DE317928C

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Publication number: DE317928C
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Description

Es ist bekannt, daß bei der Kondensation von Dampf in einer Salzlösung (NaOH- oder Ca Cl-Lösung) die latente Wärme des Dampfes bei einer höheren Temperatur als die des niederzuschlagenden Dampfes frei wird und zum Verdampfen von Wasser benutzt werden kann. Der hierbei entstehende Dampf hat eine höhere Dampfspannung als der in der Salzlösung niedergeschlagene. Diese Eigenschaft einer SaIzlösung wurde verwertet, um einen feuerlosen und rauchfreien Betrieb einer Dampfmaschine zu ermöglichen. Hierbei wurde der Abdampf einer Dampfmaschine in einer heißen Salzlösung niedergeschlagen ; die hierbei frei werdende latente Wärme des Dampfes ging in Wasser, das durch ein in die Salzlösung eingebautes Rohrsystem strömte, über. Der aus dem Wasser entstehende höhergespannte Dampf wurde der Dampfmaschine zugeführt, zur Energieerzeugung ausgenutzt und ebenfalls in die Salzlösung eingeleitet. Die frei werdende latente Wärme wurde wiederum zur Dampferzeugung benutzt. Es wird mithin bei diesem Betrieb mehr und mehr Wasserdampf der Salzlösung zugeführt, bis die Verdünnung einen gewissen Wert erreicht hat.

Um einen weiteren feuerlosen Betrieb zu ermöglichen, um also eine für den feuerlosen Dampfmaschinenbetrieb konzentriertere Lösung mit höherer Temperatur zurückzuerhalten, mußte zunächst das Wasser aus der Salzlösung verdampft werden.

Während bei diesem Verfahren Gewicht auf Erzielung eines feuerlosen Dampfbetriebes gelegt wurde ohne Rücksichtnahme auf hohe Wirtschaftlichkeit, soll durch' die vorliegende Erfindung der bisher erreichbare Wirkungsgrad einer Dampfmaschinenanlage verbessert werden. An die Abdampfseite einer Dampfmaschine oder Turbine soll ein feuer loser Dampferzeuger, wie oben beschrieben, angeschlossen werden. Die verdünnte Salzlösung dieses Behälters wird in einen mit Brennstoff geheizten Kessel gepumpt, woselbst das Eindampfen der Lösung unter hohem Druck erfolgt. Die konzentrierte Lösung fließt dem feuer losen Dampferzeuger wieder zu. Sie macht also einen Kreislauf, auf welchem Wege sie verdünnt und darauf wieder eingedampft wird.

Der in dem geheizten Kessel erzeugte Hochdruckdampf wird der Hochdruckstufe einer Dampfmaschine zugeführt, leistet Arbeit und wird in der Salzlösung niedergeschlagen. Er legt also einen Kreislauf vom Hochdruckdampfkessel durch die Maschine in die unter niedrigem Druck stehende Salzlösung und von hier aus wieder in den Hochdruckkessel zurück.

Das Druckgefälle des in dem Rohrsystem des feuerlosen Dampferzeugers verdampften Wassers wird entweder in einer besonderen Maschine oder in der gleichen Dampfmaschine von einer mittleren Druckstufe aus bis zum Vakuum hinunter ausgenutzt. Das in dem · wassergekühlten Kondensator gewonnene Kondensat wird dem feuerlosen Dampferzeuger zur neuen Verdampfung wieder zugeführt, be-

schreibt also einen Kreislauf durch Verdampfer, Maschine und Kondensator.

Z. B. soll NaOH-Lösung in dem Hochdruckdampfkessel α unter 16 Atm. absoluten Druck eingedampft werden. Der entstehende Dampf wird in bekannter Weise durch die Abgase des Kessels überhitzt und von 16 Atm. abs. Druck und rund 350 ° C Temperatur bis hinunter auf rund 88 bis 90 Prozent Vakuum in einer Dampfmaschine f ausgenutzt. Unter diesem letzteren Vakuum wird der Dampf durch Leitung b der NaOH-Lösung des feuerlosen Dampferzeugers c zugeführt und hier niedergeschlagen. Die durch die Verdichtung des Dampfes frei werdende latente Wärme geht bei rund 150⁰C durch die Wandung des Rohrsystems d an das durch die Rohre fließende Wasser über und verdampft dieses bei rund 1,5 bis 2,0 Atm. abs. Druck. Der Dampf strömt durch Leitung e einer mittleren Druckstufe der Turbine/" zu, gibt einen. Teil der ihm innewohnenden Energie an die Niederdruckräder ab und wird unter rund 95 Prozent Vakuum im Kondensator g niedergeschlagen.

Das Kondensat mit rund 30⁰C Temperatur wird mit Hilfe der Pumpe h durch den Vorwärmer i wiederum dem Rohrsystem d zugeführt und von neuem verdampft. Die verdünnte NaOH-Lösung von rund 150⁰C Temperatur wird durch Pumpe k in den Hochdruckkessel α gedrückt, dort eingedampft und fließt mit rund 250° C Temperatur durch den Vorwärmer i dem feuerlosen Verdampfer c zu. Da zur Dampferzeugung aus einer Salzlösung der gleiche Wärmeaufwand erforderlich ist wie bei reinem Wasser, so steht bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren bei gleichem Kohlenaufwand zur Energieerzeugung

ι. ein Druckgefälle von 16 Atm. abs. und 350° C Temperatur bis hinunter auf 88 bis 90 Prozent Vakuum, und

2. noch ein Druckgefälle von 1,5 oder gar 2,0 Atm. abs. bis hinunter auf 95 Prozent Vakuum zur Verfügung.

Sollen z. B. stündlich in dem Kessel a oder einer Anzahl von Kesseln 20000 kg Wasser verdampft werden, so leistet diese Dampfmenge in einem turboelektrischen Aggregat für ein Druckgefälle nach Fall 1 rund 3 390 kW; gleichzeitig wird von der in dem feuerlosen Dampferzeuger entstandenen Dampfmenge für ein Druckgefälle nach Fall 2 rund 1620 kW erzeugt, zusammen also 5 010 kW.

Würde die gleiche Dampfmenge von 20 000 kg/Std., wie bisher üblich, nur von 16Atm. und 350⁰C Temperatur direkt bis zum Vakuum von 95 Prozent im Kondensator g ausgenutzt, so beträgt die erzeugte elektrische Energie nur rund 3 820 kW, d. h. es werden nach dem neuen Verfahren rund 30 Prozent mehr Energie ! bei gleichem Kohlenverbrauch erzeugt. Weiterhin wäre noch zu berücksichtigen, daß die verdünnte Salzlösung dem Hochdruckkessel schon mit rund 150⁰ C zugeführt wird, was in Wirklichkeit einen geringeren Kohlenaufwand bedeutet.

Wird Dampf zu Heizzwecken benötigt, so läßt sich der vorliegende Erfindungsgedanke hierfür ebenfalls vorteilhaft verwerten. Der aus der Salzlösung im Hochdruckkessel erzeugte Dampf verrichtet Arbeit in einer Kraftmaschine bis zu einem bestimmten Vakuum hinunter, strömt in den feuerlosen Dampferzeuger und wird dort niedergeschlagen. Der in diesem Behälter entstehende Dampf von höherer Spannung wird zum Heizen, Kochen usw. verwendet. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß an Stelle des verhältnismäßig kleinen Wärmegefälles von 16 Atm. abs. bis auf rund 2 bis 3,0 Atm. abs. Heizdampfspannung ein Wärmegefälle bis hinunter auf z. B. rund 50 Prozent Vakuum zur Energieerzeugung herangezogen werden kann, was ebenfalls eine nicht unbeträchtliche Kohlenersparnis bedeutet.

Steht Abdampf von anderen Kraftmaschinen zur Verfügung, so wird dieser vorteilhaft in den feuerlosen Dampfkessel geleitet und zur Erzeugung von höher gespanntem Dampf benutzt, der alsdann in einer Kraftmaschine bis zur Kondensatorspannung hinunter ausgenutzt wird. Die verdünnte Salzlösung wird dann wiederum in dem mit Brennstoff geheizten Dampfkessel eingedampft und der hochgespannte und hochüberhitzte Frischdampf ebenfalls zur Energieabgabe herangezogen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Betriebe von Dampfkraftanlagen, bei denen ein feuerloser, mit Salzlösung gefüllter Dämpferzeuger (c) und ein mit Brennstoff geheizter Dampferzeuger (a) zum Wiedereindampfen der verdünnten Salzlösung vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger vom Kessel aus einen Kreislauf durch Kraftmaschine (f), durch den feuerlosen Dampferzeuger (c) zurück zum Kessel (α) macht, während das wärmeführende Mittel im Rohrsystem (d) des feuerlosen Dampferzeugers (c) verdampft wird, die Kraftmaschine (/"), den Kondensator (g) und den Dampferzeuger (c) durchkreist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 für Dampfkraftanlagen, bei denen Dampf zu Heiz- und Kochzwecken benötigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die<e Heizdampimenge zwischen Verdampfer (e) und Kraftmaschine (/") entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 für An- iao

lagen, bei denen Abdampf anderer Kraftmaschinen noch zur Leistungsabgabe herangezogen werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß diese Abdampfmenge direkt oder nach Durchströmen eines Teiles der Kraftmaschine in den feuerlosen Dampferzeuger geleitet und der in diesem Apparat mit höherem Druck entstehende Dampf zur Energieerzeugung in der Kraftmaschine ausgenutzt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.