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Einrichtung zur Regelung yolt mit Anzapfdampf geheizten Verdampfern.
Es ist ,als wirtschaftlich bekannt, Verdampfer mit dem Abdampf einer Hochdruckdampfmaschine
zu beheizen und die entstehenden Brüdendämpfe in einer Niederdruckdampfmaschine
auszunutzen. Dabei können Hoch- und Niederdruckmaschine, die z. B. durch Dampfturbinen
gebildet werden können, auf einer Welle angeordnet sein. Ihre Leistung kann z. B.
zur Erzeugung von Elektrizität benutzt werden. Hierbei ist weiter bekannt, die für
die jeweilige Belastung der Maschinen erforderliche Dampfzufuhr durch einen Drehzahlregler
einzustellen und die erforderliche Heizdampfspannung durch einen Druckregler zu
sichern, der auf den Abfluß des Dampfes aus der Hochdruckmaschine in die Niederdruckmaschine,
gegebenenfalls durch eine Mitteldruckmaschine hindurch, einwirkt.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird die im Brüdenraume erforderliche
Spannung dadurch in der jeweils erforderlichen Höhe erhalten, daß ein von der Spannung
im Brüdenraum beeinflußter Regler auf den Abfluß des Dampfes aus dem Brüdenraum
in den Niederdruckteil der Maschine einwirkt.
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Durch diese Regelung kann den Bedingungen entsprochen werden, die
in den verschiedenen Fällen an den Verdampfer zu stellen sind. Es kann beim Eindampfgut
gleichbleibende Temperatur erzielt, es kann die Überschreitung .einer Höchsttemperatur
oder Unterschreitung einer Mindesttemperatur verhindert , es kann gleichmäßiger
Verdampfergang erzielt und auch bei der Ausnutzung eines möglichst hohen, mit der
Belastung der Maschine veränderlichen Temperaturgefälles eine so niedrige Spannung,
daß Überkochen eintritt, verhindert werden.
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Die Zeichnung stellt den Erfindungsgegenstand schematisch dar. Der
Geschwindigkeitsregler a regelt die Beaufschlagung der Hochdruckmaschine, die beispielsweise
durch die Dampfturbine b gebildet werden kann, aus welcher der Abdampf durch die
Leitung c dem Heizraum des Verdampfers d zugeführt wird, dessen Brüdendampf durch
die Leitung e der Niederdruckmaschine, z B. der Niederdruckdampfturbine f, zugeführt
wird, aus der der Dampf vollkommen entspannt durch die Leitung g in den Kondensator
h strömt.
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Für die Regelung des Verdampfers ist noch die Leitung z vorgesehen,
welche den Heizdampfraum des Verdampfers mit dem Brüdendampfraum oder mit diesen
Räumen in Verbindung stehende Räume miteinander verbindet. Dabei ist in diese Leitung
i der Druckregler k eingeschaltet, der von der Heizdampfspannung Moder Heizdampftemperatur
beeinflußt wird und die durch die Leitung i strömende Dampfmenge regelt. Dabei kann
auf dem Wege des Dampfes vom Aeizzum Brüdenraum noch die Mitteldruckmaschine, beispielsweise
die Mitteldruckdampfturbine m, eingeschaltet sein., welche das Wärmegefälle, mit
dem auch der Verdampfer arbeitet, bei dem im Verdampfer nicht gebrauchten Dampf
ausnutzt.
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Steigt die Belastung der Kraftmaschine, die beispielsweise aus Hoch-,
Mittel- und Niederdruckdampfturbine b, m, f besteht, so öffnet in üblicher
Weise der Geschwindigkeitsregler a die Dampfzufuhr zur 'Hochdruckmaschine b weiter.
Dadurch würde auch die Spannung in der Leitung c und damit die Heizdampfspannung
steigen, wenn nicht der Druckregler k .einen Teil des Dampfes durch die Leitung
i und gegebenenfalls durch die Mitteldruckturbine m hindurch zum Brüdendampfraum
ableiten würde.
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In den Brüdendampfraum gelangt auf diese Weise außer dem im Verdampfer
gebildeten Brüdendampf der durch die Leitung i strömende Abdampf der Hochdruckmaschine
und
würde dadurch die Spatmung im Brüdendampfraum erhöhen, wenn
nicht der von der Brüdenspannung abhängige Druckregler n durch größere Beaufschlagung
der Niederdruckturbine f dafür sorgen würde, daß die Brüdendampfspannung nicht steigt.
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Durch die beiden Dauckregler kann also bei der gewählten Anordnung
der erwünschte gleichbleibende Betriebszustand des Verdampfers, unabhängig davon,
wie hoch die Kraftmaschine belastet ist und eine wie hohe Beaufschlagung der Hochdruckmaschine
der Geschwindigkeitsregler a einstellt, erreicht werden. Nur wenn die Last der Kraftmaschine
so klein werden sollte, daß der durch den Geschwindigkeitsregler a hindurchgelassene
Dampf nicht mehr genügt, um den Verdampfer zu betreiben, ist es erforderlich, dem
Heizdampfraum des Verdampfers in an sich bekannter Weise durch eine Hilfsleitung
und das Organ o gedrosselten Frischdampf zuzuführen. Dabei kann sich das Absperrorgan
o ebenfalls in an sich bekannter Weise selbsttätig öffnen, sobald die Heizdampfspannung
im Heizraume des Verdampfers d unter einen bestimmten Wert sinkt. Ist die Belas:ung
im letzteren Falle so gering, daß schon die im Verdampfer erzeugte Brüdendampfmenge,
welche die Niederdruckmaschine f treibt, eine unzulässige Geschwindigkeitssteigerung
der Maschine verursachen würde, so. kann noch vorgesehen werden, daß in diesem Falle
der Geschwindigkeitsregler a das Absperrorganp ein wenig öffnet und dadurch einem
Teil des Brüdendampfes den unmittelbaren übertritt vom Brüdenraum zum Kondensator
freigibt.
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Statt dieser Hilfseinrichtungen o und p, die für besonders kleine
Belastungen vorgesehen sind, kann auch eine künstliche Belastung der Maschine vorgesehen
werden, die z. B. in Form von elektrischem Widerstand, falls die Kraftmaschine zur
elektrischen Stromerzeugung dient, eingeschaltet wird, sobald die Heizdampfspannung
des Verdampfers zu weit sinkt. Diesem Zweck kann der Druckregler k oder ein besonderer,.
von der Heizdampfspannung abhängiger Druckregler dienen.
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Praktisch gleichbedeutend mit der Vermischung des durch die Leitung
i fließenden, dem Verdampfer parallel geschalteten. Dampfstromes mit dem Brüdendampf
und gemeinsame Regelung durch den Druckregler n ist es, wenn. der durch t fließende
Dampf getrennt vom Brüdendampf, jedoch unter dem Einfluß des Reglers n, der Niederdruckmaschine
f zugeführt wird.
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Nimmt im Verdampfer d mit fortschreitender Verdampfung die Konzentration
der Lösung zu, so erhöht sich im allgemeinen auch die Siedetemperatur der zu verdampfenden
Flüssigkeit, d. h. bei unverändert bleibend:r Brüdendampfspannung steigt die Temperatur
der zu verdampfenden Flüssigkeit, wodurch sich der Unterschied gegenüber der Heizdampftemperatur
verkleinert. -Dadurch nimmt die Leistung des Verdampfers äb, was im allgemeinen
unerwünscht ist. Diese Verringerung der Verdampferleistung kann vermieden werden,
wenn die Spannung des Heizdampfes erhöht oder die des Brüdendampfes erniedrigt wird.
Beim vorliegenden Erfl:ndungsgegen.stande läßt sich dies verwirklichen, indem der
Druckregler k, der von. der Heizdampfspannung beeinflußt wird, oder der Druckregler
tz, der von der Brüdendampfspannung beeinflußt wird, auf einen anderen Wert, auf
den er einregelt, eingestellt wird.
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Diese Verstellung des D;ruckreg:ers mit zunehmender Konzentration
der einzudampfenden Lösung kann in Abhängigkeit von der Temperatur, die die Lösung
annimmt, geschehen. Steigt die Temperatur der Lösung, so wird dadurch ein Temperaturregler
einer an sich bekannten Art beeinflußt, der seinerseits auf einen der beiden Druckregler
oder auf beide einwirkt.
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Bei der beschriebenen Regelung hat eine Veränderung der Belastung
der Maschine, wenn dabei der Betrieb des Verdampfers nicht in Mitleidenschaft gezogen
werden soll, zur Folge, daß die Beaufschlagunü der Niederdruckmaschine verändert
werden muß. Daraus folgt, daß die Niederdruckdampfturbine mit einer teuren Regeleinrichtung
versehen sein muß und daß sie ausreichend bemessen sein muß, um die Dampfmenge bei
größter Belastung der Turbine, ohne daß der Druck, mit dem sie beaufschlagt wird,
steigt, verarbeiten zu können. Daraus folgt, daß ihr Wirkungsgrad bei sehr geringer
Belastung der Turbine nicht so günstig sein kann wie bei voller Last. Das wird bei
Anlagen, bei denen nicht mit übermäßig starker Schwankung der Belastung zu rechnen
ist, nicht von erheblicher Bedeutung sein, sich dagegen aber geltend machen, wenn
beispielsweise längere Zeit sehr geringe Belastung vorkommen kann. Eine für diesen
Fall besonders geeignete Lösung zeigt Abb, 2 der Zeichnung.
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Zwischen die Hochdruckdampfturbine b und die Niederdruckdampfturbine
f ist der Verdampfer d eingeschaltet in entsprechender Weise wie in der Anlage nach.
Abb. t. Hoch-und Niederdruckturbine b, f treiben mit gemeinsamer Welle den
elektrischen Stromerzeuger g, der auf ein elektrisches Leitungsnetz arbeitet, auf
das auch ein zweiter Stromerzeuger t, der durch eine lediglich vom Geschwindigkeitsregler
a beeinflußte Dampfturbine s angetrieben wird, arbeitet. Bei einer
derartigen
Anlage kann die Kraftmaschine -s die Schwankungen der Last allein aufnehmen, so
daß die Dampfturbine b,1 immer eine Leistung zu erzeugen vermag, die der
Dampfmenge, die für den Betrieb des Verdampfers nötig ist, entspricht. Damit hierbei
immer ein gleichbleibender Druck im Heizraum des Verdampfers vorhanden .ist, regelt
der Druckregler k in Abhängigkeit von der Heizdampfspannung den Dampfzufluß zur
Hochdruckturbine b und damit die in die fleizdampfleitung c eintretende Dampfmenge.
Die Brüdendampfspannung des Verdampfers d kann, wenn dies in Sonderfällen erwünscht
sein sollte, am Druckregler oder Drosselorgan n, welches die Beaufschlagung und
die Dampfzufuhr zur Niederdruckturbine f beeinflußt, eingestellt werden. In vielen
Fällen . wird man aber auch auf dies Organ, besonders wenn die Kondensatorspannung
nicht in. nennenswertem Maße schwankt und wenn man nicht Wert darauf legt, die Brüdendampfspannung
verändern zu können, verzichten.
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Ein Teil des Abdampfes der Hochdruckturbine b kann auch gedrosselt
oder durch eine Mitteldruckturbine hindurch unmittelbar zur Niederdruckturbine f
geführt werden, wie dies an sich bekannt und in Abb. i gezeigt ist.
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Die bei fortschreitender Eindickung der zu verdampfenden Lösung zunehmende
Konzentration und dadurch bedingte Erhöhung des Siedepunktes kann auch bei dieser
Ausführung der Erfindung ausgeglichen werden, indem entweder der Regler k so eingestellt
wird, daß er eine höhere Spannung im Heizdampfraum des Verdampfers einstellt, oder
dadurch, daß durch eine Änderung der Einstellung des Organs n oder durch Veränderung
eines an dieser Stelle vorgesehenen Druckreglers n eine niedrigere Brüdendampfspannung
eingestellt wird.
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Um das Temperaturgefälle des Verdampfers besonders mit Rücksicht auf
die Erhöhung des Siedepunktes mit zunehmender Konzentration zu regeln, kann auch
der Anschluß des Heizdampfraumes an die Hochdruckturbine oder des Brüdendampfraumes
an die Niederdruckturbine in der Weise geändert werden, daß eine andere Zwischenkammer
für den Anschluß gewählt wird. Schließt man die Heizdampfleitung c an eine Zwischenkammer
höheren Druckes der Hochdruckturbine b an oder die Brüdendampfleitung e an eine
Zwischendampfkammer niedereren Druckes der Niederdruckdampfturbine f, so erhöht
sich dadurch das Temperaturgefälle des Verdampfers.