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Vorrichtung an mehrstufigen Kolbendampfmaschinen Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Vorrichtung an derartigen mehrstufigen Kolbendampfmaschinen, wo der
Abdampf in einer Niederdruckturbine ausgenutzt wird, welche eine zwischen zwei Zylindern
eingeschaltete, beispielweise aus einem Ventilator, Turbokompressor o. dgl. bestehende
Pumpenvorrichtung antreibt, mittels welcher die Energie der Abdampfturbine dem Dampf
zwischen den betreffenden Zylindern zugeführt wird.
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Hierbei kann die auf die Pumpenvorrichtung übertragene Energie der
Abdampfturbine vermittels in der Pumpenvorrichtung oder außerhalb derselben vorhandener
Reibungs- oder Drosselorgane gänzlich oder im wesentlichen in von dem Zwischendampf
aufgenommene Wärme umgewandelt werden, oder die Energie kann für die Drucksteigerung
des Zwischendampfes ausgenutzt werden, um eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades
bei dem Betrieb der 3faschine zu bewirken.
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Die Neuheit der vorliegenden Erfindung, welche zum Zweck hat, den
bei Dampfmaschinen obenerwähnter Art bisher erreichten Wirkungsgrad noch mehr zu
verbessern, ist im wesentlichen darin zu erblicken, daß die Pumpenvorrichtung und/oder
die Saugleitung derselben mit einem Wasserabscheider versehen ist.
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Hierdurch wird der weitere Vorteil erreicht, daß der betreffende Zylinder
oder die betreffenden Zylinder mit überhitztem Dampf arbeiten werden, indem die
Pumpe oder die Pumpen ausschließlich mit trockenem Dampf gespeist werden, welcher,
danach komprimiert, sich überhitzen muß.
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In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
laut der Erfindung dargestellt worden. Abb, i zeigt schematisch eine Draufsicht
davon. Abb. 2 und 3 zeigen eine etwas modifizierte Anbringungsweise des Wasserabscheiders,
wovon Abb.3 ein in vergrößertem Maßstab gezeigter Schnitt der Linie A-B in Abb.
2 entlang ist.
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i bezeichnet. den Hochdruckzylinder der Kolbendampfmaschine und -
und 3 deren Mitteldruck- bzw. Niederdruckzylinder, bei welchen die Zuleitung und
die Ableitung von Dampf durch in üblicher Weise angeordnete Ventile, Schieber o.
dgl. q., g und 6 geregelt wird. 7 bezeichnet einen zwischen dem Hochdruck- und dem
Mitteldruckzylinder befindlichen Aufnehmer und 8 einen Niederdruckaufnehmer. Der
nach vollzogener Expansion im Niederdruckzylinder 3 entweichende Abdampf wird durch
den Schieber 6 und die Rohrleitung g nach einer Dampfturbine =o geleitet, deren
Auslaß =i mit einem Kondensator i2 in Verbindung steht.
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An die durch den Abdampf der Dampfmaschine getriebene Turbine =o ist
eine im vorliegenden Falle aus zwei Ventilatoren, Turbokompressoren o. dgl. 13,
14 bestehende Pumpenvorrichtung gekuppelt, von welchen der eine
an
eine mit ihren beiden Enden in den Aufnehmer.7 mündende Rohrleitung i5 und der andere
14 an eine in ähnlicher Weise mit dem Aufnehmer 8 verbundene Rohrleitung 16 angeschlossen
ist. Zwischen den Aufnehmern 7, 8 und den Pumpen 13, 14 ist in der einen oder in
den beiden Rohrleitungen 15 und 16 ein Wasserabschieder i7 eingeschaltet, jeder
mit einer Entwässerung 18 versehen. Jeder der Aufnehmer und 8 ist durch eine Wand
ig bzw. 2o in zwei Räume derart untergeteilt, daß der eine Raum 21 bzw. 22 in Verbindung
mit dem Ablauf des Zylinders i bzw. 2 und der andere Raum 23 bzw. 2.1 in Verbindung
mit dem Einlauf des Zylinders 2 bzw. 3 steht, wobei die Rohrleitung 15 die Räume
21 und 23 und die Rohrleitung 16 die Räume 22 und 24 miteinander vereinigt. Der
Dampfauslaß und der Dampfeinlaß können außerdem mit Vorteil durch ein oder mehrere
Ventile 25 in abschließbarer Verbindung miteinander stehen, welche zweckmäßigerweise
in den die Aufnehmer unterteilenden Wänden ig, 2o ausgeführt ist. Diese Ventile
können entweder für Hand manövriert «erden oder nach der Zeichnung ausgeführt sein,
wo sie durch denjenigen Druckunterschied selbsttätig zugeschlossen gehalten werden,
welcher normalerweise zwischen den Räumen 23 und 21 bzw. 24 und 22 vorhanden ist.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die an die Niederdruckturbine
abgegebene Energie des Abdampfes vermittels der Pumpenvorrichtung 13, 14 gänzlich
oder im wesentlichen für die Drucksteigerung der gesamten Dampfmenge zwischen dem
Hochdruck- und dem Mitteldruckzylinder sowie zwischen dem Mitteldruck- und dem Niederdruckzylinder
ausgenutzt, welcher Dampf den Mitteldruck- und Niederdruckzylindern durch die Räume
23 und 24 und die Schieber 5 und 6 zugeführt wird, um dort die erhaltene Energie
abzugeben. Wegen des erhöhten Dampfdruckes wird das Arbeitsergebnis in den erwähnten
Zylindern wesentlich vermehrt, wozu kommt, daß die durch die erhöhte Temperatur
des Dampfes verminderte Kondensätion in den Zylindern bewirkt, daß ein wesentlich
verbesserter Betriebswirkungsgrad bei der betreffenden Maschinerie erreicht werden
kann. Durch die Einschaltung der Wasserabscheider 17 in die Leitungen 15, 16 wird
außerdem der wesentliche Vorteil erhalten, daß wenigstens der 1#litteldruckzlinder
mit überhitztem Dampf arbeiten wird,' indem den Pumpen stets nur trockener Dampf
zugeführt wird, welcher deshalb bei der Drucksteigerung überhitzt wird.
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Hierbei kann auch die den Pumpen 13 und 14 zugeführte Energie des
Abdampfes gänzlich oder teilweise für die Erhöhung der Temperatur des Zwischendampfes
vermittels in den Pumpen oder außerhalb derselben angeordneter Reibungs- oder Drosselorgane
ausgenutzt werden, oder der Dampf kann evtl., um eine weitere Vermehrung des Wärmeinhalts
des Dampfes zu bewirken, durch in den Rauchgaskanälen o. dgl. angeordnete Cberhitzer
geführt werden. Die eine oder beide Pumpen können folglich absichtlich mit derart
niedrigem Wirkungsgrad ausgeführt «-erden, daß die @@'irkung derselben ganz . oder
teilweise in von dem Dampf aufgenommene Wärme umgesetzt wird. Die Rohrleitungen
15, 16 können ebenfalls derart ausgeführt sein, daß bei der Durchströmung des Dampfes
absichtliche Reibung oder Wirbelung hervorgerufen wird, z. B. durch das Anbringen
von besonderen, beispielsweise aus Ventilen 26 bestehenden Drosselwiderständen.
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Um den Betrieb der Maschine ohne Erhöhung der Leistung und folglich
ohne Anwendung der beschriebenen Vorrichtungen durchführen zu können, ist die Dampfturbine
mit Vorbeischaltung angeordnet, die aus einer von der Abdampfleitung g unmittelbar
zum Kondensator 12 gezogenen Rohrleitung 27 besteht, welche für den Zweck mit einem
für das Schließen und Öffnen derselben angeordneten Ventil 28 versehen ist.
In diesem Falle werden die in den Wänden ig, 2o angeordneten Ventile 25 eine unmittelbare
Verbindung zwischen den an entgegengesetzten Seiten dieser Wände vorhandenen Räumen
21 und 23 bzw. 22 und 24 hervorbringen.
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In der in Abb. -2 und 3 @ gezeigten baulichen Ausführung der Erfindung
geschieht die Drucksteigerung bzw: die Überhitzung des Dampfes nur zwischen dem
Hochdruck- und dem \'iederdruckzvlinder vermittels des Turbokompressors 13, welcher
der Abdampfturbine ro unmittelbar angekuppelt ist und mit dieser zusammen in einen
gemeinsamen, zweckmäßigerweise auf dem Kondensator 12 angebrachten Gehäuse 5o eingebaut
wird, wodurch der durch die Rohrleitung g und einen dazu angeschlossenen Wasserabscheider
17' geleitete Abdampf des \iederdruckzylinders 3 die Turbine io verlassen wird,
um durch den im Unterteil 5i des Gehäuses vorhandenen Ablauf il zum Kondensator
12 überführt zu werden. Der in der Saugleitung iz des Turbokompressors eingeschaltete
Wasserabscheider 17 ist in dem vorliegenden Falle unmittelbar an dem Gehäuse 5o
angebracht, kann jedoch in dem Pumpengehäuse selbst verlegt sein, z. B. wie in Abb.
3 gezeigt ist, wo dieser aus einer ventilgesteuerten Entwässerung 52 besteht, welche
mit Vorteil denjenigen Pumpenraum angeschlossen ist, wo das erste Schaufelrad des
Turbokompressors arbeitet. Durch die Anordnung zweier Wasserabscheider wird selbstredend
trockenerer Dampf erhalten.
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Der Wasserabscheider oder die Wasserabscheider, welche in beliebiger
bekannter Ausführung
sein können, können auch an dem betreffenden
Dampfentnahmeanschluß der entsprechenden Zylinder bzw. der zugehörigen Aufnehmer
7 und 3 angebracht sein.