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Vorrichtung zur Bestimmung der absoluten Kondensatorspannung. Bei
Dampfturbinenkondensation ist es wichtig, die absolute @ Kondensatorspannung einwandfrei
zu messen. Alle. Instrumente, die die Spannung unmittelbar messen, erfüllen diese
Forderung nicht, weil Federmanometer und Barometer durch die Veränderung der Metallfedern
unzuverlässig sind, während die Quecksilberinstrumente dadurch unbiauchbar werden,
daß sich in den Röhren, mit denen sie an den Kondensationsraum "angeschlossen sind,
Wasserdampf kondensiert und schließlich als- flüssiges Wasser in das Quecksilber
gelangt. Bei Anwendung beider Instrumente bleiben außerdem in den dünnen Verbindungsröhren.
leicht Wassersäulen hängen, die dann ebenfalls Meßfehler ergeben. Es ist deshalb
wohl schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, gar nicht, die Spannung unmittelbar
zumessen, sondern die Temperatur im Kondensator zu bestimmen. Der Verwirklichung
dieses Gedankens stehen jedoch gewisse Schwierigkeiten gegenüber; einmal ist ein
an beliebiger Stelle des Kondensators angebrachtes Thermometer sehr unbequem für
die Ablesung, ferner gestattet ein solches Instrument, wenn es nicht richtig angebracht
wird, nicht die Bestimmung der Spannung aus den Dampftabellen, weil an einzelnen
Stellen der Dampf -überhitzt ist, so da.ß das Thermometer eine höhere Temperatur
anzeigt, als der vorhandenen Spannung nach den Dampftabellen entspricht, während
an anderen Stellen eine Mischung von Wasserdampf und Luft vorliegt, so daß unter
Benutzung der gemessenen Temperatur nicht die gesamte absolute Kondensatorspannung,
sondern nur die Dampfteilspannung aus den Dampftabellen abgelesen wird Bei der Vorrichtung
nach der Erfindung wird mit Hilfe eines elektrischen Widerstandskörpers die absolute
Gesamtspannung ,an beliebigen Stellen des Kondensators gemessen und kann bequem
an einer gewünschten Stelle an einem elektrischen Meßinstrument abgelesen werden.
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Die Skala dieses Strommessers enthält unmittelbar die mit dem Meßkörper
festgestellte Temperatur. Neben dieser Temperaturskala ist aber außerdem die Spannung
angegeben, die sich aus den Tabellen für Wasserdampf ergibt. Damit die Ablesung
an dieser Spannungsskala richtig ist, - darf der Temperaturmeßk örperzveder im überhitzten
Wasserdampf liegen, noch in stark lufthaltigem Wasserdarnp£ Die Zeichnung stellt
die Erfindung schematisch dar. Der Wasserdampf tritt durch den Stutzen a in den
Kondensator ein. Er stößt dann auf die Kühlröhren, die vom Wasser durchflossen sind,
und tritt teilweise in dieselben ein, teilweise wird er seitlich abgelenkt. Hierbei
tird ihm die Überhitzung, die er vor allem bei geringer Last der Maschine leicht
nat, schnell entzogen, so daß er unterhalb der ersten IZiihlrei.en 'an der Stelle
c gesättigt ist. Da der Dampf stark durcheinander gewirbelt wird, so worden die
Nebel gesättigten Dampfes auch unmittelbar oberhalb der ersten Kühlreihe vorhanden
sein, besonders seitlich vom Dampfeintrittsstutzen, beispielsweise an der Anschlußstelle
b des Rohres h. An dieser Stelle wird also aus der gemessenen Dampftemperatur
unmittelbar die absolute Kondensatorspannung folgen. Um die absolute Spannung in
Stutzen a zu messen, ist deshalb, an
der Stelle c ein Widerstandskörper
angebracht, der unter Einschaltung einer Stromquelle von gleichbleibender bestimmter
Spannung an das Instrument f augeschlosEen ist. Dieses zeigt die Temperatur und
auch gleichzeitig die aus den einzelnen Temperaturen unter Benutzung der Tabellen
für Wasserdampf folgenden Spannungen an. Tritt der Dampf-von dieser Meßstelle c
aus durch die Kühlrohre hindurch, so wird der Dampf mehr und mehr 'niedergeschlagen.
Dadurch nimmt die mit dem Dampf dem Vakuumraum ständig zufließende Luft, die an
der Eintrittsstelle so geringfügig ist, daß ihre Teilzpannung weniger als einTausendstel
der Gesamtspannung beträgt, an Bedeutung zu, so daß ihre Teilspannung immer mehr
zunimmt und der Gesamt- und besonders der Dampfteilspannung gegenüber in Betracht
kommt, am meisten an der Luftabsaugestelle g. Neben der absoluten Kondensatorspannung
an der Dampfeintrittsstelle ist aber gerade diejenige an der Luftabsaugestelle g
von besonderer Bedeutung.
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Beim Durchtritt durch das Rohrsystem tritt beim Dampfstrom durch den
Widerstand ein Spannungsabfall ein, so daß bei g eine geringere absolute Spannung
vorliegt als bei c. Zufolge dieses Spannungsabfalls tritt durch das bei
b angeschlossene Rohr 1a ein kleiner Teil des Dampfes zum Raum g über, der
aber auf dem Wege wegen der fehlenden Wasserkühlung beim Rohre h keine Gelegenheit
hat, Wasserdampf auszuscheiden; er bleibt also praktisch luftfrei. Beim Durchfluß
durch das Rohr la wird zwar als Folge des geringen Spannungsabfalls ein kleiner
Energiewert frei, der sich in Wärme und damit in eine ganz geringfügige Überhitzung
dcs Wasserdampfes umsetzt, soweit diese geringe Wärme nicht schon durch die Luftkühlung
des Rohres h beseitigt wird, verschwindet sie sofort, @ wenn der übergeleitete Dampf
an der Austrittsstelle auf das.kältere Dampfluftgemisch stößt. Solange aber das
umgebende Dampfluftgemisch in den umgeleiteten Strom nicht eindringen kann, kann
sich auch in ihm keine neunbare Luftteilspannung ausbilden. Der Dampf wird an der
Austrittsstelle des Rohres h deshalb nur bis zur Sättigungstemperatur abgekühlt
und wird dort zwar die Spannung haben, die im unteren Teil des Kondensators herrscht,
nicht aber den Luftgehalt des sonst dort vorhandenen Dampfes. An dieser Austrittsstelle
befindet sich deshalb der Widerstandskörper i zur Temperaturmessung, der ebenfalls
mit dem Strommesser f unter Einschaltung einer Stromquelle von bestimmter Spannung
verbunden ist.
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In genau gleicher Weise kann von der Stelle b aus ein Verbindungsrohr
angebracht werden zu jeder anderen Stelle des Kondensators, an der die absolute
Gesamtspannung gemessen werden soll, Für Kondensationsanlagen wird eine gute Beurteilung
ermöglicht, wenn die Spannungen an der Dampfeintrittsstelle und an der Luftabsaugestelle
dauernd nebeneinander beobachtet werden können. Deshalb werden zweckmäßig beide
Spannungen gleichzeitig durch zweiverschiedene Zeiger auf derselben Skala angezeigt.
Das ist leicht erreichbar, indem man bei f füi die zwei verschiedenen Meßstellen
c und i zwei verschiedene Strommesser anordnet, die auf gleicher Skala; arbeiten.
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Von besonderer Wichtigkeit ist es noch für die Güte einer Kondensationsanlage,
daß die Sättigungstemperatur des eintretenden Dampfes sehr nahe an diejenige des
Kühlwassers herankommt, das als Warmwasser nach seiner Erwärmung im Kondensator
abfließt. Da nun neben den Spannungen*sowieso die Sättigungstemperaturen gemessen
werden,. wird die Übersicht über die Anlage noch wesentlich dadurch erhöht, daß
in das Warmwasserabflußrohr e ein weiterer Widerstandskörper d zur Temperaturmessung
eingebaut wird, der auf einen weiteren Zeiger wirkt, der auf der gleichen Skala
f arbeitet. Aus den gegenseitigen Abständen der einzelnen Zeiger sind dann sofort
die Temperaturabstände zu erkennen. Die Temperatur des Kühlwassers vor seinem Eintritt
in den Kondensator kann auf diese Weise auch noch gemessen werden. Statt den Temperaturunterschied
durch den Abstand zweier Zeiger zu messen, kann er auch durch einen gemeinsamen
Zeiger angezeigt werden, wie es an sich für andere Zwecke bekannt ist. Diese bekannten
Instrumente enthalten entweder zwei magnetische Felder, die auf die Zeigerachse
in entgegengesetztem Sinne wirken, oder sie enthalten eine Wheatstonesche Brücke,
mit Hilfe deren auf den Instrumentenzeiger der Unterschied des Widerstandes der
beiden Widerstandskörper und damit der Unterschied der -zu messenden Temperaturen
wirkt.