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Vorrichtung zur Gewinnung von Zusatzspeisewasser bei Dampfkraftanlagen.
Es sind Vorrichtungen zur Gewinnung von Zusatzspeisewasser bei Dampfkraftanlagen
bekannt, bei denen ein kleiner Teil des vom Kondensator erwärmt abfließenden Kühlwassers
in einer Wärmeaustauschvorrichtung beheizt und dadurch in einem Raum, der mit dem
Vakuumraum des Kondensators verbunden und: idaher mit ihm auf nahezu gleicher Spannung
steht, teilweise verdampft wird. Vom Bekannten unterscheidet sich der Er= findungsgegenstand
dadurch, daß zur Beheizung der Wärmeaustauschvorrichtung der Stopfbüchsensperrdampf
benutzt wird.
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W enn der Stopfbüchsensperrdaxnpf, wie es jetzt üblich ist, frei .entweicht,
so stellt dieses einen doppelten. Verlust (dar; erstens geht eine entsprechende
Speisewassermenge - und zweitens die im Dampf enthaltene Wärme nutzlos verloren.
Durch den Gegenstand der Erfindung wird beides ausgenutzt. Man hat nun zwar schon
früher vorgeschlagen, den Stopfbüchsensperrdampf dadurch auszunutzen, däß man ihn
unter Mischung mit speisefähigem Wasser niederschlägt. Die praktische Anwendbarkeit
dieses Verfahrens scheitert aber daran, idaß der Abdampf der Stopfbüchsensperrung
stark Iufthaltig .ist. Diese Luft gelangt dabei in das Kondensat, welches die Luft
begierig festhält und mit in den Kessel nimmt, wo sie die bekannten Zerstörungen
hervorruft. Dies Verfahren wird daher in der Praxis auch nicht angewandt, sondern
man sieht in jedem Dampfturbinenkrafthause nach wie vor .den Stopfbüchsensperrdampf
in die Atmosphäre entweichen. Da der Sperrdampf etwa t Prozent des gesamten Dampfverbrauchs
der Turbine bei Vollast entspricht, so handelt es sich bei dem Sperrdampf um sehr
erhebliche Dampfmengen, zumal der Dampfverbrauch für die Stopfbüchsensperrung, gleichgültig,
wie stark !die Turbine belastet ist, immer vorliegt, so daß er beispielsweise bei
'/4 Last -der: Maschine bereits ¢ Prozent der zum Betrieb ,der Turbine verwandten
Dampfmenge ausmacht.
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Der Erfindungsgegenstand bringt nun zum erstenmal eine Lösung, durch
die der Sperrdampf nutzbar gemacht wird, und zwar für die Speisew assererzeuggung,
ohne :daß die im Sperrdampf enthaltene Luft in nachteiliger Weise :das Speisewasser
verdirbt. Die dem Sperrdampf entsprechende -Kondens.atmenge wird durch den Erfindungsgegenstand
gewonnen, und es wird. weiteres Speisewasser durch seine Wärme erzeugt, ohne d'aß
die unerwünschte Nebenwirkung durch seinen Luftgehalt hervorgerufen wird, weil die
Wärme des Sperrdampfes durch einen Oberflächenapparat auf das zu verdampfende Wasser
übertragen wird, während. das aus ihm selbst gebildete Kondensat nach Abscheidung
der eingemischten Luft im Vakuumraum des Oberflächenkondensators noch von der absorbierten
Luft völlig befreit werden kann.
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Schematisch ist ider Erfindungsgegenstand in der beiliegenden Zeichnung
(dargestellt. a ist der Kondensator, dem der Abdampf :der Maschine durch das Rohr
b zufließt. Das Kühlwasser tritt durch Rohr c kalt in den Kondensator a ein und
verläßt ihn erwärmt durch das Rohr d. Von :dem durch das Rohr d
abfließenden
warmen Wasser wird ein kleiner
Teil abgezweigt. Er fließt ,durch
das Rohr e zum Behälter f, der :durch die Rohrleitung g mit dem Vakuumraum des Kondensators
verbunden ist und in dem deshalb die Kondensatorspannung herrscht, erhöht nur durch
den Strömungswiderstand in der Verbindungsleitung g. In diesem Behälter f
wird ein Teil dieses Wassers verdampft, indem es mittels Dampf durch eine Oberfläche
hindurch beheizt wird. Diese Oberfläche ist bei der Darstellung auf der Zeichnung
im Apparat i untergebracht. Der im Behälter f entstandene Dampf fließt durch die
Leitung g zum Kondensator a und wird. hier gemeinsam mit dem durch b zufließenden
Dampf, den er zu ergänzen hat, verflüssigt. Das dein Vakuumraum f durch die
Leitung e zugeführte, aber nicht verdampfte Rohwasser fließt durch die Leitung
l zur Strahlpumpe m, die die Luft aus dem Kondensator absaugt. Da das Rohr l ein
Fallrohr darstellt und deshalb einen Spannungsanstieg eintreten läßt, kann das Wasser
in die Strahlpumpe in. an einer Stelle des Diffusors einmünden, an der bereits der
erste Teil oder Luftverdichtung erfüllt ist. Ist die Strahlpumpe in, an deren Stelle
auch eine Schleuderpumpe treten kann, in den Kühl-,vasserstrom eingebaut, so fließt
damit der überschüssige Teil des bei d aus dem Kühlwasserstrom abgezweigten Rohwassers
in dieses zurück.
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Die auf der Zeichnung im Apparat i untergebrachte Heizfläche kann
unmittelbar im Vakuumraum f angeordnet sein, so daß an ihr unmittelbar die Verdampfung
des Wassers erfolgt. Hierbei besteht die Gefahr der Verkrustung auch dann noch,
wenn nur ein Teil des Rohwassers, verdampft wird. Ferner ist es bei solcher Anordnung
kaum möglich, die große Wasseroberfläche zu bilden, die bei Vakuumverdampfung nötig
ist, um es zu v erhindern" @daß die entstehenden Dampfblasen Wasser mitreißen.
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Die in'ider Zeichnung gewählte Darstellung stellt daher eine besonders
günstige Ausführung oder Erfindung dar. Die Heizfläche i ist getrennt vom Vakuumraum
f angeordnet, und für das dem Vakuumraum f durch die Leitung e zufließende Rohwasser
wind der Hauptteil des verfügbaren Spannungsabfalles zwischen den Heizapparat i
und den Vakuumraum f gelegt. Dadurch wird das Rohwasser im Heizapparat i zunächst
über die Verdampfungstemperatur -der im Raum f herrschenden Spannung erwärmt, ohne
d:aß es verdampft wird. Wenn dann das so erhitzte Wasser im Raum f auf die Vakuumspannung
kommt, wird ein Teil verdampft, indem sich der Rest auf die Verdampfungstemperatur
dieser Spannung abkühlt. Bei ,dieser Verdampfung lassen, sich leicht die erforderlichen
großen Wasseroberflächen durch regenartige Verteilung .des zufließenden Wassers.
schaffen. Außerdem lassen sich leicht einige Prellflächen k anbringen, um mitgerissene
Tropfen zurückzuhalten und dem überschüssigen Rohwasser zuzuführen.
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Das überschüssige Rohwasser fließt durch die Leitung L mit der Verdampfungstemperatur
der im Raume f herrschenden Spannung fort. Die für seine Erwärmung bis auf diese
Temperatur aufzuwendende Wärme ist verlorene Wärme. Da die Spannung in f nahezu
mit der Spannung im Kondensator a übereinstimmt und bei einem guten Kondensator
das durch die Leitung d abfließende Warmwasser bis nahezu auf ;diese Spannung erwärmt
ist, ist dieser Wärmeverlust nicht groß. Will man diesen Wärmeverlust weiter vermindern,
so kann man das durch die Leitung e abgezweigte Rohwasser zunächst durch den zum
Kondensator a durch die Leitung b fließenden Dampf bis ganz auf die Sättigungstemperatur
der Korndensatorspannung erwärmen, indem man :das Rohwasser zuerst durch: den Heizapparat
1a fließen läßt, der in das Abdampfrohr b oder einem. Abzweig von ihm eingebaut
ist.
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Will man im Raum f etwa zo Prozent des zufließenden Rohwassers verdampfen,
so muß man es im Raum i um etwa 6o° erwärin.en. Dies ist schon mit Abdampf von
0,3 Atm. absoluter Spannung erreichbar. Die Verwendung des Abidampfes rder
Stopfbüchsensperrung hierzu ist besonders zweckmäßig, ge,-gebenenfälls unter Zusatz
von anderem Abdampf, da seine Wiedergewinnung als Kondensat die erforderliche Menge
an Zusatzkondensat einschränkt. Der Sperrdampf fließt der inneren Kammer p der Stopfbüchse
durch die Rohrleitung o zu. Der Teil des Sperrdampfes, der durch Undichtigkeit zur
äußeren Stopfbüchskammer q hindurchtritt, wird durch Rohrleitung r zum Oberflächenheizapparat
i geleitet. Von diesem führt eine Luftabsau;geleitun:gs zum Diffusor oder Strahlpumpe
na und mündet an solcher Stelle ein, .daß im Dampfraum des Heizapparates i beispielsweise
o,2 Atm. Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck herrscht dann auch annähernd in
der äußeren Kammer q der Stopfbüchsie und verhindert den Austritt des Dampfes. Das
im Oberflächenapparat i gebildete Kondensat fließt durch die Rohrleitung t zum Vakuumraum
des Kondensators. Der Durchtritt der Luft wird durch den eingebauten Kondenstopf
u verhindert.
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Will man neben der Wiedergewinnung des Stopfbüchsensperrdampfes noch.
2 Prozent Zusatzspeisewasser gewinnen, so beträgt die Rohwassermenge, die durch
Leitung e dem Verdampfungsraum f zufließt, Etwa
2o Prozent des Abdampfes
und damit etwa 1/3 Prozent der Kühlwassermenge. Trotz des g Cr roßen Überschusses
an Rohwasser, .den die angegebene Art der Verdampfung erfordert, tritt deshalb keine
nennenswerte Erwärmung des Kühlwassers ein, wenn das durch Leitung L abfließende
überschisssige warme Rohwasser auf dem Wege über die Strahlpumpe in in die Kaltwasserleitung
c zurückgelangt: Ebenso geht keine oder nur wenig Wärine verloren, weil dieses Rohwasser
schon in den Heizraten i mit fast der Temperatur eintritt, mit,der es (den Verdampferraum
f verläßt.
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Der Vorgang kann selbsttätig geregelt werden, indem man den Temperaturunterschied
des Wassers in der Rohrleitung e gegenüber dein im Gefäß f zur Regelung des Austritts
des Wassers in den Raum f hinein benutzt und .die Austrittsöffnung schließen läßt,
wenn dieser Temperaturunterschied Null ist und sie mit zunehmendem Temperaturunterschied
vergrößert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß vor der Mündung
des Rohres e eine Verschlußplatte v angeordnet ist, .die mit den Wänden
des Raumes f fest verbunden ist. Däe Mündung wird dann durch die Wärmedehnung, die
(las Rohr e relativ zu den Wänden des Behälters f erleidet, mehr oder weniger geöffnet.
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Wählt man den Teil des Rohres e, der in den Raum f hineinragt, aus
einem Metall, das sich: bei Erwärmung stärker ausdehnt als das Metall des Gefäßes
f, so wird die Wirkung noch verstärkt.