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Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus heißen, unter Dampfdruck
stehenden Flüssigkeiten (Kesselwasser). Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
möglichst vollständigen Rückgewinnung der Wärme aus heißen, unter Dampfdruck stehenden
Flüssigkeiten aller Art, beispielsweise aus den Kesseln von Lokomotiven, welche
in Reparatur gingen. Bisher hat man diese Wärmeinenge in der Weise ausgenutzt, daß
man den Kesseldampf und Kesselwasser in Abblasebehälter abgelassen hat, in denen
das Frischwasser, das zum Auswaschen der Lokomotive verwendet werden sollte, erwärmt
wurde. Da die Temperatur des Auswaschwassers zweckmäßig ungefähr 6o' beträgt, so
wurde die Wärme des Abfallwassers nicht genügend ausgenutzt.
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Durch das vorliegende Verfahren soll nun die bisher mit dem Abdampf
und Abwasser verlorengegangene Wärmemenge möglichst el vollständig nutzbar gemacht
werden. Voraussetzung für eine möglichst weitgehende Ausnutzung der Dampfwärme ist
dabei, daß der Dampf nacheinander mehrere Wärmeaustauschvorrichtungen verschiedener
Art durchströmt, weil der Dampf bei der Abgabe der Wärme nicht nur an Temperatur,
son-(lern auch an Spannung verliert.
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Gemäß der Erfindung wird daher der Dampf aus dem Dampfraum des zu
entleerenden Kessels zunächst durch einen Dampfspeicher geschickt, und zwar so lange,
bis der Dampfdruck aus dem zu entleerenden Kessel, beispielsweise dem Lokomotivkessel,
dieselbe Spannung erreicht hat wie der Druck im Dampfspeicher. Da dann eine Aufnahme
von Dampf im Speicher nicht mehr stattfindet, so wird nunmehr der Dampf anderen
Verbrauchsstellen zugeschickt, die mit niedrigerer Dampfspannung betrieben werden.
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Man läßt ihn beispielsweise in Heizkörper einer Niederdruckdampfheizung
eintreten. Ist auch hier ein Druckausgleich eingetreten, so wird der noch vorhandene
Dampf in einen Warmwasserspeicher geschickt, um seine Wärme hier an das Frischwasser
abzugeben. In ähnlicher Weise wird auch die Wärme des Abwassers in mehreren Stufen
ausgenutzt.
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Gemäß der Erfindung wird das heiße Wasser aus dem Lokomotivkessel
zunächst in einen Warmwasserspeicher geschickt, in dem eine Vorwärmung des Frischwassers
stattfindet. Diese Einschaltung des Warmwasserspeichers hat den Vorteil, daß man
in der Lage ist, Temperaturschwankungen und einen ungleichmäßigen Zufluß von Abwasser
auszugleichen. Erfahrungsgemäß läßt sich aber in einem solchen Warmwasserspeicher
nicht die Temperatur des Wärme abgebenden Wassers sehr weit heruntersetzen. Infolgeclessen
wird an dem Warmwasserspeicher eine Wärmeaustauschvorrichtung angeschlossen, in
welcher das Abwasser im Gegenstrom dem Frischwasser zirkulationsfrei entgegengeführt
wird. Die Länge der WärmeaustalLischvorrichtung ist dabei so bemessen, daß
(las
Abwasser nahezu seine ganze Wärme an das Frischwasser abgibt und die Wärineaustauschvorrichtung
mit einer Temperatur verläßt, die nur einige Grade über der Eintrittstemperatur
des Frischwassers liegt.
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A Auf diese Weise ist es also möglich, die im Abdampf -und
im Abwasser enthaltene Wärme fast restlos auszunutzen, was mit den bisherigen Einrichtungen
nicht möglich war, und zwar erfolgt die Wärmeausnutzung unabhängig von demVerbrauch
anWärme durch Einschaltung des Dampfspeichers bz-%v. des Warmwasserspeichers.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Verfahrens die Wärmerückgewinnung
aus dem Kessel von reparaturbedürftigen Lokomotiven dargestellt. Selbstverständlich
kann dieses Verfahren bzw. die Anordnung auch in anderen Fällen, beispielsweise
bei chemischen Fabriken, Zuckerfabriken usw., Anwendung finden, wo ähnliche Verhältnisse
in der Abdampferzeugung auftreten können. Die in die Werkstatt einlaufenden Lokomotiven
i werden durch die Leitung 2 mit dem Dampfspeicher 3 und durch die Leitung
4 mit dem Warmwasserspeicher 5 verbunden. Es wird also zunächst der noch
im Kessel befindliche Dampf durch die Leitung2 in den Dampfspeicher geschickt. Hat
sich der Druck in beiden Behältern ausgeglichen, so nimmt der Dampfspeicher keinen
Dampf mehr auf. 'Etwa noch vorhandener Dampf muß daher anderweitig verwendet werden.
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Dieser Dampf wird durch die Leitung 6 an andere Verbrauchsstellen,
beii;P;elswei.#,e in die Heizung 7, geleitet. Ist auch hier Druckausgleich
eingetreten, so wird der noch vorhandene Dampf durch die Leitung 8 in den
Warmwasserspeicher geschickt, um (las cmgespeiste Wasser weiter zu erwärmen. Das
Kondensat, das sich dabei bildet, fließt durch die Leitung 9 zur XCesselspeisevorrichtung.
Es ist also auf diese Weise die Dampfwärme voll ausgenutzt.
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Ist die Dampfentnahme beendet, so wird das heiße ICesselwasser durch
die Leitung4 abgelassen. Es geht durch den äußeren Raum 5 des Warmwasserspeichers,
in dem eine Wärmeabgabe an den inneren Behälter io, der das Frischwasser enthält,
stattfindet. An den Warmwasserspeicher ist eine Wärmeaustauschvorrichtung angeschlossen,
die aus dem äußeren Abflußrohr ii und dem inneren ZuflußrGhr 12 besteht. Durch das
äußere Rohr fließt also das warme Wasser ab, während das kalte Frischwasser durch
die Leitung 12 zustrÖmt. Die Wärmeaustauschvorrichtung muß so lang beniessen sein,
daß an der Ausflußstelle das Abwasser die Temperatur des eintretenden Frischwassers
annimmt. Es ist zweckmäßig, den Ausfluß des Abwassers durch ein selbsttätiges Ausflußorgan
mit Hilfe der Temperaturen des Ab-
wassers und des Frischwassers zu regeln.
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Die Vorschaltung des Warmwasserlspeichers vor die Wärmeaustauschvorrichtung
hat den Vorteil, daß diese stets gleichmäßig belastet ist und der Wärmeatistausch
unabhängig ist von den ankommenden oder abzunehmenden Wärmemengen, so daß diese
Anlage allen Betriebsverhältnissen genügt. Wenn also beispielsweise über Nacht,
keine Wärme anfällt, weil Lokomotiven nicht eingehen, so genügt die in dem Warmwasserspeicher
aufgespeicherte Wassermenge, um auch während der Nacht stets warmes Wasser zu erzeugen.
Wenn andererseits keine Warmwasserentnahme stattfindet, also auch kein Frischwasserzufluß
erfolgt, so werden die aus dem Lokomotivspeisewasser frei werdenden Wärmemengen
aufgespeichert, wobei durch selbsttätige Regelung dafür gesorgt ist, daß das Abfallwasser
nicht ablaufen kann. Der Warmwasserspeicher ist also in der Lage, sowohl Abwasser
wie Frischwasser zu speichern.
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Der Dampfratim des Dampfspeichers ist durch die Leitungen 14 mit der
Niederdruckdampfleitung verbunden, so daß auch die hier frei werdenden Wärrnemengen
an den übrigen Verbrauchsstellen, wie Heizungen, Abkochanlagen o. dgl., ausgenutzt
werden, können. Das heiße Wasser aus dem Dampfspeicher oder aus dem Warmwasserspeicher
wird u. a. auch zur Ladung der instand gesetzten Lokomotiven verwandt, um die Zeitdauer
der Anheizung abzukürzen. ' -