-
Dampferzeuger Durch Patent 514 867 ist ein Dampferzeuger bekannt geworden,
bei welchem durch wiederholtes Einspritzen von Wasser und wiederholtes Überhitzen
des gebildeten Dampfes aus einer kleinen Erregerdampfmenge die Betriebsdampfmenge
gebildet wird. Die Menge des Einspritzwassers wird dabei so bemessen, daß sie gerade
hinreicht, um die Überhitzungswärme des als Wärmeträger dienenden Dampfes wegzunehmen,
so daß sich möglichst wenig oder gar kein Wasser ausscheidet und aus den Verdampfern
(Heizdampfkühlern) entfernt werden muß. Zur Regelung der Einspritzmenge wurde ein
Thermostat vorgeschlagen, der z. B. die Menge von der Höhe der Überhitzung an geeigneter
Stelle der Überhitzer abhängig macht. Das Einspritzwasser wurde einer beliebigen
Quelle entnommen; nach einem anderen Vorschlage diente hierfür im Erregerkessel
vorgewärmtes Wasser.
-
Die beschriebenen Anordnungen sind, um einen zuverlässigen Betrieb
zu erhalten, auf das gute Arbeiten des Thermostaten angewiesen. Wenn derartige Apparate
auch zweckentsprechend und zuverlässig herstellbar sind, so ist es doch auch wünschenswert,
den Betrieb nicht auf solche verhältnismäßig empfindliche Einrichtungen abstellen
zu müssen. Es hat sich auch gezeigt, daß bei genügend hoher Vorwärmung des Einspritzwassers
die Verdampfer beschriebener Dampferzeuger gegen ein Zuviel an Einspritzwasser gar
nicht so empfindlich sind, da infolge der verhältnismäßig hohen Verdampfwärme des
Heizdampfes im Vergleich zur verfügbaren Flüssigkeitswärme des Einspritzwassers
jedenfalls nur wenig Heizdampf kondensiert werden kann.
-
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Dampferzeuger der oben
beschriebenen Art, bei welchem jedesmal mehr Wasser in den überhitzten Dampf eingespritzt
wird, als zur vollständigen Wegnahme der Überhitzungswärme des als Wärmeträger benutzten
Dampfes nötig ist. Eine Feinregulierung des Einspritzwassers kann dann unterbleiben,
es ist nur dafür zu sorgen, daß nicht zuviel Wasser vom Dampf mitgerissen und daß
das im Wärmeaustauschkörper ausgeschiedene Überschußwasser richtig abgeführt wird.
Das Mitreißen von Wasser soll deshalb möglichst verhindert werden, um in den Überhitzerrohren
keine Abscheidungen von Kesselstein und anderen Verunreinigungen zu erhalten. Das
Mitreißen von Wasser kann durch Einbau von Prallblechen am Ausgang der Wärmeaustauschbehälter
erreicht werden. Die Entfernung des überschüssigen Wassers, das sich im unteren
Teil der Wärmeaustauschkörper ansammelt, geschieht durch Abflußleitungen, die durch
Schwimmerventile abgeschlossen sind, oder kann auch durch Blenden erfolgen, die
stets freien Durchtritt gewähren, aber so bemessen sind, daß wohl Wasser in geringfügiger
Menge hindurchfließen
kann, die hindurchtretenden Dampfmengen aber
nur unbedeutend bleiben. Die Abflußleitungen der sämtlichen Wärmeaustauschkörper
werden zu einem gemeinsamen Behälter geführt. Als Sammelbehälter für das Überschußwasser
kann auch der Dampfsammler oder Speicher dienen, der dem Dampferzeuger zum Ausgleich
der Dampfverbrauchsschwankungen angegliedert ist. Da der Druck in diesem Behälter
kleiner ist als in den Wärmeaustauschkörpern, so erfolgt das Abströmen mit eigenem
Druckgefälle. Steht der Sammelbehälter räumlich höher als der Wasserspiegel in den
Wärmeaustauschkörpern oder soll das Überschußwasser z. B. in den Erregerkessel zurückgefördert
werden, so muß dies mit Hilfe einer Pumpe geschehen.
-
Bezüglich der Beschaffung und Förderung des Einspritzwassers sind
ebenfalls verschiedene Betriebsweisen möglich. Es war bisher angenommen worden,
daß das Einspritzwasser dem Erregerkessel entnommen wird, wo es bis fast auf Verdampftemperatur
vorgewärmt und durch den Überdruck, der im Erregerkessel vorherrscht, in die Einspritzdüsen
gepreßt wird. Wird gemäß vorliegender Erfindung mehr Wasser eingespritzt, als zur
Wegnahme der Überhitzung erforderlich ist, und dadurch stets ein Überschüß von heißem
Wasser aus den Wärmeaustauschkörpern zurückerhalten, so wird man mit Vorteil dieses
Überschußwasser wiederum zum Einspritzen verwenden und dasselbe durch neues, vorgewärmtes
Wasser aus dem Erregerkessel oder besonderen Vorwärmern ergänzen. Die Entnahme des
Einspritzwassers erfolgt in diesem Falle aus dem Sammelbehälter für das Überschußwasser
oder aus dem Sammler oder Speicher, deren Wasserstand durch stetes Speisen auf mehr
oder weniger gleichbleibender Höhe gehalten wird. Der zum Einspritzen erforderliche
Uberdruck wird durch eine Pumpe hergestellt.
-
Auf den Abbildungen ist eine Anlage gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt. In Abb. i ist i der Dampferzeuger, in dem der Erregerdampf erzeugt
wird. 2 sind die Wärmeaustauschkörper, in welchen Wasser, das in feiner Verteilung
in hochüberhitzten Dampf eingespritzt wird, verdampft. 3 sind die Überhitzerrohre,
in denen der neugebildete und der durch Abgabe seiner Überhitzungswärme aus Wasser
abgekühlte Dampf wieder überhitzt wird. 4 ist ein Dampfsammler und Speicher, dessen
Wasserinhalt sich durch Hindurchleiten des gesamten oder eines Teiles des Dampfes
auf Verdampftemperatur erwärmt und zum Ausgleich von Dampfverbrauchsschwankungen
dient. 5 ist der Schlußüberhitzer, in dem der. gesamte Dampf auf die Betriebsüberhitzung
gebracht wird. Das Einspritzen des Wassers in die. Wärmeaustauschkörper erfolgt
durch Leitung 6, die von der Pumpe 7 bedient wird. Die Pumpe entnimmt ihr Wasser
beispielsweise aus dem Sammler q., in den auch durch die Rohre 8 das Überschußwasser
aus den Wärmeaustauschkörpern abläuft.
-
Abb. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Wärmeaustauschkörper.
Es sind dies Behälter von Rohrform, in deren oberen Teil io das Einspritzwasser
eingeführt wird, das in feiner Verteilung mit dem unten bei ii durch ein Verteilsieb
12 eintretenden hochüberhitzten Dampf in Berührung gebracht wird. Der neugebildete
und der abgekühlte Dampf verlassen den Wärmeaustauschkörper bei 13. Vorher streichen
beide durch die Schikane zq., um mitgenommenes Wasser abzuscheiden. Das überschüssige
Wasser sammelt sich am Boden der Rohre an und geht durch Blende 15 in das gemeinsame
Abflußrohr 16. Dieses kann z. B. mit dem Sammler 17 verbunden sein.
-
Das Einspritzwasser wird durch Pumpe 18 dem Behälter entnommen. Diese
Pumpe kann durch einen Elektromotorig oder durch eine Dampfturbine 2o. oder durch
beide angetrieben werden. Man kann z. B. im gewöhnlichen Betrieb mit Elektromotor
arbeiten und die Dampfturbine nur dann verwenden, wenn der Strom ausbleibt oder
die Drehzahl unter eine gewisse Höhe sinkt, wobei sich der Übergang von einer Betriebsart
auf die andere in bekannter Weise selbsttätig bewirken läßt. Neben der Lieferung
des Einspritzwassers aus dem Sammler oder Speicher 17 läßt sich auch Einspritzwasser
z. B. aus dem Wasserraum des Erregerkessels (bei 21 nicht gezeichnet) entnehmen.
Dieses Wasser wird meistens eigenes Druckgefälle besitzen und braucht deshalb nicht
durch diePumpe zu gehen. Es ließen sich auch ganz bestimmte Wärmeaustauschkörper
nur von der Pumpe und ganz bestimmte nur vom Erregerkessel aus bedienen. Ebenso
kann aber auch das gesamte im Erregerkessel oder in einem besonderen Vorwärmer erwärmte
Wasser in den Behälter geleitet und mit diesem Zusatzwasser der Wasserstand in diesem
Behälter (z. B. mittels Schwimmer 22) geregelt werden. Da dieser Wasserstand - zum
Unterschied gegenüber dem Wasserstand in dem Dampfsammler oder Oberkessel eines
gewöhnlichen Dampfkessels-großen Schwankungen unterworfen sein darf, so ergeben
die verschiedenen Schaltungsweisen für das Einspritz- und Überschußwasser verschiedene
Möglichkeiten zum Ausgleich der Dampferzeugung und Feuerführung. ,