DE522961C - Kondensationslokomotive mit durch den Abdampf einer Hilfsmaschine beheiztem Zusatzwasserverdampfer - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
17. APRIL 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 522961 KLASSE 13 b GRUPPE

Erich Burmeister in Zürich

Zusatzwasserverdampfer

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1929 ab

Die Vorteile der Kondensation können bei Lokomotiven nur dann ausgenutzt werden, wenn es möglich gemacht wird, die unvermeidlichen Wasserverluste durch Zufuhr von gereinigtem Zusatzwasser zum Lokomotivkessel zu ersetzen. Als Zusatzwasser wird in bekannter Weise auf der Lokomotive mitgeführtes Rohwasser verwendet, das vor der Speisung in den Kessel durch Verdampfen und Niederschlagen gereinigt wird. Die Verdampfung erfolgt in einem Zusatzwasserverdampfer, der beispielsweise mit dem Abdampf einer Hilfsmaschine geheizt werden kann, während dem im Zusatzwasserverdampfer gewonnenen Dampf die Verdampfungswärme nutzbringend in einem Speisewasservorwärmer entzogen wird. In einem solchen Falle ist es möglich, das Zusatzwasser nahezu ohne Wärmeverlust zu erzeugen.

Bei Kondensationslokomotiven mit durch den Abdampf einer Hilfsmaschine beheiztem Zusatzwasserverdampfer, dessen Dampf in einem nachgeschalteten Speisewasservorwärmer niedergeschlagen wird, treten nun insofern Schwierigkeiten auf, als die Belastung der Lokomotive außerordentlich stark schwanken kann, so daß die durch den Speisewasservorwärmer strömende Wassermenge und damit auch die zur Vorwärmung erforderliche Dampfmenge sich in weiten Grenzen ändert, während die anfallende Abdampfmenge_; die als Heizdampf für den Zusatzwasserverdampfer, also auch mittelbar für den Speisewasservorwärmer, dient, sich nach einem anderen Gesetz ändert. Der Abdampfdruck sollte aber in den meisten Fällen möglichst unveränderlich bleiben.

Die erforderliche Zusatzmenge ist wiederum in weiten Grenzen unabhängig von der Belastung der Lokomotive; es ist sogar oft erwünscht, bei vorübergehender hoher Belastung überhaupt kein Zusatzwasser zu speisen, um dadurch den Kessel zu entlasten. Bei gleichbleibender Abdampfmenge hat jedoch der Abdampfdruck das Bestreben, sich mit der Menge der durch den Zusatzwasserverdampfer strömenden Wassermenge zu verändern; um daher den Druck des Abdampfes bei gleichbleibender Abdampfmenge gleichhalten zu können, mußte bei Niederschlagung der ganzen Abdampfmenge im Zusatzwasserverdampfer zeitweilig mehr Zusatzwasser verdampft werden, als benötigt wurde.

Bei Kondensationslokomotiven der erwähnten Art mit einem durch Abdampf beheizten Zusatzwasserverdampfer und einem diesem nachgeschalteten Speisewasservorwärmer

wird die zur Verfügung stehende Abdampfmenge normalerweise stets größer sein als die, welche im Zusatzwasserverdampfer be-

nötigt wird, so daß eine gewisse Abdampfmenge, die in der Wärmeaustauschvorrichtung dieses Verdampfers nicht niedergeschlagen werden kann, unmittelbar in den Speisewasservorwärmer strömen muß. Auch wird es Fälle geben, wo die dem Speisewasservorwärmer zuströmende Wärmemenge (in Form von Zusatzdampf, Abdampf und vielleicht auch Abdampfkondensat) mit Rücksicht auf ίο die Temperatur, auf welche das Speisewasser vorgewärmt werden sollte, ungenügend ist. In einem solchen Falle tritt im Heizraum des Speisewasservorwärmers ein Druckabfall ein. Um nun zu verhindern, daß sich dieser Druckabfall in seiner ganzen Größe bis in die Abdampfleitung fortsetzt, ist gemäß vorliegender Erfindung ein das Überströmen von Abdampf in den Speisewasservorwärmer beherrschendes, selbsttätig arbeitendes Regelventil vorgesehen, welches bei Unterschreitung einer bestimmten Druckgrenze in der Abdampfleitung die Überströmleitung absperrt und bei Überschreitung einer bestimmten höheren Druckgrenze die nach dem Kondensator führende Leitung mit der Abdampfleitung verbindet. Bei Verwendung dieses Regelventils ist es somit möglich, die im Zusatzwasserverdampfer verdampfte Rohwassermenge dem jeweiligen Züsatzwasser-.bedarf der Lokomotive anzupassen, ohne daß dabei die Höhe der Vorwärmung des Speisewassers und der Abdampf druck der den Heizdampf liefernden Hilfsmaschine starken Schwankungen unterworfen werden. Gegenüber bekannten Schaltungen von Wärmeaustauschvorrichtungen, bei denen ein Regelventil bei steigender Drucktendenz des als Heizdampf für einen ersten Wärmeaustauscher dienenden Abdampfes einen Teil dieses Abdampfes in einen zweiten Wärmeaustauscher überströmen läßt, unterscheidet sich somit der Erfindungsgegenstand auch äußerlich dadurch, daß dessen Regelventil eine Begrenzung des Abdampfdruckes auch nach unten bewirkt.

Auf der Zeichnung sind Ausführungen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι schaubildlich die gegenseitige An-Ordnung von Zusatzwasserverdampfer, Speisewasservorwärmer und Regelventil sowie die Verbindungsleitungen zwischen diesen Teilen und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Regelventil dieser Anordnung, wobei dessen Kolben in einer Zwischenstellung dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt schaubildlich eine zweite Ausführungsform.

Durch eine Leitung D strömt der als Heizdampf zu verwendende Abdampf einer nicht gezeigten Hilfsturbine in die Heizschlange R eines Zusatzwasserverdampfers A und wird, wenn der Zusatzwasserverdämpfer, dem RoIiwasser durch eine Leitung / über ein Ventil L zuströmt, mit Rohwasser gefüllt ist, in diesem Verdampfer A niedergeschlagen. Das in der Heizschlange R sich bildende Kondensat gelangt über eine Drosselvorrichtung S in einen Speisewasservorwärmer C, wo es noch einen Teil seiner Flüssigkeitswärme an das durch eine Leitung M fließende Speisewasser abzugeben vermag. Der im Zusatzwasserverdampfer A erzeugte Dampf strömt durch Leitungen F und G in den Vorwärmer C. Normalerweise sperrt ein Regelventil B die Verbindung zwischen einer Leitung E, die von der Abdampf leitung D abzweigt, und der Leitung G ab; erst wenn in der Leitung E der Druck über ein gewisses Maß ansteigt, wird ein Kolbenschieber O (Fig. 2) des Regelventils entgegen der Kraft einer Feder P gehoben, so daß über dieses Ventil in der in Fig. 2 gezeigten Weise selbsttätig eine Verbindung zwischen den Leitungen E und G hergestellt wird. Es wird dann der Druck in der Leitung E und somit auch in der Heizschlange R nicht über ein gewisses Maß steigen, solange der Speisewasservorwärmer C in der Lage ist, allen Dampf niederzuschlagen, der ihm durch die Leitung G zufließt. Q bezeichnet eine Leitung, durch die das Kondensat des als Heizdampf verwendeten Abdampfes und das Kondensat des im Zusatzwasserverdampfer A erzeugten und im Speisewasservorwärmer C niedergeschlagenenDampfes abfließen kann, um in den nicht gezeigten Kondensator der Lokomotive zu gelangen.

Wird die aus der Hilfsturbine und der Leitung D durch die Leitung G zufließende Dampfmenge so groß, daß der Vorwärmer C too sie nicht mehr restlos niederschlagen kann, so steigt der Druck in der Leitung £ noch weiter, so daß der Schieber O schließlich auch noch selbsttätig eine Verbindung zwischen der Leitung E und einer Leitung H herstellt, durch die der überschüssige Dampf beispielsweise in den Kondensator der Lokomotive strömen kann. Durch eine Leitung K wird der Druck im Raum über dem Schieber O angenähert unveränderlich gehalten, beispielsweise durch Anschluß an den Kondensator, so daß der Schieber O bei ganz bestimmten gleichbleibenden Drücken die Verbindungen zwischen der Leitung E und den Leitungen O, H freigibt.

Wird durch Drosselung des Ventils L nur wenig Rohwasser dem Züsatzwasserverdampfer A zugeführt, so wird auch nur wenig von dem durch die Leitung D zufließenden Heizdampf in der Heizschlange R niedergeschla^ gen; infolgedessen steigt der Druck in der Leitung E, und der Schieber O läßt den

Dampf, der in der Schlange R nicht niedergeschlagen werden kann, nach dem Vorwärmer C strömen. Wenn überhaupt kein Zusatzwasser benötigt wird, so wird das Ventil L ganz geschlossen und im Zusatzwasserverdampfer A kein Dampf niedergeschlagen, wobei mit Ausnahme der geringen Dampfmenge, welche durch die Drosselvorrichtung 5" strömt, der Abdampf aus

ίο der Leitung D über das Regelventil B entweder ausschließlich zum Vorwärmer C oder zum Teil durch die Leitung H auch noch in den Kondensator strömt.
Die Anordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der beschriebenen Anordnung dadurch, daß das Regelventil B und das Drosselventil 6" zu einem einzigen Ventil B¹ vereinigt sind. Dieses Ventil B¹ beherrscht hier die Verbindung zwischen einer an die Heizschlange R sich anschließenden Leitung E¹ und einer Leitung G¹, welche in eine den Dampfraum des Zusatzwasserverdampfers A mit dem Heizraum des Vorwärmers C verbindende Leitung F¹ ausmündet. Das Regelventil B¹ läßt das ihm durch die Leitung E¹ zufließende Kondensat ständig restlos in die Leitung G¹ überfließen. Ist in der Leitung E¹ auch noch Dampf vorhanden, so wird das Ventil B¹ je nach dem in dieser Leitung herrschenden Dampfdruck selbsttätig auch noch Dampf in die Leitung G¹ und somit in den Speisewasservorwärmer überströmen lassen, und zwar in solcher Menge, daß der Druck in der Leitung D, d. h. der Abdampfdruck, im wesentlichen unverändert bleibt.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Kondensationslokomotive mit durch den Abdampf einer Hilfsmaschine beheiztem Zusatzwasserverdampfer, dessen Dampf in einem nachgeschalteten Speisewasservorwärmer niedergeschlagen wird, gekennzeichnet durch ein das Überströmen von Abdampf in den Speisewasservorwärmer (C) beherrschendes, selbsttätig arbeitendes Regelventil (B, B¹), welches bei Unterschreitung einer bestimmten Druckgrenze in der Abdampfleitung (D) die Überströmleitung (G, G¹) absperrt und bei Überschreitung einer bestimmten höheren Druckgrenze die nach dem Kondensator führende Leitung (H) mit der Abdampfleitung verbindet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen