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Verfahren zur Ausnutzung der Wärme des zum Betrieb der Kesselspeisepumpen
erforderlichen Dampfes.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung der Wärme des
zum Betrieb der Kesselspeisepumpen erforderlichen Dampfes.
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Es ist bekannt, Zusatzspeisewasser durch Dampf mittlerer Spannung,
der bereits iln Hochdruckteil einer Maschine Arbeit geleistet hat, zu verdampfen
und den entstandenen Sekundärdampf im Niederdruckteil der gleichen Maschine noch
Arbeit leisten zu lassen, bevor er zu Speisewasser niedergeschlagen wird. Auch ist
es bekannt, durch P umpenab dampf Rohwasser zu verdampfen, um dann den erzeugten
Dampf niederzuschlagen und so Zusatzspeisewasser zu gewinnen. Auch ist schon vorgeschlagen,
Rohwasser in einem besonderen Hochdruckkessel zu verdampfen, den Dampf an einer
Nebenstelle zu verwenden und erst dann ihn niederzuschlagen, um das Dampfwasser
als Zusatzspeisewasser zu verwerten. Die Ansicht des Erfinders geht dahin, daß alle
drei Verfahren nicht befriedigen, wenn Zusatzspeisewasser in größeren Dampfkraftanlagen
erzeugt werden soll. Das erste Verfahren, bei dem zwischen Hoch'und Niederdruckteil
der Zusatzspeisewassererzeuger eingeschaltet ist, ergebe bei weitem zu viel Zusatzspeisewasser,
wenn es beim Betrieb der Hauptmaschine, viel zu wenig, wenn es beim Betrieb einer
der Hilfsmaschinen angewendet wird. Auch würden diese zu verwickelt und teuer werden.
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Das zweite Verfahren werde, da der aus dem Rohwasser mittels Pumpenabdampfes
erzeugte Sekundär dampf nicht weiter ausgenutzt wird, unwirtschaftlich. Das dritte
Verfahren sei mit allen Mängeln behaftet, die mit dem Verdampfen von Rohwasser in
Hochdruckkesseln verbunden sind.
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Demgegenüber besteht die Erfindung an erster Stelle darin, daß die
Wärme des zum Betrieb der Kesselspeisepumpen erforderlichen Dampfes nacheinander
in drei verschiedenen Stufen ausgenutzt wird, und zwar zuerst in der Antriebsmaschine
der Kesselspeisepumpe,
sodann zur Verdampfung des Zusatzspeisewassers,
schließlich dadurch, daß der Sekundärdampf vor seiner Überführung in den Kondensator
die Kondensationspumpen betreibt.
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Das Wärmegefälle des Kesseldampfes in dieser Weise auszunutzen, ist
besonders vorteilhaft, da der hochgespannte Kesselclampf nahe der Erzeugungsstelle
bis auf die niedrige Temperatur und Spannung in der Antriebsmaschine der Kesselspeisepumpen
ausgenutzt wird. Der Dampf mittlerer Spannung, der diese Antriebsmaschine verläßt,
ist zur Sekundärdampferzeugung besonders geeignet, weil die Rückstände des Rohwassers
bei seiner Verwendung nicht so leicht festbrennen wie bei Hochdruckdampf, und meil
mit ihm Sekundärdampf von etwa atmosphärischer Spannung erzeugt werden kann, bei
der noch kein Schäumen wie beim Verdampfen unter Vakuum eintritt. Schließlich ist
der niedrig gespannte Sekundärdampf besonders geeignet für den Betrieb der Antriebsmaschine
der Kondensationsmaschinen, weil diese Turbine sich stets nahe dem Kondensator befindet,
so daß ihr Abdampf ohne lange Vaknumleitungen und daher ohne zu U große Gefahr des
Lufteintritts in den Kondensator geleitet werden kann. Außerdem kann diese Hilfsturbine
als Niederdruckturbine besonders vorteilhaft gebaut werden, denn man kann sie ganz
oder nahezu ganz beaufschlagen und den Dampf in ihr mit besonders gutem Wirkungsgrad
ausnutzen. Gerade die Aufgabe, diese Turbine in wirtschaftlicher Weise zu betreiben,
sei nach Ansicht des Erfinders in einfacher Weise bisher nicht gelöst worden.
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Man habe sie stets mit Hochdruckdampf betrieben, da niedrig gespannter
Dampf bisher nicht zur Verfügung stand. Dabei habe man nur den oberen Teil des Wännegefälles
in ihr ausgenutzt, während man den erst teilweise ausgenutzten Abdampf der Kondensationsturbine
in eine Mittelstufe der Hauptturbine leitete, um ihn dort bis auf Kondensatorspannung
auszunutzen.
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Besonders vorteilhaft für das Verfahren nach der Erfindung ist es,
wenn der Abdampf der Kesselspeisepumpen im gewöhnlichen Betriebe gerade so viel
Sekundärdampf erzeugt, wie für die Antriebsmaschinen der Kondensationspumpen gebraucht
wird.
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Das läßt sich erreichen, wenn das ganze Wärmegefälle von der Kesseldampfspannung
bis zur Spannung iim Kondensator so durch den Zusatzspeisewassererzeuger unterteilt
wird, daß das Wärmegefälle von ider Kesseldampfspannung bis zum Speisewasisererzeuger
der Leistung Ider Kesselspeisepumpen und das Wärmegefälle des Sekundärdampfes von
der Spannung, mit der er den Speisewassererzeuger verläßt, bis zur Kondensatorspannung
der Leistung der antriebsturbine der Kondensationspumpen entspricht, wobei in beiden
Fällen der Wirkungsgrad, mit dem die WärmegefälTe ausgenutzt wenden können, berücksichtigt
wird.
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Wird trotzdem im Betriebe durch Belastungsschwankungen oder infolge
Verschlechterung des Vakuums durch einen verschmutzten Oberflächenkondensator für
die Antriebsturbine der Kondensationspumpen mehr Dampf gebraucht, als an Sekundärdampf
aus dem Abdampf der Kesselspeisepumpe erzeugt werden kann, so kann dem Sekundärdampf,
wie es in solchen Fällen üblich ist, gedrosselter Hochidruckfrischdampf durch ein
Druckminderventil zugeführt werden. Vorteilhafter ist es jedoch, diesen Zusatzfrischdampf
nicht dem Sekundärdampf unmittelbar zuzuführen, sondern als Primärdampf in den Speisewassererzeuger
zu leiten.
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Die Zeichnung stellt eine Vorrichtung füi das neue Verfahren im Höhenschnitt
dar.
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Der Verdampfer, in dem das Zusatzspeisewasser erzeugt wird, besteht
aus dem Raum a, in dessen unterem Teil das Rohwasser und in dessen oberem Teil der
aus dem Rohwasser erzeugte Sekundärdampf sich befinden, und aus dem Raum b, in welchem
der Abdampf der Kesselspeisepumpen die Rohre c umspült. durch die das Rohwasser
kreist und in denen es durch diesen Abdampf teilweise verdampft wird. Das bei h
dem Verdampferteil a zugeführte Rohwasser tritt aus dem unteren Teil des Raumes
a durch das Rohr d unten in die Röhren c ein und steigt schräg hoch, um so wieder
in den Raum a zu gelangen. Hier trennt sich der erzeugte Dampf vom Rohwasser, welches
den Kreislauf wieder aufnimmt, und gelangt aus dem oberen Teil des Raumes a durch
die Leitung e zur Antriebsturbine der Kondensationspumpen. Eine der erzeugten Selkundärdampfmenge
entsprechende Kondensatmenge bildet sich aus dem Abdampf der Kesselspeisepumpe,
der in dem Raum b als Heizdampf wirkt. Dieses Kondensat wird an tiefster Stelle
des Raumes b durch das Rohr f abgeführt und zweckmäßig in das Kesselspeisewasser
geleitet, da es je nach der Spannung des Heizdampfes eine Temperatur von etwa I00°
hat und von Verunreinigungen frei ist.
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Damit der Rauma bis zur gewünschten Höhe mit Rohwasser gefüllt bleibt,
ist in bekannter Weise ein Schwimmerventil h vorgesehen.
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Da sich das Rohwasser im Raum a infolge des Eindampfens dauernd an
unverdampfbaren Teilen anreichern würde, so wird ununterbrochen ein gewisser Teil
des Rohwassers durch das Rohr i abgeleitet. Die Menge
kann durch
das Drosselorgan k eingestellt werden. Da dieses Schlammwasser eine Temperatur von
etwa 100° besitzt, so können aus liun noch Dämpfe gebildet werden, wenn es unter
niedrige Spannung beispielsweise unter Kondensatorspannung gebracht wird. Dies kann
in einem Raum 1 geschehen, in welchem lem Schlammwasser eine große Verdamptungsoberfläche
auf irgendeine der bekannten Weisen oder dadurch gegeben wird, daß es von unten
in Röhren m eintritt, die zweckmäßig aus porösem ton bestehen, so daß das Wasser
schon während des Aufsteigens durch die Wände hindurchtritt und außen an ihnen teilweise
verdampft. Der Rest fließt oben aus den Röhren m aus und läuft an ihrer Außenfläche
nider. Die sich hierbei bildenden Dämpfe strömen zum Vakuumraum des Kondensators,
während das durch die Verdämpfung abgeführte restliche Wasser durch das Rohr in
zur Schlammwasserpumpe strömt, die es hinausbefördert. An Stelle dieser Schlammwasserpumpe
kann in bekannter Weise auch ein barometrisches Abflußrohr treten.
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Verbraucht die Antriebsturbine der Kondensationspumpen mehr Dampf,
als Sekunlärdampf im raum a erzeugt wird, so sinkt die Spannung im Raum a. Infolgedessen
wird lie membran o (an deren Stelle auch ein Kolhen verwandt werden kann), auf die
die Spannung von oben wirkt, entlastet, so daß infolge der Kraft der Feder das Doppelsitzventil
q geöffnet wird, das den Hochdruckfrischdampf in die Leitung einströmen läßt, die
ihn dem Raum s zuführt. Dieser Raum ist vom Raum b getrennt, so daß sich in ihm
die Spannung des Hochdruckfrischdampfes auswirken kann. Dadurch ergibt sich ein
hohes Temperaturgefälle und eine kräftige Dampfentwicklung in den Röhren t, durch
die das Rohwasser in gleicher Weise wie durch dile Röhren c umläuft. In die Leitung
r ist zweckmäßig eine Rohrschlangezl eingeschaltet, an der der erzeugte Sekundärdampf
vorbeiströmen muß. Er wird dabei durch den Hochdruckdampf, der eine erheblich höhere
Temperatur hat, getrocknet und überhitzt.
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Das Kondensat aus dem Raum s kann getrennt von dem Kondensat des
Raumes b abgeführt werden, oder es wird durch ein Drosselorgan v in den Raum b übergeführt,
um zusammen mit dem Kondensat dieses Raumes abgeleitet zu werden.
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Die Antriebsturbine der Kondensationspumpen kann erst dann mit dem
niedriggespannten Sekundärdampf betrieben werden, wenn im Kondensator, in den der
Abdampf ler Antriebsturbine der Kondensationspumpe strömt, Vakuum herrscht. Das
ist im allgemeinen beim Inbetriebsetzen nicht der Fall. diese Antriebsturbine wird
daher zwecknäßig bei atmosphärischem Gegendruck mit Hochdruckfrischdampf angelassen
und, sobald Vakuum im Kondensator erzeugt ist, auf diesen und auf Betrieb mit Sekundärdampf
umgeschaltet.