DE517426C - Dampfkraftanlage mit einem mit zwanglaeufigem Wasserumlauf arbeitenden Dampferzeuger - Google Patents

Description

• Dampfkraftanlage mit einem mit zwangläufigem Wasserumlauf arbeitenden Dampferzeuger Die neuzeitliche Entwicklung der Dampfkraftanlagen verläuft nach zwei Richtungen. Die eine Richtung geht dahin, die Betriebssicherheit zu erhöhen und Störungsmöglichkeiten in der Dampferzeugung soweit als , irgend möglich auszuschalten, die andere Richtung strebt auf eine Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades hin.
• Die Störungen im Prozeß der Dampferzeugung sind in erster Linie auf die Siedeerscheinungen zurückzuführen, die sich aus der unstetigen Trennung von Dampf und Flüssig-]zeit gleichen Druckes und gleicher Temperatur ergeben. Eine Reihe neuer Verfahren zur Dampferzeugung laufen deshalb darauf hinaus, daß die Trennung von Dampf und Flüssigkeit aus der feuerberührten Heizfläche heraus verlegt wird und an Stellen stattfindet, die der unmittelbaren Einwirkung der Kesselfeuerung entzogen sind. Man gelangt dann entweder zur mittelbaren Dampferzeugung unter Verwendung eines besonderen Wärmeträgers, der die Feuerungswärme aufnimmt und sie an das eigentliche Arbeitsgebiet abgibt, oder zu dein Verfahren, bei dem in der feuerberührten Reizfläche nur Flüssigkeit oder nur Dampf umläuft. Der dritte Weg ist der, daß man das Arbeitsmittel durch einen Grenzübergang im kritischen Punkt in Dampf überführt, so daß die stetige Scheidung von Dampf und Flüssigkeit weder in der feuerberührten Heizfläche, noch sonst auftritt.
• Der günstigste thermische Wirkungsgrad ließe sich bekanntlich theoretisch dann erreichen, wenn man einen Kreisprozeß durchführen könnte, der auf der Grenzkurve verläuft. Hierzu würde einmal gehören, daß das Verfahren ein Sattdampfverfahren ist, und daß andererseits mit einer Anzapfung in unendlich vielen Stufen gearbeitet wird. Das läßt sich bekanntlich nicht durchführen.
• Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die beiden Probleme, nämlich Erhöhung der Betriebssicherheit und Steigerung des thermischen W irkungsgra,des, gleichzeitig zu erreichen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung folgendermaßen vorgegangen.
• Das flüssige Arbeitsmittel, für das iin folgenden Wasser angenommen werden soll, wird mit Hilfe einer Pumpe zwangläufig durch ein beheiztes Rohrsystem hindurchgedrückt, und zwar in bekannter Weise unter einem Druck, der höher liegt als der Druck, dem die höchste Temperatur des Wassers im Rohrsystem als Sättigungstemperatur entsprechen würde. Das erhitzte Arbeitsmittel *' i öiz denz Aztezaszicher ist als der Erfinder angegeben ivordez: Dipl.-Ing. Karl Schrüder in Bei-liia-Charlotteitbzrrg. wird in gleichfalls bekannter Art nach vorangegangener oder unter gleichzeitiger Drosselung in einen wassergefüllten Behälter eingeleitet. Gegebenenfalls wird die Drosselung und das Einleiten in Wasser in mehreren Stufen wiederholt. Aus dein Dampfraum der »Drosselungsbehälter « <wird trocken gesättigter Dampf entnommen, der einer Kraftmaschine zugeführt wird. Die Expansion in der Kraftmaschine läßt man zunächst so weit vor sich gehen, wie es der Feuchtigkeitsgehalt des sich entspannenden Dampfes zuläßt. Der Arbeitsdampf wird dann aus der Maschine herausgeführt, in einen wassergefüllten Behälter eingeleitet. und der über der Wasserfläche des Behälters sich bildende trocken gesättigte Dampf wird in eine weitere Stufe der Kraftmaschine zurückgeführt. je nach den Feuchtigkeitsverhältnissen wird die Trocknung des Arbeitsdampfes durch Einleiten in wassergefüllte Behälter wiederholt.
• Das neue Verfahren arbeitet, wie man erkennt, lediglich mit trocken gesättigtem und feuchtem Dampf, verläuft also sehr nahe an der Grenzkurve und ist aus diesem Grunde thermisch sehr günstig. Gleichzeitig wird aber auch eine sehr hohe Betriebssicherheit des Verfahrens erreicht, da in der feuerberührten Heizfläche nur Wasser zirkuliert, wodurch das Entstehen von Störungen aus Siedeerscheinungen verhindert wird.
• Eine Anlage gemäß der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt. Durch ein Rohrsystem a, das durch einen Brenner i beheizt wird, wird mit Hilfe einer Pumpe 8 flüssiges Arbeitsmittel, für das in den folgenden Ausführungen Wasser angenommen wird, hindurchgedrückt. Dieses hocherhitzte Wasser gelangt über eine Leitung 3 zu einem Drosselventil d.. Das sich bei der Drosselung bildende Gemisch aus Dampf und Wasser wird zunächst in einen wassergefüllten Behälter 5 eingeleitet, in dem das Wasser aus dem Dampf ausgeschieden wird. Der Dampf wird nochmals durch ein Ventil 6 gedrosselt und in einem Behälter ; getrocknet, ehe er in die Hochdruckstufe i i der Kraftmaschine eintritt. Das Wasser aus den Behältern 5 und wird entsprechenden Druckstufen derPumpe 8 zugeleitet und führt, gegebenenfalls nach erneuter Vorwärinung durch Rauchgase, einen Kreislauf zwischen Erhitzer -= und Behältern 5 und 7 aus.
• Der den Hochdruckteil i i in feuchtem Zustande verlassende Dampf wird über eine Leitung 12 in einen Trockenbehälter 13 eingeleitet, in dem der Feuchtigkeitsgehalt abgeschieden wird. Der trockene Dampf strömt über eine Leitung 14 der Mitteldruckstufe 15 der Kraftmaschine zu, v erläßt diese durch eine Leitung 16, wird im Behälter 17 getrocknet, über eine Leitung 18 in die Niederdruckstufe ig eingeführt und schließlich in einem Kondensator 2o niedergeschlagen. Die I-laschineiistufen 11, 15 und ig arbeiten also mit Sattdampf, wobei man naturgemäß die Ausdehnung :des Dampfes nur so weit vor sich gehen läßt, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Dampfes Beschädigungen der Schaufeln noch nicht hervorrufen kann.
• Die Anordnung der Trockenbehälter zwischen den einzelnen Stufen kann noch in der Weise ausgestaltet werden, daß man diese Behälter gleichzeitig als Speicher verwendet, so daß Lastunterschiede zwischen den einzelnen Kraftmaschinenstufen, die natürlich nicht zu einer einzigen Maschine zu gehören brauchen, sondern selbständige Maschinen sein können, ausgeglichen werden.
• Eine weitere Ausgestaltung der Anlage ergibt sich dadurch, daß man das Kondensat aus dem Kondensator 2o mit Hilfe einer Pumpe 2.1 zunächst in den Behälter 17 und das hierin durch den zu trocknenden Dampf erwärmte Wasser mit Hilfe einer Pumpe 22 in den Behälter 13 fördert, hier weiter erwärmt und schließlich der Pumpe 8 für den Erhitzer :2 zuführt, die es über den Vorwärmer io in den Erhitzer 2 speist.

Claims (3)

1. PATEN TA` SPRÜC1-Ir: i. Dampfkraftanlage mit einem mit zwangläufigem Wasserumlauf arbeitenden Dampferzeuger, bei dem durch Drucksteigerung eine Dampferzeugung während der Wärmeaufnahme in dem Heizrohrsystem verhindert wird, und bei dem die Verdampfung unter gleichzeitiger oder nach vorangegangener Drosselung in einem mit Wasser gefüllten Behälter erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der vor der Kraftmaschine (1i, 15, ig) gegebenenfalls in mehreren Stufen (4., 6) gedrosselte und getrocknete (5, 7) Dampf nach der Entspannung in der jeweiligen Stufe der Kraftmaschine (11, 15, i9) im feuchten Zustand -wiederholt in den Wasserraum von Dampftrocknern (Speichern) (i3, 17) eingeleitet wird, die zwischen die einzelnen Kraftmaschinenstufen eingeschaltet sind.
2. 2. Anlage nach Anspruch i mit mehrstufiger Dampftrocknung, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem zu trocknenden Dampf abgeschiedene Wasser aus dem Trockenbehälter (.Speicher) (i7) der Stufe niedrigeren Druckes in den Trocknungsbehälter (Speicher) (i3) der Hochdruckstufe gefördert und dort durch den zu trocknenden Dampf erwärmt und. in den Erhitzer (2) mit Vorwärmer (io) zurückgespeist wird.
3. 3. Anlage nach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknungsbehälter (17) niedrigeren Druckes mit dem Kondensat aus der Kondensationsanlage (2o) gespeist und dieses Kondensat nach stufenweiser Erwärmung in den Trocknungsstufen ebenfalls in den Kessel gespeist wird.