DE354686C

DE354686C - Condensation system with steam jet air pump

Info

Publication number: DE354686C
Application number: DEH73937D
Authority: DE
Original assignee: KURT HOEFER DR ING
Current assignee: KURT HOEFER DR ING
Priority date: 1918-03-17
Filing date: 1918-03-17
Publication date: 1922-06-13

Description

Kondensationsanlage mit Danipfstrahlluftputupe. Es sind Oberflächenkondensationsarilagen bekannt, bei denen die Luft durch eineDampfstrahlluftpumpe abgesauggt wird, deren Abdarnpf zwecks Wiedergewinnung der Verdampfungswärme durch das aus dem Hauptkondensator geförderte Kondensat in einem Oberflächen- oder Einspritzkühler niedergeschlagen wird, und bei denen ein Umlauf des Kondensates vom Warmwasserbehälter zum Hauptkondensator je nach der Belastung der Hauptmaschine selbsttätig herbeigeführt oder unterbrochen wird, damit einerseits bei geringer Belastung oder Stillstand der Hauptmaschine genügend gekühltes Kondensat zum Niederschlagen des Strahlsaugerabdampfes vorhanden ist, und damit anderseits von einer gewissen Belastungsstufe ab und bei Vollast der Hauptmaschine die gesamte Wärme des Strahlsaugerabdampfes zur Erwärmung des Speisewassers nutzbar gemacht wird. Bei den bekannten Vorrichtungen wird nun die Umlaufleitung vom Warmwasserbehälter zum Hauptkondensator durch ein Schwimmerventil geöffnet bzw. geschlossen, und durch dieses Schwimmerventil wird der beabsichtigte Zweck meist nur in sehr unvollkom.-inener Weise erreicht. Der Wasserstand im Warmwasserbehälter hängt nämlich nicht nur von der Menge des geförderten Kondensates ab, sondern er kann auch von der Gesamtmenge des im Umlauf befindlichen Speisewassers, ferner. von dem schnelleren oder langsameren Arbeiten der Kesselspeisepumpen und durch Schwankungen des Wasserspiegels beeinflußt -werden, die durch irgendwelche Schwingungserscheinungen verursacht sein können. Infolgedessen wird die Umlaufleitung bei Anordnung eines Schwimmers vielfach zu Zeiten geöffnet sein, wenn sie geschlossen sein sollte und umgekehrt.Condensation system with Danipfstrahlluftputupe. There are surface condensation systems known in which the air is sucked off by a steam jet air pump, the waste of which is precipitated in a surface or injection cooler for the purpose of recovering the heat of evaporation by the condensate conveyed from the main condenser, and in which the condensate is circulated from the hot water tank to the main condenser, depending on the Loading of the main engine is automatically brought about or interrupted so that, on the one hand, there is enough cooled condensate to deposit the ejector exhaust steam when the main engine is under low load or at a standstill, and thus, on the other hand, from a certain load level from and with full load of the main engine, the entire heat of the ejector exhaust steam to heat the feed water is made usable. In the known devices, the circulation line from the hot water tank to the main condenser is opened or closed by a float valve, and the intended purpose is usually only achieved in a very incomplete manner by this float valve. The water level in the hot water tank does not only depend on the amount of condensate conveyed, but it can also depend on the total amount of feed water in circulation. be influenced by the faster or slower operation of the boiler feed pumps and by fluctuations in the water level, which may be caused by any vibration phenomena. As a result, if a float is arranged, the circulation line will be open many times at times when it should be closed and vice versa.

Die Erfindung bezweckt nun die Anwendung von Vorrichtungen, durch welche die Umlaufleitung einerseits nur bei geringer Belastung oder Stillstand der Hauptmaschine geöffnet und bei steigender Belastung mit Sicherheit wieder geschlossen wird. Dies kann einmal dadurch erreicht werden, daß die Stellung des Absperrorgans Z> in der Umlaufleitung in Abhängigkeit von der Temperatur des Kondensates gebracht wird, indem bei Überschreitung einer gewissen Temperatur die Umlaufleitung geöffnet und bei fallender Temperatur wieder gesghlossen wird. Das Absperrorgan kann aber auch der Belastung der Hauptmaschine entsprechend unmittelbar dadurch betätigt werden, daß es mit einem Kolben verbunden wird, auf den der Dampfdruck von einer solchen Stelle der Hauptmaschine wirkt, daß er mit steigender Belastung ansteigt und umgekehrt. In beiden Fällen wird eine Bewegung des Absperrorgans entsprechend der Belastung der Hauptmaschine gewährleistet, denn auch die Temperatur des Kondensates hinter dem obenerwähnten Kühler kann nur bei steigender Belastung fallen und bei sinkender Belastung ansteigen.The invention now aims to use devices by which the circulation line is opened only when the main engine is under low load or when it is at a standstill, and is reliably closed again when the load increases. This can be achieved in that the position of the shut-off element Z> in the circulation line is made dependent on the temperature of the condensate, in that the circulation line is opened when a certain temperature is exceeded and closed again when the temperature falls. The shut-off device can, however, also be actuated directly according to the load on the main engine in that it is connected to a piston on which the steam pressure acts from such a point on the main engine that it increases with increasing load and vice versa. In both cases, a movement of the shut-off element is guaranteed in accordance with the load on the main engine, because the temperature of the condensate behind the above-mentioned cooler can only fall with increasing load and increase with decreasing load.

In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. a ist der Hauptkondensator, aus dem durch die Leitung b die Luft durch die Dampfstrahlluftpumpe c abgesaugt wird. Diese erhält ihren Zudampf durch die Leitung d, während ihr Abdampf in den Kühler e gelangt, der hier als Oberflächenkühler gedacht ist, aber auch als Mischkühler ausgeführt sein kann. Als Kühlwasser für den Kühler dient das Kondensat, das durch die Kondensatpumpe f aus dem Kondensator abgesaugt und in den Warmwasserbehälter g gedrückt wird. Die Kondensatpumpe kann eine Zentfifugal- oder eine Kolbenpumpe sein. Hinter dem Kühler e ist in die Druckleitung der Kondensatpumpe die Vorrichtun- h eingebaut, welche den Durchfluß durch Umlaufleitung i vom Warmwasserbehälter g zum Kondensator a reg,-lt. Sie besteht aus einem durch eine Membran k abgeschlossenen Behälter 1, der außen vom Kondensat bespült und innen zum Teil mit einer leicht siedenden Flüssigkeit, z. B. Äther -iit, gefüllt ist. Die Druckleitung der Kondensatpumpe kann hier so ausgebildet sein, daß der Behälter außen möglichst von allen Seiten vom Kondensat bespült wird, um den Wärmeaustausch zwischen Kondensat und Äther zu fördern. Mit der Membran ist durch eine Spindel ein Ventil n in der Umlaufleitung verbunden. Eine Feder o ist bestrebt, dieses Ventil zu schließen. Nimmt nun das.aus dem Kühler e kommende Kondensat eine höhere Temperatur an, so verdampft der im Behälter 1 befindliche Äther teilweise und nimmt einen der Temperatur genau entsprechenden Druck an. Dadurch wird die Membran durchgebogen und das Ventil it um einen bestimmten Betrag geöffnet. je höher die Kondensattemperatur steigt, um so höher steigt der Ätherdruck und um so weiter wird das Ventil geöffnet. Dadurch fließt aber eine größereWassermenge in den Kondensator zurück, wird dort gekühlt und setzt durch Vermehrung der Kondensatmenge dessen Temperatur hinter dem Kühler c herunter. Es stellt sich so schließlich ein Beharrungszustand ein, bei dem das Kondensat den Kühler mit einer von der Belastung der Hauptmaschine nur wenig abhängigen Temperatur verläßt. Die Wärme des Abdampfes der Dampfstrahlluftpumpe wird also bei jeder Belastung der Hauptmaschine soweit wie möglich ausgenutzt. Die höchste Temperatur, die man zulassen will, läßt sich durch die Spannung der Feder o, die durch die Mutter p verändert werden kann, beliebig einstellen. Von einer gewissen Belastung der Hauptmaschine ab ist das Ventil n ganz geschlossen, die Temperatur des aus dem Kühler kommenden Kondensates niedriger, bei Stillstand der Hauptmaschine ist umgekehrt das Ventil ganz geöffnet, die Temperatur des Kondensates am höchsten. Betriebsstörungen können daher nicht eintreten. Die Belastung der Hauptmaschine bzw. die Kondensattemperatur hinter dem Kühler, von der ab das Ventil in der Umlaufleitung ganz geschlossen ist, hängt von der Einstellung der Federkraft ab. Von dieser Belastungsstufe ab bis zur Höchstlast sinkt die Kondensatteniperatur schneller als von Leerlauf bis zu dieser Belastungsstufe. Das Ventil n kann .auch als entlastetes Doppelsitzventil ausgeführt oder es kann statt dessen ein Schieber vorgesehen werden. Die Feder o muß dann entsprechend schwächer sein.In Fig. I an embodiment of the invention is shown. a is the main condenser, from which the air is sucked out by the steam jet air pump c through line b. This receives its additional steam through the line d, while its exhaust steam reaches the cooler e, which is intended here as a surface cooler, but can also be designed as a mixed cooler. The condensate, which is sucked out of the condenser by the condensate pump f and pressed into the hot water tank g, serves as cooling water for the radiator. The condensate pump can be a centrifugal or a piston pump. E behind the radiator of the condensate pump is installed the Vorrichtun- h in the pressure line, which flow through circulating line i from the hot water tank to the condenser a reg g, -LT. It consists of a container 1 closed by a membrane k , which is rinsed with condensate on the outside and partly with a low-boiling liquid on the inside, e.g. B. ether -iit, is filled. The pressure line of the condensate pump can be designed in such a way that the outside of the container is flushed with the condensate as far as possible from all sides in order to promote the heat exchange between the condensate and the ether. A valve n in the circulation line is connected to the membrane by a spindle. A spring o tries to close this valve. If the condensate coming from the cooler e assumes a higher temperature, the ether in the container 1 partially evaporates and assumes a pressure that corresponds exactly to the temperature. This deflects the membrane and opens the valve it by a certain amount. the higher the condensate temperature rises, the higher the ether pressure rises and the further the valve is opened. As a result, however, a larger amount of water flows back into the condenser, is cooled there and, by increasing the amount of condensate, reduces its temperature behind the cooler c . In the end, a steady state is established in which the condensate leaves the cooler at a temperature that is only slightly dependent on the load on the main engine. The heat of the exhaust steam from the steam jet air pump is used as much as possible with every load on the main engine. The highest temperature that you want to allow can be set as desired by the tension of the spring o, which can be changed by the nut p. From a certain load on the main engine, the valve n is completely closed, the temperature of the condensate coming out of the cooler is lower, when the main engine is at a standstill, conversely, the valve is fully open, the temperature of the condensate is highest. Operational disruptions can therefore not occur. The load on the main engine or the condensate temperature behind the cooler, from which the valve in the circulation line is completely closed, depends on the setting of the spring force. From this load level up to the maximum load, the condensate temperature drops faster than from idling up to this load level. The valve n can also be designed as a relieved double seat valve or a slide can be provided instead. The spring o must then be correspondingly weaker.

Für den Fall, daß der Hub der Meinbran zur vollen Öffnung des Umlaufventils nicht ausreicht, kann auch die in Abb. 2, dargestellte Anordnung benutzt werden. Hier öffnet die Membran ein Hilfsventil q, das den Eintritt irgendeiner Druckflüssigket, z. D. Drucköl, durch die Leitung r unter den Kolben s steuert, der mit dem Ventil n in der Umlaufleitung verbunden ist. Der Ab- lauf der Druckflüssigkeit ist z. B. durch eine Schraubet gedrosselt, so daß sich je nach der Üffnung des Hilfsventilsq in dem Raum unter dem Kolbens ein bestimmter Druck einstellt, der die in ihrer Spannkraft durch die Mutterit verstellbare Federv zusammendrückt und das Ventilut um einen bestirnrnten Betrag öffnet. Es entspricht also auch hier jeder Temperatur des Kondensates und damit jeder Stellung der- Membran eine ganz bestimmte Öffnung des Umlaufventils. Der Einbau der Vorrichtung in die ganze Anlage erfolgt in derselben Weise wie bei der Vorrichtung in Abb-. i.In the event that the stroke of the Meinbran is not sufficient to fully open the circulation valve, the arrangement shown in Fig. 2 can also be used. Here the membrane opens an auxiliary valve q, which allows the entry of any pressure fluid, e.g. D. Pressure oil, through line r, controls under piston s, which is connected to valve n in the circulation line. The discharge of the hydraulic fluid is z. B. throttled by a screw, so that depending on the opening of the Hilfsventilsq in the space under the piston, a certain pressure is set, which compresses the adjustable spring force through the nut and opens the vent valve by a certain amount. Here too, every temperature of the condensate and thus every position of the membrane corresponds to a very specific opening of the circulation valve. The installation of the device in the whole system takes place in the same way as with the device in Fig-. i.

In Abb- 3 ist eine Anordnung dargestellt, welche besonders Anwendungl, finden kann, wenn die Hauptmaschine eine Dampfturbine ist, die in der Abbildung als Schiffsturbine mit Vor- und Rückwärtsturbine angenommen ist. Das Doppelsitzventil a, in der Umlaufleitung b, vom Warmwasserbehälter c, nach dem Kondensator d, ist hier mit zwei Kolben el und e, verbunden, die sich in entsprechenden Zylindern bewegen). Durch die Federf, wird das Ventil offen gehalten. Der Raum unterhalb der Kolben ist durch. die Leitung g, mit dem Kondensator verbunden, der Raum oberhalb des Kolbens el ist durch die Leitung h, mit der Vorwärtshauptturbine i, derjenige des Kolbens e. durch die Leitung k, mit der Rückwärtshauptturbine i, verbunden, und zwar sind die Verbindungsleitungen an Stellen angeschlossen, an denen der Dampfdruck mit der Belastung der Turbine ansteigt, also bei einer Turbine mit Aktionsrad, z. B. wie in der Abbildung dargestellt, an die Kammer hinter dem Aktionsrad. Bei einer Turbine ohne Aktionsrad kann der Anschluß vor dem ersten Laufkranz oder an einer beliebigen Druckstufe erfolgen. Wird nun z. B. die Vorwärtsturbine belastet, so stellt sich ein bestimmter Kammerdruck ein, der den Kolben el entgegen der Kraft der Feder nach unten drückt und das Ventil um einen gewissen der Belastung entsprechenden Betrag schließt. Die Kraft der Feder ist so bemessen, daß von einer gewissen Belastung ab, bei welcher die Kondensatmenge für den in , dieser Abbildung- nicht dargestellten Kühler ausreicht, das Ventil durch den Kammerdruck ganz geschlossen wird. Die Belastung, bei welcher dies eintritt, kann durch Verstellen der Federkraft mittels der Mutterk, nach Belieben eingestellt werden. Wird anderseits die Rückwärtsturbine belastet, so wird das Ventil durch den auf den Kolbene, wirkenden Kammerdruck der Rückwärtsturbine je nach dem Belastungsgrad geschlossen. Bei Stillstand beider Turbinen wird das Ventil durch die Feder ganz offen gehalten. Der Kolbene, ist größer als der Kolbene, dargestellt, weil in der Regel der Kammerdruck der Vorwärtsturbine bei gleicher Dampfmenge höher als derjenige der Rückwärtsturbine ist. Ist keine Rückwärtsturbine vorhanden, so kann der Kolbene, mit Zubehör natürlich fortfallen, Auch7 bei dieser Anordnung wird nur so viel Wasser durch die Umlaufleitung in den- Kondensator zugesetzt, daß zum Niederschlagen des Abdampfes der Dampfstrahlluftpumpe gerade genügend Kondensat durch den Kühler fließt. Es wird daher bei jeder Belastung der Hauptmaschine der größtmögliche Teil der Abdampfwärme der Dampfstralilluftpilmpe nutzbar gemacht, und es werden durch das selbsttätige Öffnen und Schließen des Ventils Betriebsstörungen unmöglich gemacht.Fig. 3 shows an arrangement which can be used in particular when the main engine is a steam turbine, which in the figure is assumed to be a ship turbine with a forward and reverse turbine. The double seat valve a, in the circulation line b, from the hot water tank c, to the condenser d, is here connected to two pistons el and e, which move in corresponding cylinders). The valve is kept open by the spring. The space below the piston is through. the line g, connected to the condenser, the space above the piston el is through the line h, with the forward main turbine i, that of the piston e. through the line k, connected to the reverse main turbine i, namely the connecting lines are connected to points at which the steam pressure increases with the load on the turbine, so in a turbine with an action wheel, z. B. as shown in the figure, to the chamber behind the action bike. In the case of a turbine without an action wheel, the connection can be made before the first running ring or at any pressure level. If now z. If, for example, the forward turbine is loaded, a certain chamber pressure is established which presses the piston el downward against the force of the spring and closes the valve by a certain amount corresponding to the load. The force of the spring is dimensioned such that the valve is closed by the pressure chamber entirely of a certain load from, wherein the amount of condensate for the in this Abbildung- insufficient cooler shown. The load at which this occurs can be adjusted as desired by adjusting the spring force by means of the nut. If, on the other hand, the reverse turbine is loaded, the valve is closed by the chamber pressure of the reverse turbine acting on the piston, depending on the degree of loading. When both turbines are at a standstill, the valve is kept fully open by the spring. The piston is shown larger than the piston, because as a rule the chamber pressure of the forward turbine is higher than that of the reverse turbine with the same amount of steam. If there is no reverse turbine, the piston, with accessories, can of course be omitted. With this arrangement, too, only enough water is added through the circulation line to the condenser that just enough condensate flows through the cooler to precipitate the steam from the steam jet air pump. Whenever the main engine is loaded, the greatest possible part of the exhaust heat of the Dampfstralilluftpilmpe can be used, and operating faults are made impossible by the automatic opening and closing of the valve.

Ist die Hauptmaschine eine Kolbenmaschine, so kann auch in diesem Falle der Raum oberhalb des Kolbens e, mit einem Raum der Hauptmaschine verbunden werden, in dem der Druck entsprechend der Belastung ansteigt, z. B. mit einem Aufnehmer. Für Vorwärts- -und Rückwärtsgang ist dann nur der Kolben e. erforderlich.If the main engine is a piston engine, it can also be used in this Case the space above the piston e, connected to a space of the main engine in which the pressure increases according to the load, e.g. B. with a transducer. Only piston e is then required for forward and reverse gear. necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Condensation system with steam jet air pipe, in which the exhaust steam from the air pump is condensed in a cooler, which is cooled with the condensate conveyed from the main condenser, and in which the condensate circulates from the hot water tank to the main condenser automatically or is interrupted depending on the load on the main machine, characterized in that the device which controls the shut-off element in the circulation line consists of a container (h) which is washed around the outside by the condensate coming from the cooler (e) , inside partially with a slightly evaporating liquid, e.g. B. ether, is filled and is closed with a membrane (k) connected to the shut-off element (s) in the circulation line (i). : 2. Condensation system according to claim i, characterized in that the membrane is not connected directly to the shut-off element in the circulation line, but with an auxiliary valve or slide which controls the entry of pressure fluid under a piston connected to the valve in the circulation line, the outflow of which from the Space under the piston is throttled so that each position of the membrane corresponds to a certain position of the shut-off element in the Urrilaufleitung. 3 * Condensation system of the type assumed to be known in claims, characterized in that the device consists of a piston connected to the shut-off element in the circulation line, one side of which is in communication with the condenser and the other side of which is in communication with a room in the main engine in which the Pressure increases according to the load on the main engine.