unterschiedlichem Wärmebedarf der Verbraucher
verschieben sich jedoch die eingespeicherten Wassermengen zwischen dem Dampfkessel
1 und dem Verbraucher. Der Dampfkessel 1 wird
deshalb so ausgelegt,
daß er mit seinem Füllvolumen diese Schwankungen ausgleichen kann. Falls die Speicherung
im Dampfkessel 1 zu ungünstigen Bedingungen führt, kann die Speicherung des Speisewassers
auch in dem Speisewassersammelbehälter 11 erfolgen. Dabei wird der untere Wasserstand
o verändert, daß eIn Ausgleich der Füllvolumina möglich ist
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