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Zweidruckdampfkraftanlage Gegenstand der Erfindung ist eine Zweidruckdampfkraftanlage
mit Erzeugung des Niederdruckdampfes auf mittelbarem Wege durch Heizdampf aus dem
Hochdruckteil, dessen Kondensat in den Hochdruckkessel zurückgeführt wird. Derartige
Dampfkraftanlagen haben den Vorteil, daß man in dem Niederdruckteil (Kondensatorverdampfer)
Rohwasser verwenden kann, ohne die störende Bildung von Kesselstein zu befürchten,
während der Hochdruckkessel von vornherein mit reinem bzw. destilliertem Wasser
gespeist werden kann, welches man während des Betriebs der Anlage erhält. Es ergeben
sich hierbei jedoch gewisse Verluste an Wasser in dem Hochdruckkreislauf, die ersetzt
werden müssen. Bei ortsfesten Anlagen ist es gebräuchlich, gereinigtes oder destilliertes
Wasser in den Kesseln zu verwenden und besondere Apparate zur Bereitung des Zusatzwassers
aufzustellen. Wenn es sich dagegen um eine ortsbewegliche Anlage, wie z. B. um eine
Lokomotive, handelt, dann reicht der Raum für die Unterbringung solcher zusätzlicher
Einrichtungen zur Bereitung des Zusatzwassers nicht aus, während die Übernahme von
Zusatzwasser an bestimmten Stellen der Strecke besondere Bedienung erfordert.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß ein Teil des Niederdruckdampfes
im Niederdruckverdampfer niedergeschlagen wird und als Zusatzwasser für den Hochdruckdampferzeuger
verwendet wird, und zwar wird es zusammen mit dem Kondensat des Hochdruckheizdampfes
für den Niederdruckverdampfer mit derselben Rückspeisevorrichtung in den Hochdruckkessel
gepumpt. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß von der Niederdruckdampfleitung
eine Zweigleitung nach dem den Dampf aus dem Hochdruckkreislauf aufnehmenden Xondensatorraum
bzw. der Heizdampfleitung für den Kondensatorverdampfer geführt wird. Diese Zweigleitung
kann beispielsweise an die Abdampfleitung der von dem Hochdruckkessel gespeisten
Maschine angeschlossen sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist an der
Verbindungsstelle dieser Nied@rdruckzweigleitung mit der Abdampfleitung der Hochdruckmaschine
ein Ejektor angeordnet, welcher den Niederdruckdampf aus der Zweigleitung absaugt
und in die Heizleitung bzw. in den Kühlkörper oder Kondensatorraum des Niederdruckdampferzeugers
drückt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Teil des
als Zusatzwasser bestimmten Niederdruckdampfes im Niederdruckverdampfer selbst niedergeschlagen,
und ein weiterer Teil wird durch eine Kühlschlange o. dgl. geführt, welche in einem
von dem Speisewasser für den Niederdruckkessel durchströmten gesonderten Behälter
angebracht ist.
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Die Zeichnung stellt zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
in
Anwendung bei einer Lokomotive dar. Die Fig. i und 3 zeigen die
beiden Ausführungsformen in schematischer Anordnung in einem senkrechten Mittellängsschnitt.
Die Fig. 2 zeigt eine Einzelheit in größerem Maßstabe im Längsschnitt.
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Die dargestellte Zweidruckdampfkraftanlage für eine Lokomotive zeigt
zwei Hochdruckzylinder io, welchen der Hochdruckdampf aus der Obertrommel 12 durch
eine L itung 16 über den Überhitzer 18 und durch eine Verbindungsleitung 2o mit
Dampfventil 22 zugeführt wird.. Der Hochdruckkessel ist ein Wasserrohrkessel, dessen
Wasserrohre 14 die Feuerbüchse und einen zwischen dieser und dem Niederdruckkessel
eingeschalteten Verbrennungsraum bilden und an die Obertrommel i2 angeschlossen
sind. Der Abdampf aus den Hochdruckzylindern io geht durch eine Leitung 24 nach
einer Kühlschlange 26, welche gleichzeitig einen Heizkörper zur Verdampfung der
Wassermasse 36 in dem Niedc-rdruckverdampfer 28 bildet. In die Abdampfleitung 24
ist vorteilhaft ein Ö1-abscheider 30 eingeschaltet. Dem Niederdruckverdampfer
28 wird das Speisewasser, welches Rohwasser sein kann, durch die Speisepumpe 32
und die Rohrleitung 34; zugeführt. Gewöhnlich wird in dem VerdampfUr 28 die Wassersäule
36 auf solcher Höhe gehalten, daß die Rohrschlange 26 von Wasser umgeben und bedeckt
ist. Der Druck in dem Nicderdruckverdampfer 28 wird etwas niedriger gehalten als
der Druck des in die Schlange 26 aus den Zylindern io eintretenden Dampfes, so daß
der Abdampf aus den Zylindern io in der Schlange 26 kondensiert, während gleichzeitig
aus der Wassermasse 36 Niederdiuckdampf erzeugt wird, der dem oberen Teil des Behälters
28 durch eine Leitung 38 entnommen und einem Ü berhitzer 4o zugeführt wird, aus
welchem er durch eine Leitung 42 mit Dampfventil 44 dem Niedcrdruckzylinder 46 zugeführt
wird, der seinen Abdampf in der iiblichen y4'eise durch einen Bläser in den Schornstein
48 auspufft. Das Kondensat des Abdampfes der Hochdruckstufe der Maschine geht aus
der Schlange 26 in einen Sammelbehälter 5o, der vorteilhaft außerhalb des Verdampfeis
28 angebracht ist. Aus diesem Sammler 5o wird das Wasser durch eine Pumpe 52 in
der Rohrleitung 54 abgesaugt und durch einen Vorwärmer 56 der Obertrommel 12 des
Hochdruckkessels zugeführt. Der Überhitzer 40 für den Niederdruckverdampfer ist
zwischen dem Überhitzer i8 für den Hochdruckdampf und dem Speisewasservorwärmer
56 für das Wasser des Hochdruckkessels angeordnet, und hinter dem Speisewasservorwärmer
56 ist im Zuge der Rauchgase noch ein Luftvorwärmer 58 angebracht.
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Das Zusatzwasser für den Hochdruckkessel wird aus dem in dem Niederdruckkessel
28 erzeugten Dampf gewonnen und ist daher vollkommen frei von Unreinigkeiten, ohne
Rücksicht auf die Beschaffenheit des dem Verdampfer 28 durch das Rohr 34 zugeführten
Wassers. Zur Gewinnung des Zusatzwassers ist von der Niederdruckleitung 42 hinter
dem Überhitzer 40 eine Leitung 6o mit einem Absperrventil 62 und einem Rückschlagventil
64 abgezweigt, welche den Dampf aus der Leitung 42 der Saugkammer 66 eines Ejektors
68 (Fig.2) zuführt, der in die Hochdruckabdampfleitung 24 eingeschaltet ist. Der
aus der Rohrleitung 42 durch das Rohr 6o abgezapfte Niederdruckdampf wird in die
Kammer 66 durch ein teilweises Vakuum abgesaugt, welches in dieser Kammer durch
den aus der Abdampfleitung 24 durch die Düse 7o strömenden Dampf erzeugt wird. Das
Druckende der Düse 7o erstreckt sich durch die Kammer 66 hindurch und mündet in
eine Mischdüse 72, deren Einlaßende mit der Kammer 66 in Verbindung steht, während
ihr Auslaßende in die Abdampfleitung 24 ragt. Der Abdampf der Hochdruckmaschine
geht durch die Düse 7o mit genügender Geschwindigkeit, um den Dampf aus der Zweigleitung
6o in die Kammer 66 und die Druckdüse 72 abzusaugen. Dieser abgesaugte Dampf wird
mit dem Abdampf aus den Zylindern io, vermischt und durch das Rohr 24 in die Kühlschlange
26 gefördert, wo das Gemisch kondensiert, während das gesamte aus dem Dampf der
Leitung 6o und der Zylinder io gebildete Wasser durch die Pumpe 52 in die Obertrommel
12 des Hochdruckkessels gepumpt wird. Der Lokomotivführer ist also in der Lage,
dem Hochdruckkessel zu beliebiger Zeit Speisewasser dadurch zuzuführen, daß er das
Ventil 62 in der Zweigleitung 6o öffnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist der Ejektor 68 nicht vorhanden.
Die von der Niederdruckleitung 42 abzweigende Leitung i 84 ist an die Hochdruckabdampfleitung
24 in der Nähe der Eintrittsstelle 74 dieser Leitung 24 in denNiederdruckverdampfer
28 angeschlossen. In der Leitung 84 ist ein Rückschlagventil 76 angebracht, um den
Rücktritt des Dampfes aus ; der Abdampfleitung 24 in das Rohr 42 zu verhüten. Dieses
Rückschlagventil 76 ist nach der Zeichnung unmittelbar in der Nähe der Eintrittsstelle
74 angebracht, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Die Zweigleitung 84
enthält das Absperrventil 62, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel: Wenn die Dampfventile
geschlossen sind, um den Dampf von den Zylindern abzusperren, so ist es im Lokomotivbetrieb
üblich, die Hilfsmaschinen in Betrieb zusetzen. Infolgedessen laufen auch die Pumpen
32 und 52, so daß der Dampf aus dem Verdampfer 28 nach der Hochdrucktrommel i2 bei
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 in folgender Weise gelangt.
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Das Ventil 62 in der Zweigleitung 84 ist geöffnet, so daß der Niederdruckdampf
in die
Kühlschlange 26 geht. Da kaltes Wasser in den Verdampfer
28 eingespeist wird, kondensiert dieser Niederdruckdampf in dem unteren Teil der
Schlange 26, während das Kondensat in den Sammelbehälter 5o fließt, aus welchem
es durch die Pumpe 52 in die Trommel 12 gefördert wird. Gleichzeitig kann noch eine
weitere Bereitung von Zusatzwasser in der Weise erhalten werden, daß von der Leitung
84 durch eine Abzweigung go Niederdruckdampf durch eine Kühlschlange 8o in einen
Behälter 78 geschickt wird, der von dem Speisewasser für den Niederdruckverdampfer
durchströmt wird. Dieses Speisewasser, welches Rohwasser sein kann, wird dem Behälter
78 durch die Pumpe 32 über die Rohrleitung 34 zugeführt. In der Zweigleitung go
ist hinter dem Behälter 78 ein Rückschlagventil 82 angebracht. Die beiden Rückschlagvrntile
76 und 82 könnten auch zu einem vereinigt und in der Leitung 84 vor der Abzweigung
de-r Leitung go angebracht werden. Wenn das. Ventil 62 geöffnet wird und die Pumpe
3H in Betrieb ist, dann wird durch das kalte Speisewasser, welches um die Kühlschlange
8o in den Behälter 78 strömt, der aus dem Verdampfer 28 entnommene Dampf niedergeschlagen.
Das Kondensat gelangt in den Sammelbehälter 5o und wird aus diesem durch die Pumpe
52 in den Hochdruckkessel 12 gefördert.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Leitungen 6o
und 84 zwischen dem Niederdrucküberhitzer 4o und dem Niederdruckzylinder 46 abgezweigt.
Diese Anordnung wird vorzugsweise verwendet, weil der durch die Zweigleitungen entnommene
Dampf alsdann auch bei abgestellter Maschine zur Kühlung des Überhitzers dient.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt.