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Sicherheitsvorrichtung für durch Anzapfdampf beheizte Speisewasservorwärmer
Bei Speisewasservorwärmern, die durch Anzapfdampf beheizt werden, besteht die Gefahr,
daß durch die Dampfzuführungsleitung rückwärts Wasser in die Maschine gelangt, wenn
im Vorwärmer der Wasserspiegel unzulässig steigt. Bei Mischvorwärmern -kann dies
leicht eintreten, wenn die Pumpe versagt, die das erwärmte Speisewasser aus dem
Vorwärmer herausfördert, bei Oberflächenvorwärmern dann, wenn Rohre platzen oder
sonst eine Urdichtigkeit eintritt zwischen dem Raum, durch den das Speisewasser
fließt, und dem Raum, in denn der Dampf niedergeschla, gen wird.
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Es ist bekannt, diese Gefahr des Wassereintritts dadurch zu beseitigen,
daß die zum Vorwärmer führende Wasserleitung durch die Wirkung eines Schwimmers
abgesperrt und dafür eine den Vorwärmer umgehende Wasserleitung geöffnet wird. Bei
den bekannten Sicherheitseinrichtungen dieser Art schließt der Schwimmer aber zunächst
die Dampfzuführungsleitung zum Vorwärmer, wenn dieser sich-ganz mit Wasser aufgefüllt
hat, und erst dadurch, daß der gesamte Vorwärmerraum hierdurch auf die hohe Spannung
der Kesselspeiseleitung kommt, erfolgt die Umschaltung in der Speisewasserleitung.
Bei dieser bekannten Sicherheitsvorrichtung besteht immer noch -eine-große Gefahr
für die angezapfte Dampfturbine. Denn für das unmittelbar durch den Schwimmer abgesperrte
Ventil in der Dampfzuleitung ist ein sicherer Abschluß- nicht zu erreichen, weil
keine genügenden Auftriebskräfte des Schwimmers verwirklicht werden. können. Sobald
aber dieses Abschlußveutil in der Dampfzuleitung nicht völlig dicht ist, tritt aus
dem unter hohem Druck stehenden und mit Wasser angefüllten Vorwärmer Wasser zur
Anzapfstelle der Turbine zurück.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung
für die zur Beheizung e"mes Speisewasservorwärmers angezapfte Turbine, bei der durch
den Einfluß eines Schwimmers bei ansteigendem Wasserspiegel im Vorwärmer für das
Wasser die Zuflußleitung zum Vorwärmer geschlossen und dafür eine Umgehungsleitung
geöffnet wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird aber jede Gefahr für die angezapfte
Turbine dadurch vermieden, daß der Schwimmer im Dampfraum des Vorwärmers die Umschaltung
in der Wasserzuflußleitung herbeiführt, ohne daß dieser Dampfraum bis zur Dampfzuflußleitung
mit Wasser angefüllt wird und ohne daß er auf erhöhten Druck kommt. Die neue Verrichtung,
durch die dieser Erfindungs,-erfolg herbeigeführt wird, besteht darin, daß für die
Umschaltung des hierzu erforderlichen Absperrorgans in - der Verzweigung der Speisewasserleitung
ein Kolben benutzt wird, dessen beide einander entgegengesetzten Flächen mit dem
Dampfraum des Vorwärmers verbunden sind, wobei die eine der beiden Verbindungsleitungen
durch einen im Vorwärmer befindlichen Schwimmer abgesperrt wird, wenn der Wasserspiegel
im Vorwärmer
unzulässig steigt. Als Folge hiervon steigt auf dieser
Kolbenseite der Druck, so daß zu beiden Kolbenseiten eine Druckdifferenz entsteht,
durch die das Umschaltorgan in der Rohrleitung umgestellt wird. Hierbei werden durch
einen Schwimmer, der nur ein sehr kleines Ventil zu steuern hat, ,große Kräfte zur
Umschaltung des Umschaltorgans ausgelöst. Das Umschaltorgan bleibt dann in der neuen
Lage, auch wenn nun im Vorwärmer der Wasserspiegel wieder sinkt, so daß der Schwimmer
den Abfluß aus der zweiten Kolbenseite wieder öffnet und damit Spannungsgleichheit
zu beiden Kolbenseiten herstellt. Um das. Umschaltorgan zurückzustellen, wird die
Verbindungsleitung der anderen Kolbenseite mit dem Dampfraum des Vorwärmers, die
kein Schwimrnerventil enthält, vorübergehend durch seine andere Ursache, beispielsweise
von Hand oder selbsttätig beim Anlassen der Speisepumpe geschlossen, so daß jetzt
auf dieser Kolbenseite der höhere Druck entsteht.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in der beispielsweisen Ausführung
bei einem Oberflächenvorwärmer schematisch dargestellt. -Dem Vorwärmer a fließt
der Anzapfdampf der Maschine durch den. Stutzenb zu. Das Speisewasser, das durch
Idie Pumpen meist gleich auf die für den Zufluß zum Kessel erforderliche Spannung
gebracht ist, fließt beim Stutzen e der Umschalteinrichtungd zu: Von dieser Umschaltvorrichtung
d kann das Speisewasser vom Stutziene durch Leitung/ zum Vorwärmer a fließen, um
diesen am Stutzen g durch die Rückschlagklappe h, Leitung! in der Fließrichtung
zum Kessel wieder zu verlassen. Von der Umschaltvorrichtungd kann das Speisewasser
aus dem . Stutzen k, durch die Leitung m unter Umgehung des Vorwärmers unmittelbar
zur Leitung! gielangeai, und zwar so, daß es Mnter der Rückschlagklappe h einmündet.
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In der Umschaltvorrichtung d befindet sich der Doppelkolbenn, dessen
innere Kanten das bei c zufließende Wasser je nach der Stellun- des Kolbens
n zum Stutzen e oder zum Stutzen k abfließen lassen. Die Räume o und
p vor den beiden Außenseiten des. Doppelkolbensn sind durch kleine Bohrungen oder
dadurch, daß der Kolben im Zylinder nicht abgedichtet ist, mit dem Innenraum des
Doppelkolbens a verbunden. Von dem Raume o führt die Leitung g zum Dampfraum des
Vorwärmers a; an ihrem Ende befindet sich das Ventil r, das durch den Schwimmer
s geschlossen wird, wenn das Wasser im Vorwärmer ansteigt. Von dem Raume p führt
die Leitung t -zum Dampfraume des Voüwärmers. In ihr befindet sich der Hahnn, der
von Hand geschlossen werden kann. Wenn de Anlage in Betrieb genommen wird, wird
der Hahn u auf kurze Zeit geschlossen. Dadurch wird der Raump abgesperrt, es stellt
sich in ihm der Speisewasserdruck ein, der am Stutzen c herrscht, während im Raum
o der Druck im Dampfraum des Vorwärmers herrscht. Durch die Druckdifferenz zwischen
den beiden Räumen o und p wird der Doppellkolbenn nach links geschoben, die Stutzen
c und e kommen in Verbindung, der Stutzen k ist abgeschlossen. Das Speisewasser
fließt durch Leitung/, Vorwärmer a, Rückschlagklappen h, Leitung
i zum Kessel. Wird der Hahnn geöffnet, so tritt auch im Raum p die Spannung
ein, die im Dampfraum des Vorwärmers a herrscht. Es herrschen in den Räumen o und
p gleiche Drücke, der Doppelkolbenn bleibt hierbei in der Lage, die -er einmal eingehömmen
hat. Sobald aber durch irgendeine Störung im. Dampfraum des Vorwärmers a der Wasserspiegel
steigt, schließt der Schwimmers mit dem kleinen Ventilr die Leitung q ab. Dadurch
bildet sich im Raume o der Speise wasserdruck aus, der bei c herrscht, während inLRaume
p der Dampfdruck des Vorwärmers bestehen bleibt. Durch diese Druckdifferenz zwischen
den Räumen a und p wird nunmehr der Döppelkolbenn nach rechts geschoben, der Stutzen
e wird verschlossen, der Stutzen k dafür geöffnet. Das Speisewasser fließt nunmehr
vom Stutzen c über Stutzen k, Leitung m zur Leitung i, so daß es nicht mehr zum
Vorwärmer a gelangt. Denn der Rückfluß aus Leitung! zum Vörwärm.er wird durch die
Rückschlagklappe lt verhindert.
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Wenn nun das Wasser aus dem Voxwärmer a wieder abfließt, öffnet der
Schwimmers das kleine Ventile. Dadurch herrscht im Raune o wieder der Dampfdruck
des Vorwärmers. Hierdurch entsteht in den beiden Räumen o und p gleicher Druck,
der Kolbenn bleibt in seiner Lage. Die Rückschaltung des Wassers auf den durch den
Vor,-wärmer führenden Wieg tritt erst .ein, wenn der Hahnu geschlossen wird.
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Daß durch die Öffnung im Doppelkolbenn sowohl aus dem Raümeo als auch
aus dem Raume p dauernd eine kleine Wassermenge in den Dampfraum des Vorwärmers
gelangt, ist belanglos, da das reine Speisewasser das Kondensat im Vorwärmer nicht
verunreinigen kann. Der Nachteil, daß diese kleine übertretende Wassermenge mit
dem Kondensat aus dem Vorvvärmer durch Stutzen v zur Saugeleitung der Speisepumpen
zurückfließt und noch einmal gefördert werden muß, ist hierbei ganz nebensächlich,
da es sich um einen völlig untergeordneten Energieverlust handelt. Da es sich bei
dem Wasser um reines Kondensat handelt, besteht auch nicht
die Gefahr,
daß die kleinen Öffnungen sich zusetzen.
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Handelt es sich um einen Mischvorwärmer, so ist in die Leitung f eine
Drosselwirkung einzubauen, zweckmäßig ein durch Feder oder Gewicht belastetes Ventil
z, damit am Stutzen c in der Wasserleitung ein höherer Druck herrscht als im Vorwärmer.
Dies ist nötig, um die Umsteuerkräfte am Doppelkolberi n herbeizuführen. Bei einem
Oberflächenvorwärmer hat diese Drosselvorrichtungz die Aufgabe, die Umsteuerkräfte
auch dann zu sichern, wenn der Rohrbruch so stark ist, daß der an sich vorhandene
Druckunterschied zwischen Speisewasserleitung und Dampfraum des Vorwärzners - nahezu
verschwindet.
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Wird es vergessen, den Hahn u zu öffnen, dann ist die Sicherheitsvorrichtung
außer Wirkung gesetzt. Um dies zu verhüten, kann der Hahna beim Anlassen der Speisewasserpumpen
selbsttätig geschlossen rund nach einer gewissen Zeit selbsttätig wieder geöffnet
werden. Die Einrichtungen hierfür sind bekannt. Einfacher ist es, ihn vorn Hand
schließen und öffnen zu lassen und die erforderliche Sicherheit durch eine andere
einfache Einrichtung zu schaffen. In der Leitung f befindet sich der Umstellhahn
w, der in der einen Stellung den Stutzens nach der Le'tung f, in der anderen
aber den Stutzen e
nach der Leitungm öffnet. Dieser Umstellhahn wird durch
die einfachen hier bekannten Hilfsmittel so mit dem Absperrhahn u gekuppelt, daß
bei geschlossenem Hahn u das Speisewasser aus dem Stutzene nur zur Leitung m fließen
kann, also unter allen Umständen den Vorwärmer umgeht, gleichgültig, ob der Umschaltkolbenn
den Stutzene oderk geöffnet hält. Ist der Hahn u geöffnet, dann ist der Stutzen
e nach Leitung m abgesperrt und nach Leitung/ geöffnet. Jetzt steuert der Kolbenn
den Spelsewasserweg, er steuert ihn aber auch um, wenn der Schwimmers das kleine
Ventil r schließt.