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Speiseeinrichtung für Dampferzeuger Bei den bekannten Kreiselpumpen
wird die Förderhöhe teils durch die hlichl:raftwirkun;; des Kreiselrades, teils
durch Unisetzung der Tinergie der Atistrittsgescliwindigl<cit in Druckenergie
im Leitrad erzeugt. In derartigen Kreiselpumpen treten @"erluste durch Uridichtigkeit,
Reibung des Krciselr-.iiles ini Wasser und unvollkommene >,'msetzung der Geschwindigkeitsenergie
auf. Diese Verluste machen bei großen Förderhöhen eine vielstufige Bauart der Speiseeinrichtung
notwendig. Trotz dieser 1laßnahme sinkt aber der Wirkungsgrad.
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Es sind bereits Pumpen bekannt, bei denen das Kreiselrad aus einer
allseitig geschlossenen Kammer besteht, die in vier Drehachse innfit einem Zulauf
und ain Rande finit Düsen für die teilweise Umsetzung der Druckenergie des geförderten
Arbeitsmittels in Geschwindigkeitsenergie versehen ist. Hierdurch kann dein 'Mangel
der unvollkommenen Umsetzung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie begegnet
werden. Es ist ferner bekannt, die Einspeisung des Arbeitsmittels durch ein Zerstäuberrad
zu bewirken, utn eine Zerstäubung und Vernebelung des Wassers und damit eine schnellere
Verdampfung erreichen. zu können. Hierbei ist das Zerstäuberrad in dein Verdampferraum
selbst angeordnet. Die Unterdrucksetzung des Wassers erfolgt jedoch nicht in (lern
Zerstäuberrad, sondern clcin Zerstäuberrad ist eine besondere Pumpe N-orgeschaltet,
die das Speisewasser auf den Kesseldruck bringt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ciiie Speiseeinrichtung
für Dampferzeuger, deren Aufgabe darin besteht, die durch Undichtigl:eit und Reibung
des Kreiselrades im Wasser auftretenden Verluste und die Anordnung einer besonderen,
der Unterdrucksetzung dienenden Speisevorrichtung zu vermeiden. Ein weiterer Zweck
der Erfindung besteht darin, eine geregelte Zufuhr des Speisewassers ohne Unterbrechung
der Speiseleitung oder des Antriebes zu ermöglichen, und zwar derart, daß ein der
Belastung entsprechender Arbeitsinittelzufluß zu dem Kessel gewährleistet ist. Zur
Erlangung dieser Vorteile ist das Kreiselrad in einem mit Dampf vorn Kesseldruck
gefüllten Raum, beispielsweise im Dampfraum eines Trommelhessels, angeordnet und
in eine Kammer für die Frischwasserspeisung und eine gleichfalls unter Kesseldruck
stehende Kammer für die Wiedereinspeisung der zuviel geförderten oder der uriverdampften
Teile des Arbeitsmittels unterteilt.
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In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Anordnung der Speiseeinrichtung bei einem
Trommelkessel,
Abb. 2 und 3 die Einrichtung zur Speisung eines Röhrenkessels.
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Gemäß Abb. i wird das Speisewasser, welches in bekannter Weise in
Nähe der Achse 2 oder durch diese selbst eingeführt wird. in einem allseitig geschlossenen
Kreiselrad i auf Druck gebracht. Am Umfang des Kreiselrades i sind Düsen 4 angeordnet,
durch die das Wasser in einen domartigen, mit (lem Dampfraum des Kessels 8 in offener
Verbindung stehenden Raum 3 ausfließt und so unmittelbar dem Kessel zugeführt wird.
Infolgedessen werden bei der Unterdrucksetzung des Wassers die sonst allgemein auftretenden
Leckverluste und Verluste durch Reibung des Kreiselrades vermieden, da das Kreiselrad
i im Dampf umläuft, Die Austrittsöffnungen der Düsen 4 sind entgegen dein Drehsinn
des Kreiselrades i angeordnet, so daß die Austrittsenergie des Wassers durch Reaktionswirkung
durch das Kreiselrad zurückgewonnen wird.
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Der Wirkungsgrad der Unterdrucksetzung ini geschlossenen Kreiselrad
und die Wiedergewinnung eines Teils der dafür aufgewendeten Arbeit durch die Reaktionswirkung
des aus dcii Düsen strömenden Wassers läßt sich folgendermaßen ausdrücken: Es ist
der Wir-1._ungs"rad
wobei w die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers aus der Düse und ie die Umfangsgeschwindigkeit
des 1,#reiselrades i bedeuten. Der Wirkungsgrad "teigt also mit zunehmender Austrittsgeschwindigkeit
w von o,5 auf einen Höchstwert. Da die Austrittsgeschwindigkeit nur von dem Druckunterschied
zwischen Wasserdruck und Dampfdruck abhängt, erhöht sich der Wirkungsgrad bei größeren
Druckunterschieden. Das Kreiselrad i wird daher zweckmäßig für einen nicht unwesentlich
höheren Druck als den Kesseldruck bemessen.
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Das Kreiselrad i ist durch eine Zwischenwand 5 in eine Kammer i i
für die Frischwasserspeisung und eine zweite Kammer 16 unterteilt. Beide Kammern
stehen am äußeren 1`infang des Kreiselrades i in Verbindung. Mine Zubringerpumpe
15 fördert die einen In stimmten Wasserstand im Kessel über-#chreitende Speisewassermenge
in die Kaminur 16 des Kreiselrades i zurück. Die l-,-:ininier 16 steht über die
Zubringerpumpe i ; durch die Rückführungsleitung unter Fesseldruck. Da in der Kammer
16 des 1`rei<c#ir:i(les i clelllgeiliiiß nur eine Druck-(#i-Iiiiiiiiii#., vorn
I-Zes:eldruck bis auf den Druck ant l@n ifang <les Kreiselrades zu bewirken i<t,
n»ir(1, sobald (las zuviel in den Kessel -(!speiste Wasser durch (lie Zubringerpumpe
15 der ha ininer 16 (lein Kreiselrad i zuströmt, ville Druckstei21erung ain Umfang
auftreten, gegenüber welcher eine Speisung durch die Kammer i i nur teilweise oder
überhaupt nicht mehr möglich ist, da mit der Überschreitung des Maximaldruckes der
Kreiselpumpenkamtner 1i die Speisung von Frischwasser unterbrochen wird. Dieser
Zustand bleibt so lange aufrechterhalten, bis der gewünschte Wasserstand, bei dem
kein Wasser durch den Überlauf i8 den Kessel 8 verlassen kann, erreicht ist.
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Eine Anpassung der Förderleistung der Pumpe durch Unterbrechung der
Speiseleitung oder des Antriebes ist daher nicht nötig. Die aus den Düsen austretende
Wassermenge ist bei gleichbleibendem Antrieb und Dampfdruck immer gleich groß, da
die Düsen für einen bestimmten Druckabfall bemessen sind. Auch mit veränderlichem
Dampfdruck ist eine Regelung des Antriebes beispielsweise in Abhängigkeit vom Dampfdruck
praktisch nicht erforderlich, da sich die Ausflußmenge aus den Düsen auch in diesem
Falle nur in geringen Grenzen ändert.
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In Abb.2 ist eine Speiseeinrichtung gezeigt, die zur Einspeisung des
Arbeitsmittels eines Röhrendampferzeugers 25 bestimmt ist. Die Arbeitsweise dieser
Einrichtung ist genau die gleiche wie bei der Einrichtung gemäß der Abb. i. In einem
Gehäuse 6 ist das Düsenkreiselrad i und ein Pumpenrad 23 gelagert. Die Kammer 16
des Düsenkreiselrades steht in offener Verbindung mit dem von dem Gehäuse 6 umschlossenen
Raum. An das Gehäuse ist die Austrittsleitung des Röhrendampferzeugers 25 angeschlossen;
das erzeugte Danipfwassergemisch wird zwangsweise über die Leitung i9 der Kammer
16 des Kreiselrades i zugeführt. Das im Dampf enthaltene Wasser wird ausgeschleudert
und der Sattdampf durch eine nahe der Achse 2 angeschlossene Dampfleitung 2o einem
nachgeschalteten Überhitzer 22 zugeleitet. Das Ni#'asser, welches in das Gehäuse
6 eingespeist worden ist, strömt dem auf der gleichen Welle 2 angeordneten Kreiselrad
23 zu, welches das Speisewasser in den Verdampfer 25 drückt. Das Kreiselrad 23 hat
hierbei nur noch den Drosselwiderstand der von der Kreiselpumpe zum Röhrendampferzeuger
25 führenden Röhrenleitung zu überwinden, da das in die Kammer 16 geförderte Wasser
unter Kesseldruck steht.
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Wie in Abb.3 dargestellt ist, kann das Kreiselrad 23 auch auf der
gleichen Welle 2 und über dem äußeren Umfang des Kreiselrades i angeordnet sein
und mit einer gegeringeren Drehzahl als der des Kreiselrades i umlaufen. Der Antrieb
dieses Kreiselrades 23 erfolgt in diesem Falle über ein Rädergetriebe 26 von der
Welle 2 aus. Die Drehrichtung ist vorzugsweise die gleiche wie die
der
Welle 2. Das Kreiselrad 23 kann auch frei laufend angeordnet sein oder mit dein
Kreiselrad i zusammen durch eine Gegenlaufturbine angetrieben werden.