DE415374C - Verfahren zur Vorwaermung von Wasser durch Maschinenabdampf - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vorwärmung von Wasser durch Maschinenabdampf. Die Vorwärmung von Wassermengen, die zur Deckung eines steten Heißwasserbedarfs dienen, mittels Maschinenabdampfs, geschieht meist in der Weise, daß der Dampf, der in mehr oder minder gleichmäßigen Mengen zuströmt, mit dauernd zu- und abfließendem ZVasser zum Wärmeaustausch gebracht wird. Beispielsweise wird bei der Speisewasserv orwärmung das dauernd anfallende Kondensat in eine Vorrichtung geleitet, bei deren Durchlaufen sie mit ständig zugeführten Mengen von Ab- oder Anzapfdampf in .Berührung gelangt. Dieses Verfahren ist vom thermodynamischen Standpunkt aus wegen der eintretenden hohen Entropievergrößerung ungünstig. Um die Vorwärmung wirtschaftlicher zu gestalten, hat man auch vorgeschlagen, Maschinen mit mehreren Anzapfungen zu verwenden, welche das Wasser stufenweise mit Dampf höherer Spannung in Wärmeaustausch zu setzen und somit den Verlust an Wärmegefälle geringer zu halten gestatten. Allein diese Arbeitsweise erfordert sehr verwickelte Maschinenanlagen, auch bietet sie nur eine unvollkommene Vorwärmung, da in den einzelnen Stufen doch noch wesentliche Temperaturunterschiede zwischen dem ausströmenden Dampf und dem anzuwärmenden Wasser vorhanden sind. .
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, bei welchem die V orwärmung mit der besterreichbaren Wirtschaftlichkeit erfolgt, indem das Wasser dauernd mit Dampf vorgewärmt wird, dessen Temperatur jeweils nur um den für den Wärmeübergang erforderlichen Betrag höher ist. Zu diesem Zweck werden die zufließenden Wassermengen vor ihrer Überführung in den Kessel oder einen Behälter, aus welchem sie nach Bedarf entnommen werden können, in einen Sammelbehälter eingeleitet, der die für einen gewissen Zeitabschnitt benötigte Wassermenge faßt. Die diesem Zeitabschnitt entsprechende Wassermenge wird nun von der vorhandenen auf die gewünschte Temperatur in ihrer Gesamtheit erwärmt, indem sie den Abdampf einer Maschine zugeführt erhält, die mit stetig steigendem Gegendruck, also mit einem sich stetig verringernden Wärmeabfälle, arbeitet und, um eine solche allmähliche Leistungsänderung zu ermöglichen, beispielsweise mit einer elektrischen Maschine belastet ist. Die stetige Steigerung des Gegendruckes ergibt sich selbsttätig aus der allmählichen Steigerung der Kondensationstemperatur des Dampfes, die ihrerseits in dem Maße, wie der abgeschlossenen Wassermenge Dampf zugeführt wird, allmählich wächst. Auf diese Weise erzielt man die gleiche Wirkung wie bei der praktisch unausführbaren Vorwärmung ständig zu- und abfließender Wassermengen mittels Abdampfes, der nach und nach unendlich vielen Anzapfstellen der Maschine entnommen würde. Es ist für das Verfahren grundsätzlich ohne Belang, ob der Dampf unmittelbar in das Wasser eingeblasen wird oder sich unter Verwendung von Wärmeaustauschflächen an diesen niederschlägt. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ferner anwendbar, gleichgültig, ob es sich um Temperatur über oder unter ioo° handelt, also um das Vakuumgebiet oder das Gebiet des Überdruckes. Es können auch für verschiedene Druckgebiete mehrere Maschinen mit diesen zugeordneten Behältern verwendet werden, durch die das vorzuwärmende Wasser nacheinander in seiner Temperatur gesteigert wird.
• Die Erfindung stellt eine vollkommene Lösung der Aufgabe dar, das Speisewasser von Dampfkraftanlagen durch Maschinenabdampf von der Kondensattemperatur auf Kesseltemperatur zu bringen, denn sie ermöglicht die Verwirklichung des sogenannten Regenerativprozesses, der sich dem Carnotschen Kreisprozeß stark nähert und besonders bei hohen Drücken dem üblichen Rankineschen Kreisprozeß wesentlich überlegen ist.
• Eine Anlage, die nach der Erfindung arbeitet, könnte beispielsweise in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise ausgeführt sein. In der Anlage sind zwei Maschinen a und b vorhanden, die von einem Kessel c mit Frischdampf gespeist werden. Die beispielsweise einen Generator d antreibende Maschine a ist die Hauptkraftmaschine, welche, wie üblich, mit einem Kondensator/ zusammen arbeitet. Die zweite Maschine b dient zur Speisewasservorwärmung durch ihren Abdampf; sie arbeitet, wie erwähnt, mit veränderlichem Wäxme -gefälle und gibt die jeweils erzeugte Leistung beispielsweise an einen auf das gleiche Netz arbeitenden Generator e ab. Das in gewissen Zeitabschnitten, z. B. in je einer Stunde, anfallende Kondensat wird nun in einem Behälter g gesammelt. In diesem Behälter öder in einem zweiten, h, der aus ihm gespeist wird, wird dem Speisewasser der Maschinenabdampf zugeführt, wodurch sich das Wasser erwärmt, beispielsweise bis auf die Sattdampftemperatur des Kessels. Zweckmäßig werden die beiden Behälter g und ii in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mit der Maschine b, dem Kondensator/ und dem Kessel c so verbunden, daß beide Behälter wechselweise als Sammelbehälter und als Vorwärmer benutzt werden können. Ist in dem jeweils zur Vorwärmung dienenden Behälter die gewünschte Temperatur erreicht, so wird das erwärmte Wasser dem Kessel, dem Rauchgasvorwärmer, einer anderen Vorwärmeeinrichtung oder einem Zwischenbehälter i zugeführt, aus welchem es nach Bedarf entnommen werden kann; der Vorwärmbehälter wird dann wieder mit Wasser der tiefsten Temperatur gespeist, wonach das Vorwärmverfahren von neuem beginnt.
• Wie erwähnt, können an Stelle einer einzigen Vorwärmmaschine b deren mehrere für verschiedene Temperaturgebiete verwendet werden. Gegebenenfalls kann man sich auch damit begnügen, nur innerhalb eines Teils des in Betracht kommenden Temperaturgebietes die Vorwärmung in der beschriebenen Weise zu bewirken, während man in den anderen Temperaturgebieten in bekannter Weise Anzapfdampf konstanter Temperatur oder Frischdampf verarbeitet. Als Vorwärmmaschine kann zweckmäßig eine Antriebsmaschine für die Kondensationspumpen oder für die Kesselspeisepumpe verwendet werden, wobei der innerhalb des bestimmten Zeitabschnittes sich allmählich verringernde Leistungsüberschuß der Antriebsmaschine in elektrische Energie umgesetzt wird, falls auf einen gleichmäßigen Verlauf der Anwärmung Wert gelegt wird.

Claims (4)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vorwärmung von Wasser durch Maschinenabdampf für einen dauernd vorhandenen Bedarf, insbesondere für Kesselspeisezwecke, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Wasser in bekannter Weise periodisch gesammelt und in einem abgeschlossenen Behälter von der Zuflußtemperatur bis auf den gewünschten Hitzegrad durch Maschinenabdampf vorgewärmt wird, dessen Kondensationstemperatur sich allmählich mit der Wassertemperatur verändert und von dieser um nicht mehr abweicht, als dem unvermeidlichen Temperaturgefälle für den Wärmeübergang entspricht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung nur in einem Teil des in Betracht kommenden Temperaturgebiets durch Einführung von Abdampf allmählich steigender Temperatur in abgeschlossene Wassermengen erfolgt, während in dem übrigen Teil des Temperaturgebiets Abdampf konstanter Temperatur oder Frischdampf zur Wärmezufuhr benutzt wird.
3. 3. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorwärmer ein einerseits mit dem Kondensator, anderseits mit dem Kessel oder einem Zwischenbehälter (i) durch abschließbare Leitungen verbundener Sammelbehälter (g) dient, und daß eine besondere Maschine (b) vorgesehen ist, deren Abdampf diesem Behälter oder dieser Heizvorrichtung zufließt.
4. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kondensator (f) und Kessel (c) zwei Behälter (g und h) vorgesehen sind, die sich wechselweise mit einem der beiden Teile in Verbindung setzen lassen und auch mit der den Abdampf liefernden Vorwärmmaschine (b) wechselweise zuschaltbar verbunden sind.