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Grenzdampferzeuger für ortsbewegliche Anlagen, insbesondere für Lokomotiven.
Bei der Erzeugung von Dampf sehr hoher Spannung in Dampferzeugern normaler Bauart
ist es außerordentlich schwierig, vollkommen wasserfreien Dampf zu erhalten. Durch
das. Aufkochen der Wasseroberfläche in den üblichen Tronuneln wird mit dem Dampf
Wasser mitgerissen, das nur sehr schwer wieder von dem Dampf zu trennen ist und
die Überhitzungstemperatur herabdrückt.
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Dieser Nachteil wird nach dem Vorschlag von B e n s o n dadurch vermieden.
daß man das Wasser in einem Rohrsystem durch die Speisepumpe bis auf oder über den
kritischen Druck bringt und es. unabhängig davon bis auf die kritische Temperatur
oder darüber erhitzt. Bei den kritischen Werten geht nämlich das. Wasser stetig,
d. h. ohne die bei geringeren Drücken auftretenden Siedeerscheinungen in Dampf über.
Der Dampf wird dann vor dem Eintritt in die Kraftmaschine auf den Gebrauchsdruck
entspannt, wobei durch weitere Zufuhr von Wärme die gewünschte Überhitzung erreicht
wird.
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Die Durchführung des. Verfahrens gestaltet sich bei ortsfesten Anlagen
verhältnismäßig einfach, da zum Antrieb der Speisepumpe, die gleichzeitig dazu dient,
den kritischen Druck im Dampferzeuger unabhängig von der Wärmezufuhr aufrechtzuerhalten,
elektrischer Strom zur Verfügung steht, so daß die Inbetriebnahme des Dampferzeugers
keinerlei Schwierigkeiten bereitet.
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Weniger günstig liegen die Verhältnisse bei ortsbeweglichen Anlagen,
wie Lokomobilen und Lokomotiven, für die andererseits infolge des geringen Platzbedarfs
bei hoher Leistung der Bensonkessel besonders geeignet ist. Das Mitführen etwa eines.
Motorgenerators mit Batterie belastet die Maschine erheblich und stellt erhöhte
Anforderungen an die Bedienung. Auch die Verwendung einer Verbrennungskraftmaschine
zum Antrieb der Pumpe erscheint mit Rücksicht auf die Bedienung und die Verwendung
eines besonderen Betriebsstoffes bedenklich.
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Eine außerordentlich betriebssichere und einfach zu handhabende Anordnung
zum Anfahren der Maschine, die zudem den Vorzug größter Wirtschaftlichkeit hat,
ist durch die Erfindung gegeben. Sie besteht darin, daß in Verbindung mit dem Dampferzeuger
ein Hilfskessel angeordnet ist, der zum Inbetriebsetzen der von einer Dampfmaschine,
vorzugsweise einer Turbine, mit Hoch- und Niederdrucks.tufe angetriebenen Speisewasserpwnpe
dient. Dieser Hilfsdampferzeuger kann in einem besonderen, etwa mit einer ölfeuerung
versehenen kleinen Hilfskessel bestehen; man kann aber auch an seiner Stelle den
Vorwärmer benutzen, wenn man ihm eine zur Dampferzeugung geeignete Bauart gibt,
etwa nach Art eines: Flammrohr- oder Heizrohlrkessels. Der Vorwärmerkessel braucht
keine besondere Feuerung. Er wird vor der Inbetriebnahme nach Art einer feuerlosen
Lokomotive äus einem fremden Dampfkessel mit Dampf aufgeladen. Im Betrieb wird.
ihm zum Teil. durch die Rauchgase, zurr Teil durch den Abdampf genügend Wärme zugeführt,
um einen zum Anfahren ausreichenden Dampfvorrat genügend hohen Druckes, zu erhalten.
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Der Dampf aus dem Hilfsdampfkessel wird zunächst der Niederdruckstufe
der Speisewasserpumpe zugeführt, so daß diese anläuft und den Hauptkessel, dessen
Feuerung, zweckmäßig eine öl- oder Kohlens.taubfeuerun,g, gleichzeitig angelassen
wird, unter Druck setzt. Wegen des. geringen Wasserinhaltes kommt der Dampferzeuger
sehr schnell auf die kritische Temperatur von etwa 37.4' und kann nun zunächst Dampf
auf die Hochdruckstufe der Pumpenantriebsanaschin.e geben. Die Pumpe kommt nun auf
ihre volle Leistung und kann dem Dampferzeuger die zum Fahren notwendige Speisewassermenge
zuführen. Die Maschine ist fahrbereit.
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Die Anordnung und Wirkungsweise des Dampferzeugers nach der Erfindung
sei noch im einzelnen an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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Der Dampferzeuger i besteht im wesentlichen aus. einem Rohrsystem,
das. sich aus zwei Abteilungen zusammensetzt, dem eigentlichen Erhitzer 2 und dem
überhitzer 3. Zwischen beiden liegt das Drosselventil a, das die Dampfspannung von
dem kritischen Druck
von etwa aas Atm. auf die Gebrauch@.spannung
von etwa ioo Atm. herabsetzt. Der Dampferzeuger wird durch die Pumpe 5 gespeist,
die von einer Turbine mit Hochdrwcktei17 und Niederdrucktei18 angetrieben wird.
Hoch- und Niederdruckteil können sowohl jeder für sich. wie in Hintereinanderschaltung
mit Dampf versorgt werden. Der Niederdruckteil wird gespeist aus dem Hilfskessel9,
der mit einer besonderen Feuerung io ausgerüstet ist. Dieser Hilfskessel findet
zweckmäßig seine Aufstellung auf der Maschine selbst, und zwar unterhalb des Hauptda.mpferzeugers.
Das hat den Vorteil, aß einmal Haupt- und Hilfsfeuerung dicht beieinanderliegen
und von der gleichen Stelle aus bedient werden. können, und ferner, daß die Dampfleitungen
kurz ausfallen und einfacher zu verlegen und abzudichten sind, als wenn man etwa
den Hilfskessel auf dem Tender anordnen würde. Die Abgase des Hilfskessels c werden
mit dien Abgasen des Hauptkessels gemeinsam durch den Vorwärmer i i und durch den
Schornstein 1 2 ins Freie abgeführt. Wie bereits erwähnt, kann dieser Vorwärmer
auch allein als. Hilfskessel dienen. 13 ist der Hochdruck- und 1 4. der Niederdruckzylinder.
Zwischen beiden liegt der von den Rauchgasen beheizte Zwische:nüberhitzer 15, der
zugleich als. Aufnehmer dient.
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Das. Anfahren .der Maschine gestaltet sich nun folgendermaßen Der
Hilfskessel 9 wird angefeuert oder der Vorwärmer i i mit Dampf aufgeladen. Der verfügbare
Dampf wird dann durch Leitungen 16 oder 17 in die Niederdruckstufe 8 der Antriebsturbine
6 geführt. Die Turbine läuft an und erzeugt nun im Erhitzer a den vorgeschriebenen
Druck. Gleichzeitig wird die Hauptfeuerung 18 in Betrieb gesetzt und der sich schnell
bildende Dampf von kritischem Druck und kritischer Temperatur in dem Drosselventil
,l auf den Gebrauchsdruck entspannt und durch den L'berhitzer ; zunächst dem Hochdruckteil
der Puanpenantriebsmas,chine zugeführt, nach dessen Verlassen er dann im Niederdruckteil
vollends entspannt wird. Die nur zum Anlassen dienende- Niederdruckdampfzufuhr aus
dem Hilfskessel wird dann gesperrt. Die Pumpe kann nunmehr ihre volle Leistung entwickeln
und der Dampferzeuger die zum Fahren nötige Dampfmenge liefern.
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Der Dampf strömt in den Hochdruckzylinder 13, durch die Leitung 19
in den Zwischenüberhitzer 15 und aus diesem, der zugleich als Aufnehmer dient, in
den NiedeT-druckzylinder 1:1. Der Auspuffdampf dient dann weiter in der bei Lokomotiven
üblichen Weise zur Zugerzeugung und zur Förderung des Speisewassers aus dem Tender
in den Vorwärmer.
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Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, das. Bensonverfahren
auch auf Fahrzeugen, z. B. auch auf Schiffen, in einfacher, betriehssich@rer und
wirtschaftlicher Weise anzuwenden.