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Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen und Entgasen von Kesselspeisewasser
durch Druckherabsetzen und Einleiten von Heizdampf Es ist bekannt, das Kesselspelsewasser
durch Druckäerabsetzen -und Einleiten von Heizdampf vorzuwärmen und zu entgasen.
Brei einer bekannten, diesem Zwecke dienenden Vorwärmeranlage wird das Kesselspeisewasser
durch eine Kolbenpumpe in einen. Aufxwhmer gedrückt, dieser dann abgesperrt und
zum Zwecke der Entspannung durch Öffnen eines Ventils mit einem Raume geringeren
Druckes in Verbindung gebracht, so daß durch eine mit Rückschlagventil versehene,
am Aufnehmer angeschlossene Rohrleitung Dampf höheren Druckes eintreten kann, der
sich mit dem Wasser mischt und es erwärmt, worauf der Inhalt des Aufnehmers von
der nächsten, durch die Förderpumpe eingedrückten Wassermenge in die Speiseleitung
verdrängt wird. Dieses Verfahren erfordert"schwere, langsam laufende Kolbenpumpen
und ist somit für die in neuzeitlichen Betrieben allgemein benutzten schnell laufenden
Kreiselpumpen nicht verwendungsfähig. Der eintretende Dampf verdrängt durch sein
Niederschlagwasser einen. Teil des im Behälter befindlichen Wassers, welches als
entspanntes Schlabberwassernutzlos abfließt. Die Pumpe muß also ständig so viel
mehr fördern, als die raus dem Heizdampf gebildete Niederschlagwassermenge beträgt,
was einen erheblichen Kraftverlust bedeutet. Außerdem geht beirr, Abfluß des Wasserüberschusses
ein Teil der Wärme des Heizdampf,--s verloren. Ferner darf bei diesem Verfahren
der Dampf= druck nicht unter und nur wenig über i ata betragen, und somit ist auch
die Vorwä.rrnung des Kesselspeisewassers in engen Grenzen beschränkt. Bei Verwendung
hochgespannten Heizdampfes würde das Wasser im. Behälter stark aufwallen, und es
würden Wassera.ustrittsverluste entstehen.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieses bekannten Verfahrens
und der zugehörigen Vorrichtung. Dass neue Verfahren gestattet die Verwendung von
Heizdampf beliebiger Spannung 'und somit die Vorwärmung des Kesselspeisewassers
gegebenenfalls . bis zur Sättigungstemperatur des Kesseldampfes hinauf. Andererseits
kann auch Heizdampf unter i ata Spannung verwendet werden. Wärme- und Kraftverluste
sind hierbei völlig ausgeschlossen. Rauchgasvorwärmer und andere Vorwärmeeinrächtungen,
die durch die Abgase der Kesselfeuerung betrieben werden, können völlig fortfallen,
so daß - abgesehen vom der Ersparnis der Anlagekosten - die Wärme dieser Abgase
zur Aufhelzung der Verbrennungsluft ausgenutzt werden kann, um das im Kessel wirksame
Wärmegefälle durch möglichst große Luftvorwärmung zu verbessern. Die Vorwärmung
des Kesselspeisewassers erfolgt durch Heizdampf, der an einer oder mehreren Stellen
der Kraftanlage, Dampfturbine o. dgl. abgezapft wird. Erfindungsgemäß wird dieser
I-1eizdhmpf -unter Benutzung
der Speisepumpe, die auch leine Kreiselpumpe
sein kann, in den Misclizylinder geführt, dessen Entspannung dadurch @erfolgt, daß
sein Rauminhalt in genau @bestimmter und begrenzter Weise mechanisch vex°-größ.ert
wird, so daß eigne ganz bestimmte, dieser Raumvergrößerung entsprechende Menge des
Heizdampfes in dien -'Miscbbiehälter eintritt. Das sich bildende Niederschlagswasser
des Heizdampfes füllt die Raumvergrößerung des Mischbehälters völlig laus und bewirkt
hierbei eine ganz bestimmte Temperaturerhöhung des Speisewassers. Die sich in Mischzylinder
ansammelnden gasförmigen Bestandteile werden hierbei in bekannter Weise durch Entlüftungsventile
ientfernt.
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Der zur Verwendung gelangende Mischzylinder ist beiderseitig durch
mit Ventilen versehe Rohrleitungen sowohl mit der Druckleitung der Förderpumpe als,
auch mit der Kesselspeisieleitung verbunden und besitzt außerdem an beiden Enden
bekannte, mit Rückschlagventüen versehene Zuführungsleitungen für den Heizdampf.
Im Blisch:-zylinder befindet sich ein hin und. her gehender Kolben, dessen Bewegung
durch die erwähnten Ein.- und Auslaßventile von der Kesselspeisepumpe gesteuert
wird. Brei Verwendung einer Kreiselpumpe wirc@ in bekannter Weise ei Kraftsammler
zwischengeschaltet. Im Hauptkolben des Mischzylinders. bfindet sich ein kleinerer,
ebenfalls zylinderartig ausgestalteter Hohlraum, in welchem ein die Einsaugung des
Heizdampfes bewirkender Verdrängerkolben nach jedem Hin- und Rückgang des Hauptkolbens
stoßweise die lentsprechende Hin- und Rückbewegung vollführt und dadurch die zum
Einsaug(en: des Heizdampfes erforderliche begrenzte Entspannung herbeiführt. Die
eingesaugte Dampfmenge ist hierbei so groß; daß das gebildete Niederschlagwasser
dien Hubraum des Verdrän-gerkolbens völlig ausfüllt. Der Hubraum des Verdrängerkolbens
kann beliebig, und zwar entsprechend der gewünschten Vorwärmung des Kesselspeisewassers,
gewählt werden.
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Der Gegenstand der Erfndung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
in vereinfachter Darstellung veranschaulicht.
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Wie ersichtlich, ist i der zylinderartig ausgestaltete, als Vorwärmer
dienende Afischhehälter; der an beiden Enden durch mit Ventilen 3 versehene Rohrleitungen
sowohl mit der Druckleitung i i der Föxderpumpie als auch -mit der Kesselspeiseleitung
12 verbünden. ist. Die Ventile 3 sind paarweise derart miteinander verbunden, daß-
je ein Eimlaß-und Auslaßventil am Vorder- und Hinterende . des Mischbehälters jeweils
gemeinsam geöffnet und geschlossen werden. Hierdurch wird gleichzeitig die Hin-
und Rückbewegung des im Mischbehälter befindlichen großen Kolbens 2 bewirkt, für
welchen also eine besondere Antriebsvorrichtung nicht vorhanden ist. Am Vorder-
und am Hinterende des Mischzylinders. i sind noch Zuleitungsrohre q. iangebracht,
die zur Einführung des Heizdampfes über Rückschlagsventile bekannter Axt, die i.
der Zeichnung nicht dargestellt sind, dienen. Im großen Kolben 2 des Mischzylinders
i ist. ein kleinerer zylinderartiger Hohlraum ausgespart, in welchem der Verdrängerkolben
5 mittels der Kolbenstange 6, die gegenüber dem Mischzylinder i mittels der Stopfbüchsen
7 abgedichtet ist, in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptkolbens bin und her
bewegt wird. Hierdurch wird der Mischbehälter entspannt und der Dampf laus den Leitungen
q. ;eingesaugt.
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Der Betrieb, geht wie folgt vor sich; In dem in der Zeichnung dargestellten
Augenblick ist das Einlaßventil 3 an der linken Seite und das Auslaßventil3 an der
rechten Seite des Mischzylinders i geöffnet. Der große Kolben z ist daher durch
die Druckwirkung der Kesselspeisepumpe in seine rechte Endlage getrieben worden.
Im Mischzylinder i herrscht daher jetzt ein etwas höherer Druck als. im Dampfkessel
8. D=er kleine Verdräng@erkolb.en 5 befindet sich- in der gezeichneten Lage, in
welche ter beim vorigen Hub des Kolbens 2 gelangt ist. Nunmehr wird mittels der
Kolbenstange 6 der kleine Kolben 5 innerhalb, des großen Kolbens 2 von seiner linken
in seine rechte Totlege übergeführt. Hierdurch wird der Druck links von denn beiden
Kolben 2 und 5 @entspannt, so daß der im linken Dampfzuleitungsrohr ¢ befindliche
Heizdampf über das Rückschlagventil in den Innenraum des Mischzylinders i eintreten
kann. Hier schlägt @er sich sofort nieder unter Erhöhung der Temperatur des im Mischzylinder
ienthaltenen Kesselspeisewassers. Es strömt so viel Dampf .ein, daß das Niederschlagwasser
desselben den Hubraum des Verdrängerkolhens 5 völlig ausfüllt, wobei durch enfisprechende
Wahl. der Größe dieses Hubraumes im Verhältnis zum Hubraum des Mischzylinders jede
gewünschte Vorwärmung des Kesselspeisewassers, gegebenenfalls bis zur Sättigungstemperatur
des Kesseldampfes, völlig verlustfrei Herreicht werden kann.
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iBei Verwendung einer Kreiselpumpe als Speisevorrichtung wird zwischen
den Dampfkessel 8 und die Zuleitungen zum Mischzylinder i in der :aus der Zeichnung
ersichtlichen bekannten Weise ein Kraftsammler 9 zwischengeschaltet, der dem Druckausgleich
dient.
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Die neue Einrichtung ,arbeitet lediglich unter der Wirkung der Kesselspeisiepumpe,
wobei
nur der kleine Verdrängerkolbien 5 einen besonderen Antrieb erhalten muß. Die zur
Betätigung des Verdrängerkolbiens 5 zu leistende Arbeit ist sehr gering.